利用细直径金属线为载体,带动磨粒完成材料切割的线锯加工技术很早就为人们所应用。与传统圆盘式锯片切割加工相比,线锯加工具有生产效率高,材料浪费少,加工成本低等一系列优势。随着IC行业、光伏行业及半导体照明行业的迅速发展,利用线锯加工技术实现晶圆的切片加工得到了广泛的应用,并逐渐成为主流加工方法。为应对越来越严苛的加工需求,线锯加工也从最初简单的低速短距往复运动发展为复杂的多线往复摇摆式运动方式。加工方式的复杂化,在带来潜在优势的同时,也增加了线锯加工的可调控参量,从而导致线锯加工的质量可控性变差,使得新型线锯加工技术的优势得不到充分发挥。本论文通过对多线往复摇摆线锯加工中运动方式的深入分析,提出了单位长度材料去除量的概念,建立材料加工过程中单位长度材料去除量的理论计算模型,将加工运动中的多个调控参量的影响归整到统一理论模型。通过试验进一步研究了单位长度材料去除量对切片加工质量的影响规律。基于上述构思,本文的主要工作可总结如下:1、针对多线往复摇摆线锯加工中的复杂运动方式,将其分解为线锯往复运动、进给运动以及摇摆运动三种独立的基本运动,建立起了三种运动方式的理论模型。2、建立起多线往复摇摆线锯加工中的接触弧长理论计算模型。理论计算表明在线锯加工过程中,方形材料的接触弧长不随加工过程变化,但圆形材料加工时的接触弧长会随着加工过程而变化。摇摆运动的加入可有效的减小切割接触弧长。3、利用Adams仿真软件建立了线锯加工过程中的动力学模型,并利用高速摄像机跟踪测量了实际锯切过程中的线弓变化。实验结果表明所建立的理论模型能较好的预测加工过程中的线弓。同时研究还表明加工过程中的法向力与切向力之比是影响线锯线弓的主要原因。4、结合切割接触弧长的理论模型,以及线弓的研究成果,建立起了多线往复摇摆线锯加工过程中的单位长度材料去除量的理论模型。理论分析表明,在均匀进给速度条件下,由于受到接触弧长的影响,方形工件加工过程中的单位长度材料去除量可以保持稳定,但圆形工件加工过程中的单位长度材料去除量则随加工过程而变化。5、通过对单位长度材料去除量的理论模型分析,提出了晶圆加工过程中稳定单位长度材料去除量的加工技术,并逆向反推出了加工过程中的进给速度的变化曲线。6、通过水晶和蓝宝石的切割实验,探究了单位长度材料去除量对加工质量的影响规律,研究结果表明,减小单位长度材料去除量可以有效的降低工件的表面粗糙度。本文主要从线锯加工中的运动学入手,提出并建立了单位长度材料去除量的理论模型,并提出了稳定单位长度材料去除量的切割加工新技术,发现了单位长度材料去除量对加工质量的影响规律,研究成果对深入理解线锯加工过程,优化线锯加工质量具有现实指导意义。