许顺杰，曹自洋，王浩杰

（1.苏州科技大学 机械工程学院，江苏 苏州215009；2.苏州市高效与精密加工技术重点实验室，江苏 苏州215009）

单晶硅是一种硬而脆的材料[1]，由于其独特的物理化学性能，被广泛应用于微电子领域[2]。某些应用通常把单晶硅制造成几十甚至几百微米的复杂结构[3]，并且要求很高的制造精度和表面质量，典型的光刻技术、化学蚀刻等加工仅能加工平面2维或2.5维结构[4-5]，相比之下，微铣削能够制造出3维微结构，同时具有高精度、高表面光洁度，且机械装夹简单[6]，相比于光刻机设备成本低廉。

常温下，单晶硅属于脆性材料，去除材料以崩碎为主，只有在合适的切削参数条件下才能够实现延性切削[7-9]，从而降低表面粗糙度。Choong Z J,Huo D等学者通过力、表面形貌和边缘质量来表征微铣削单晶硅的加工质量[4]；Dehong H等学者采用方差分析的方式，进一步解析了切削速度Vc、进给量f和轴向切削深度ap等切削参数的变化,确定了这些因素对铣削单晶硅表面粗糙度的影响[10]；周云光利用微磨削技术手段，通过单晶硅表面粗糙度的数值分析，优化了磨削工艺参数[11]；Liu B等学者研究了单晶硅在脆性、延性模式下的材料去除过程，得出延性模式下切削有更少的裂纹和破损[12-14]。虽然国内外学者对单晶硅表面质量进行了很多方面的研究，但是针对其影响机制依旧需要进一步深入探讨。

本文从正交试验出发，研究切削三要素（每齿进给量、主轴转速和轴向切削深度）对单晶硅微铣削表面粗糙度的影响规律，观察其表面形貌，结合未变形切削厚度来研究延性切削，进而研究对表面粗糙度的影响。……