蓝宝石材料由于其良好的机械特性、光学性能及化学稳定性得到广泛的应用。蓝宝石晶片需要经过切断制作成特定规格的产品,如将LED晶圆分离成晶粒,将晶片切割成指定规格的窗口片等。晶片的切断加工是蓝宝石材料变为成品的最后步骤,其质量直接影响产品的成品率。金刚石砂轮作为一种传统的机械加工方法具有成本低、效率高的优点。然而,由于蓝宝石脆性大、硬度高,加工过程难度大易崩边,需要对其加工机理进行深入研究。切割过程中弧区变化对蓝宝石晶片锯切机理有很大影响,锯切弧区不同将影响单颗磨粒切屑形态,而切屑形态决定了材料的去除方式,材料的去除方式又直接影响晶片的崩边程度。本文利用超薄切割砂轮对蓝宝石晶片进行了锯切试验,通过改变弧区位置、砂轮转速、工件进给速度控制单颗磨粒的切屑形态。通过显微镜对切槽形貌及崩边进行了观测,判断不同弧区材料去除特性。分析不同弧区下的锯切力、力比、比能变化特征,对它们反映出的材料去除机理进行探讨。建立了锯切力的数学模型,以便更深入的探究不同弧区锯切力的形成机理及其变化特征。论文的主要研究成果概括如下:1、不同弧区材料去除特性:弧区位置较低时,切屑不易排出,大量破碎切屑嵌在切槽内;弧区位置较高时,单颗磨粒切深较大,脆性破碎量增多。崩边大小与材料去除方式相对应,较低和较高的弧区位置都会导致较大的崩边。2、弧区变化对锯切力的影响规律:在同一组参数下,单位宽度法向力随弧区位置增高而增大,单位宽度切向力随弧区位置增高先增大后减小;对锯切力比的影响规律:力比随弧区位置的增高而增大;对锯切比能影响规律:比能随弧区位置的增高先增加后减小。3、建立了不同弧区锯切力数学模型,结合试验数据推导了不同弧区的锯切力公式并进行了验证。探究了公式中法向力系数k及切向力系数k’的变化规律:k随弧区位置的增高线性增大,k’随弧区位置的增高而增大,但增长速度越来越缓慢。