薛建勋博士答辩公告

教学动态

发布时间:2017-05-05浏览次数:847作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：薛建勋

指导教师：安鲁陵教授

论文题目：氧化锆陶瓷高速铣削基础研究

答辩委员会：

主席：陆宝春教授/博导南京理工大学

委员：苏宏华教授/博导南京航空航天大学

程筱胜教授/博导南京航空航天大学

孙全平教授/硕导淮阴工学院

黎向锋教授/硕导南京航空航天大学

秘书：卫炜副教授/硕导南京航空航天大学

答辩时间：2017年5月13日9:00-12:00

地点：南航明故宫校区15#-B327

学位论文简介：

论文以提高加工效率和加工质量、延长刀具耐用度为目标，研究了完全烧结氧化锆陶瓷高速铣削加工的基础理论、方法及关键技术，为实现该材料的高效铣削奠定了基础，主要开展的研究工作如下：

1) 进行了氧化锆陶瓷的铣削加工试验，分析了切削特征。

2) 采用理论分析和有限元模拟相结合的方法研究了氧化锆陶瓷的脆性域和延性域铣削机理。

3) 采集切削力信号，分析了切削力信号的时域和频域特征，研究了切削参数对切削力的影响，构建了切削力预测模型。

4）基于热源法建立了工件温度场理论模型和有限元模型，研究了切削参数对工件的温度场和热应力的影响。

5）进行了低速和高速铣削氧化锆陶瓷的聚晶金刚石刀具磨损试验，研究了刀具的磨损机理。

6）对加工后的工件表面进行了粗糙度测量试验，分析了脆性域/延性域切削方式以及切削参数对表面粗糙度的影响。利用X射线衍射法测量了工件表面残余应力，分析了相变、机械应力和切削热对残余应力的影响。

主要创新点如下：

1）通过对切屑晶体结构的观察与分析,发现在完全烧结氧化锆陶瓷的高速铣削过程中，有部分t-ZrO2发生了相变，转变成了m-ZrO2，促进了氧化锆陶瓷高速延性域铣削的产生。

2）根据已加工表面形貌，分析和计算出完全烧结氧化锆陶瓷高速延性域加工的临界切削厚度。与低速铣削相比，高速铣削氧化锆陶瓷可以使延性域铣削的临界切削厚度增加1μm左右。因此，对氧化锆陶瓷进行高速延性域铣削时可以采用较大的进给速度、径向切深和轴向切深等切削参数，从而可提高加工效率。

3）以0.3mm作为刀具磨钝标准，低速铣削氧化锆陶瓷的刀具使用寿命仅为44min，而高速铣削刀具的使用寿命达到了908min，是低速铣削的20.6倍，由此可见，高速铣削氧化锆陶瓷对大幅提高刀具的使用寿命是有利的。

4）发现聚晶金刚石刀具高速铣削完全烧结氧化锆陶瓷时刀具的磨损形式包括磨料磨损引起的晶粒脱落、崩刃与剥落以及石墨化磨损。