戴晨伟博士答辩公告

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戴晨伟博士答辩公告

发布时间:2017-10-11浏览次数:697作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：戴晨伟

指导老师：徐九华教授

论文题目：单层钎焊超硬磨料砂轮地貌演变与磨粒切厚分布研究

答辩委员会：

主席：李迎教授/博导南京理工大学

委员：谭业发教授/博导南京理工大学

徐九华教授/博导南京航空航天大学

曲宁松教授/博导南京航空航天大学

李亮教授/博导南京航空航天大学

丁文锋教授/博导南京航空航天大学

曾永彬教授/博导南京航空航天大学

秘书：郝秀清副教授/硕导南京航空航天大学

时间：2017年10月13日08:30

地点：南航明故宫校区A15-B327

学位论文简介：

论文结合单层钎焊超硬磨料砂轮磨粒把持牢固、排布可控、出露高、容屑空间大等优势，开展了单层钎焊超硬磨料砂轮地貌演变与磨粒切厚分布研究，阐明了磨粒刃形、切厚变化及磨粒磨损形貌演变对磨削过程的影响，揭示了砂轮地貌演变与磨粒切厚分布变化的规律，建立了基于切厚分布演变的磨削过程控制模型与加工表面粗糙度预测模型，为更加科学、可靠地控制磨削过程与预测加工结果提供理论依据和方法支持。

论文完成的主要研究工作如下：

（1）研制了可精确控制磨粒刃形和单颗磨粒切厚的单颗磨粒磨削试验系统，开展了切厚可控的单颗磨粒磨削GH4169镍基合金试验研究。阐明了磨粒刃形、单颗磨粒切厚与磨削速度对磨削力、磨削比能、磨痕形貌及隆起比的影响规律，揭示了磨削成屑的单颗磨粒切厚临界值为0.3 μm。

（2）开展了不同单颗磨粒切厚与磨削速度条件下的单颗磨粒磨损试验，将磨粒形貌的变化特征分为前刀面月牙洼、后刀面磨耗平台、微破碎和大面积破碎四种，由此揭示了磨削用量对磨粒磨损形貌演变的影响规律，发现了径向磨损量和磨耗面积随磨粒磨损加剧而增大。通过磨削力（比）的理论和试验分析，阐明磨粒变钝的实质是磨粒负前角随前刀面磨损加剧而增大，同时导致材料去除效率降低、磨痕两侧隆起增大、表面更加粗糙。

（3）采用复型法复制了单层钎焊超硬磨料砂轮的局部地貌，通过Johnson变换及其反变换重构了砂轮整体地貌。开展了单层钎焊砂轮磨损试验，阐明了砂轮地貌的演变规律。建立了包含砂轮不均匀地貌信息的单颗磨粒切厚模型，由此定量描述了单层钎焊超硬磨料砂轮磨损过程中单颗磨粒切厚均值与标准差同步减小的变化规律。

（4）开展了单层钎焊砂轮磨削镍基合金试验，阐明了因砂轮磨损导致的单颗磨粒切厚分布变化对磨削过程参量（如磨削力、磨削比能及磨削温度）的影响规律，建立了磨削过程参量与砂轮工作面有效磨粒比例、单颗磨粒切厚均值与标准差的关系模型。在此基础上，根据单层钎焊砂轮工作面磨粒的运动轨迹方程，仿真获得了磨削加工表面，并建立了磨削加工表面粗糙度预测模型，与试验结果相符。最后，通过加工实例确证了基于磨粒切厚实际分布特征所建立的磨削过程控制与加工结果预测模型的准确性。

主要创新点：

（1）提出了一种控制单颗磨粒磨刃位姿的方法，研制了单颗磨粒磨削试验装置，为分析磨刃对磨削加工的影响提供了技术支持。

（2）阐明了超硬磨料磨损形貌演变的规律是磨刃与月牙洼交互转变，揭示了磨粒变钝的实质是月牙洼消失引起磨粒负前角增大，这为优选单颗磨粒切厚与磨削速度、提高砂轮使用寿命提供了理论依据。

（3）提出了将局部地貌特征拓展至砂轮整体的重构方法，建立了更加符合实际磨削工况的单颗磨粒切厚模型，为研究单颗磨粒切厚不均匀问题提供了理论依据。

（4）建立了磨削加工结果与单颗磨粒切厚分布特征、砂轮地貌的数学模型，为控制磨削过程，预测加工表面奠定了理论基础。

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