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摘要
以激光辅助条件下单晶硅的金刚石车削为对象，建立了激光辅助加热的温度场模型，利用COMSOL软件模拟得到单晶硅表面及亚表面的温度场分布；结合激光辅助加热的单晶硅表面测温试验，与温度场仿真结果进行了对比验证；最后开展了单晶硅激光辅助金刚石车削试验，研究进给量和背吃刀量一定的条件下，激光功率和主轴转速对切削力、表面粗糙度、切屑形态及刀具磨损的影响。结果表明，主轴转速为2 000 r/min、激光功率32～40 W时，表面温度达到脆塑转变温度，500℃以上的亚表面传热深度超过6.8μm;激光软化材料效果受功率和主轴转速共同影响，随着激光功率增加和主轴转速降低，单晶硅加工性能和表面质量提升，刀具磨损降低，但激光功率达48 W时，加工热损伤导致单晶硅表面粗糙度大幅增加；激光功率40 W、主轴转速2 000 r/min条件下，单晶硅表面粗糙度最低可达3 nm。
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