碳化硅陶瓷具有硬度高、强度高和耐高温等优异性能，被广泛运用于化工、矿业、航空航天、汽车和微电子等工业领域。在加工过程中，陶瓷材料常需要进行钻孔和开槽等工序，而碳化硅陶瓷片具有较高的硬度及较低的断裂韧性，是典型的难加工材料。对于碳化硅陶瓷的加工，国内外研究主要涉及碳化硅陶瓷的磨削工艺和加工效率等，鲜有关于碳化硅陶瓷片的具体磨削去除方式及加工质量的研究报道。本文采用烧结金刚石钻头对碳化硅陶瓷片进行磨削钻孔，通过理论计算及试验观察的方式，获得碳化硅陶瓷的磨削去除方式，并通过施加预紧力的工艺装置较大程度地减小孔出口的崩豁和裂纹，从而改善孔加工质量，获得{zy}预紧力及其理想范围。

磨削去除方式分析
由压痕断裂力学模型可知，在陶瓷磨削过程中，当对单颗磨粒施加的法向载荷大于由陶瓷材料本身决定的单颗磨粒临界切削载荷时，陶瓷材料将会产生裂纹，当裂纹扩展至自由面时，陶瓷材料发生脆性断裂，从而形成切屑。当对单颗磨粒施加的法向载荷低于由陶瓷材料本身决定的单颗磨粒临界切削载荷时，裂纹不会产生更不会扩展，磨粒使材料发生塑性变形。
本文通过计算比较烧结金刚石钻头单颗磨粒受到的平均载荷及由碳化硅本身决定的单颗磨粒临界切削载荷时，来判断碳化硅陶瓷材料的磨削去除形式。
①单颗磨粒受到的平均载荷
假定金刚石磨粒为圆球体，设1cm3单位体积的钻头工作层内所包含的金刚石颗粒数为nv，则有

(1)、式中，C为金刚石浓度；ρ为金刚石密度；d为金刚石颗粒平均直径。
在加工过程中，烧结金刚石钻头不断磨损，金刚石磨粒随之脱落。设金刚石磨粒在没有脱落时，金刚石磨粒的{zd0}出露高度占其直径的比例为k，由文献可知，在钻头工作层表面，金刚石磨粒的{zd0}出露高度不大于其直径的三分之一，且k≤30%。从微观层面上来看，每个金刚石磨粒都不在同一个层面上，设1cm3单位体积内包含的金刚石磨粒层数为mv，则有

(2)、设烧结金刚石钻头工作层上1cm2单位面积上所包含的出露金刚石颗粒数量为N0，则有

(3)、由于在加工过程中，出露金刚石磨粒不同时工作，设参加工作的金刚石颗粒占出露金刚石颗粒的比例为ξ，文献表明，ξ≤26%。那么在1cm2单位面积上参加工作的金刚石颗粒的数量Nξ为

(4)、设作用在烧结金刚石钻头工作面上的轴向进给载荷为P，那么作用在工作面的1cm2单位面积上的轴向进给载荷P0可表示为

(5)、式中，S为烧结金刚石钻头工作面的总面积；D1、D2分别为烧结金刚石钻头的外径、内径；N为钻头的水口数；b为钻头的水口宽度。
所以，在烧结金刚石钻头的工作面上，单颗金刚石磨粒受到的平均载荷为

(6)、在试验条件下，轴向进给压力通常大于695N(取最小值695N)；金刚石密度为3.52g/cm3；金刚石粒度为500/60(直径为250μm)；金刚石浓度为50%(400%浓度制，0.44g/cm3)；金刚石没有脱落时的{zd0}出露高度占金刚石直径的比例k取{zd0}值30%；参加工作的金刚石颗粒占出露金刚石颗粒的比例ξ取{zd0}值26%；钻头外径、内径分别为20mm、16mm；钻头的水口数为2，水口宽度为2mm。根据以上参数，结合式(6)对试验条件下钻头的单颗金刚石磨粒受到的平均载荷进行计算，得到为22.20N。