世界上约80%的光伏电池是由硅晶体制造,但硅晶片的高成本制约了光伏电池的广泛应用。光伏行业通过降低硅片非硅成本,追求平价上网,加快光伏清洁能源的推广应用。光伏硅切片加工是重要的机械加工工序,切片加工质量和效率对太阳能光伏电池的制造成本有重要影响。电镀金刚石线锯已广泛应用于光伏硅切片中,为降低光伏硅片的非硅成本,迫切需要高性能的电镀金刚石线锯和相应高效高质量切片加工技术。本文针对电镀金刚石线锯的形貌和切片加工性能开展研究,以电镀金刚石线锯表面上的镀镍层和磨粒的出刃率为主要分析对象,通过研究电镀金刚石线锯表面上磨粒出刃率、镀镍层对切片性能的影响、切片的材料去除率等问题,提出满足切片加工性能要求的电镀金刚石线锯表面磨粒出刃率的确定方法。研究工作对完善电镀金刚石线锯的质量检测手段、提高制造质量具有重要意义。本文的主要研究工作归纳如下:(1)根据电镀金刚石线锯的实际形貌,考虑磨粒真实形状及其在金刚石线锯表面上的分布情况,建立了电镀金刚石线锯的三维模型。基于电镀金刚石线锯三维模型,提出了磨粒出刃率检测标准参数和磨粒出刃率的计算方法,并利用电镀金刚石线锯三维模型对磨粒出刃率的检测方法进行了验证。(2)考虑电镀金刚石线锯表面上镀镍层的影响和电镀金刚石线锯表面上磨粒切削刃的开刃需求,对使电镀金刚石线锯的最小开刃力进行了研究,仿真分析了电镀金刚石线锯磨粒出刃率、走丝速度和进给速度对最小开刃力的影响。研究发现,最小开刃力随磨粒出刃率的增大而增大,随走丝速度的增大而减小,随进给速度的增大而增大。(3)考虑电镀金刚石线锯表面上的镀镍层,建立了电镀金刚石线锯切片加工的材料去除率模型,仿真分析了切片时磨粒出刃率、线弓及走丝速度对材料去除率的影响。在本文研究条件下,电镀金刚石线锯的磨粒出刃率在100～200颗/mm时,电镀金刚石线锯切片时的材料去除率较高,在允许的线弓最大挠度范围内,材料去除率与线弓最大挠度和走丝速度呈正相关。(4)基于电镀金刚石线锯切片加工材料去除率的研究,建立了电镀金刚石线锯切片加工时的线弓计算模型,研究了电镀金刚石线锯磨粒出刃率与工艺参数对线弓的影响,模拟仿真了与不同磨粒出刃率的电镀金刚石线锯相匹配的工艺参数。在电镀金刚石线锯切片加工时,线弓最大挠度与走丝速度成负相关,与进给速度成正相关。在本文研究条件下,电镀金刚石线锯的出刃率在100～150颗/mm时,切片加工的线弓最大挠度较小。当走丝速度与进给速度之比为2.25～3,磨粒出刃率100～200颗/mm,张紧力Fs=15N时,电镀金刚石线锯切片加工的线弓最大挠度为3 mm。