[发明专利]一种用于确定单晶材料最优加工方向的方法

权利要求书

1.一种用于确定单晶材料最优加工方向的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：制作单晶材料样品，确定单晶材料样品所有的潜在最优加工方向；设定单晶材料样品的潜在最优加工方向有n个；

步骤二：对单晶材料沿着每个潜在最优加工方向进行加工；设定第i次加工为沿第i个潜在最优加工方向进行的加工；

步骤三：在第i次加工中，获取用于测评第i个潜在最优加工方向的评定特征；

所述的评定特征包括加工过程中的加工力、加工完成后的表面形貌特征和亚表面损伤层深度；所述的加工力包括切向力和法向力；

3.1：通过力信号采集系统采集第i次加工过程中的加工力；

3.2：通过光学测量设备对第i次加工完成后的表面形貌进行检测，获取表面形貌特征；

3.3：通过破坏性检测方式获取第i次加工完成后的截面形貌，通过截面形貌获取与第i个潜在最优加工方向对应的亚表面损伤层深度，所述破坏性检测方式包括FIB加工、截面抛光法、斜面抛光法或溶液腐蚀法；

步骤四：重复步骤三，直至通过n次加工，分别完成对n个潜在最优加工方向的加工，获取与n个潜在最优加工方向一一对应的n组评定特征；

步骤五：根据评定特征，从n个潜在最优加工方向中选择出最优加工方向。

2.根据权利要求1所述的用于确定单晶材料最优加工方向的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：所述的潜在最优加工方向为潜在最优磨削方向；

步骤二：对单晶材料样品沿着每个潜在最优磨削方向进行加工；设定第i次加工为沿第i个潜在最优磨削方向进行的加工；

步骤三：在第i次加工中，获取用于测评第i个潜在最优磨削方向的评定特征；所述的评定特征中，所述的加工力为磨削力，所述的表面形貌特征为表面粗糙度；

3.1：通过力信号采集系统对第i次加工过程中的磨削力进行采集；

3.2：通过光学测量设备对第i次加工完成后的表面形貌进行检测，获取与第i个潜在最优磨削方向对应的表面粗糙度；

3.3：通过破坏性检测方式对第i次加工完成后的截面形貌进行检测，获取与第i个潜在最优磨削方向对应的亚表面损伤层深度；

步骤四：重复步骤三，直至通过n次加工，分别完成对n个潜在最优磨削方向的加工，获取与n个潜在最优磨削方向一一对应的n组评定特征；

步骤五：根据评定特征，从n个潜在最优磨削方向中选择出最优磨削方向；磨削力的切向力最小、磨削力的法向力最小、表面粗糙度最小和亚表面损伤层深度最小的评定特征对应的潜在最优磨削方向，即为最优磨削方向。

3.根据权利要求1所述的用于确定单晶材料最优加工方向的方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：所述的潜在最优加工方向为潜在最优切削方向；

步骤二：对单晶材料样品沿着每个潜在最优切削方向进行加工；设定第i次加工为沿第i个潜在最优切削方向进行的加工；

步骤三：在第i次加工中，获取用于测评第i个潜在最优切削方向的评定特征； 所述的评定特征中，所述的加工力为切削力、所述的表面形貌特征为材料去除体积；所述的材料去除体积为下一步加工工序需要去除的材料体积；

3.1：通过力信号采集系统对第i次加工过程中的切削力进行采集；

3.2：通过光学测量设备对第i次加工完成后的表面形貌进行检测，获取与第i个潜在最优切削方向对应的材料去除体积；

3.3：通过破坏性检测方式对第i次加工完成后的截面形貌进行检测，获取与第i个潜在最优切削方向对应的亚表面损伤层深度；

步骤四：重复步骤三，直至通过n次加工，分别完成对n个潜在最优切削方向的加工，获取与n个潜在最优切削方向一一对应的n组评定特征；

步骤五：根据评定特征，从n个潜在最优切削方向中选择出最优切削方向；切削力的法向力最小、切削力的切向力最小、材料去除体积最小和亚表面损伤层深度最小的评定特征对应的潜在最优切削方向，即为最优切削方向。