熔石英激光辅助切削过程分析与数值模拟开题报告

全文总字数：7744字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

熔石英玻璃是氧化硅的非晶态，通过天然高纯度的二氧化硅经电炉在高温下熔融后快速冷却制得。熔石英玻璃具有熔点高，导热系数低、热膨胀系数小等热学性能，同时化学性能稳定，具有极强的耐腐蚀能力。相较于普通玻璃，熔石英玻璃具有极佳的光谱特性，在整个光谱内均有良好的透过性，在紫外线光谱部分，熔石英玻璃更是具有其他玻璃无可比拟的透过性。因其具有透光性能好、化学性能稳定等优点被广泛应用于航空航天、电子、半导体、激光和国防等领域。广泛的应用前景也意味着对于熔石英的加工要求不断提高，对此，寻求更适合熔石英后期加工的方式尤为重要。

熔石英传统的加工方式为机械研磨，但因其脆硬性的特点，加工过程中容易造成崩碎和裂纹，无法满足日益提高的加工要求。^[1]因此，超声加工、化学刻蚀、等离子刻蚀、热场辅助切削等技术也被引入到熔石英的加工中，而热场辅助切削技术因其能够有效降低硬质材料表面的硬度而被广泛应用于硬脆材料的加工。随着激光技术的不断发展，激光辅助切削技术成为了硬脆材料加工的一种重要方式，国内外学者对辅助切削过程中的温度场，切削性能、刀具磨损等进行了大量的研究，但是对于熔石英在激光辅助切削方面的研究相对较少，对此本文将对熔石英激光辅助切削的加工过程进行数值模拟和实验研究，力图寻找一种更适合熔石英加工的方式，为实际生产加工提供理论基础。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究基本内容

本课题拟进行激光辅助熔石英切削加工的数值模拟和实验研究，通过建立切削仿真模型对比传统切削加工和激光辅助切削加工的异同；通过搭建激光辅助切削加工的实验平台进行切削实验；通过对比实验验证激光辅助切削加工熔石英的可行性，通过正交实验研究不同工艺参数对加工过程的影响，从而获得激光辅助熔石英加工的最优参数。

(1)激光辅助熔石英切削仿真

3. 研究计划与安排

第1周：查阅相关资料，阅读近几年关于激光辅助切削和熔石英的文献，明确研究任务和研究目标。

第2-3周：对收集的资料进行分类整理，分析课题的研究背景及意义，国内外研究现状等，撰写开题报告，翻译外文文献。

第4-5周：拟定技术路线和基本方案，设计研究的总体思路，论文总体框架，并完成论文绪论部分的撰写。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]汪旭煌,姚建华,周国斌,楼程华.液晶玻璃基板激光切割数值模拟与实验[j].中国激光,2011,38(06):95-99.

[2] y. shu.study on etching process of fused silicawith concentrated hf[j].optik.2019,178:544-549.

[3]g. chen, h. luo, c. kang, g. luo, y. zhou and g.pan.application of surface analysis in study on removal mechanism and abrasiveselection during fused silica chemical mechanical polishing[j].surface andinterface analysis.2019,51(5):576-583.