2022年度湖南省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)擬提名項(xiàng)目公示內(nèi)容

2022年度湖南省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)擬提名項(xiàng)目公示內(nèi)容（自然科學(xué)獎(jiǎng)）項(xiàng)目名稱面向曲面光學(xué)元件的成形金剛石砂輪精密修整及其超精密磨削研究提名單位及提名等級湖南科技大學(xué)，三等獎(jiǎng)提名意見項(xiàng)目針對硬脆材料曲面光學(xué)元件磨削加工過程中成形金剛石砂輪難以修整、磨削加工成形質(zhì)量不高、表面質(zhì)量不均勻等問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在國家自然科學(xué)基金持續(xù)資助下，提出了干式電火花和旋轉(zhuǎn)綠碳化硅在位精密修整成形金剛石砂輪方法，并基于精密修整后的成形金剛石砂輪開展了硬脆材料非球面和菲涅爾光學(xué)元件模具的超精密磨削加工研究，創(chuàng)新地提出了基于優(yōu)化磨削加工參數(shù)匹配關(guān)系的磨削紋理抑制策略，大幅提高了曲面光學(xué)元件的磨削成形質(zhì)量。研究成果為曲面光學(xué)元件的確定性、低損傷、超精密加工奠定科學(xué)理論和工藝技術(shù)基礎(chǔ)。項(xiàng)目成果發(fā)表在《InternationalJournalofMachineTools&Manufacture》、《InternationalJournalofPrecisionEngineeringandManufacturing-GreenTechnology》、《JournalofMaterialsProcessingTechnology》、《InternationalJournalofMechanicalSciences》等國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上，代表性5篇論文他引共140次，單篇最高他引43次，獲得國內(nèi)外同行和學(xué)術(shù)思想應(yīng)用單位一致肯定和高度評價(jià)。成果材料齊全、規(guī)范，無知識產(chǎn)權(quán)糾紛，人員排序無爭議，符合湖南省自然科學(xué)獎(jiǎng)提名條件。提名該項(xiàng)目為湖南省自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。項(xiàng)目簡介硬脆材料曲面光學(xué)元件能夠減少光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)元件的數(shù)量，簡化光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得光學(xué)系統(tǒng)更小和更輕。因此，硬脆材料曲面光學(xué)元件在航空航天、電氣、土木工程、醫(yī)學(xué)、汽車等諸多領(lǐng)域都具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。然而，因其基體材料高硬度、高脆性、曲面結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，使其加工過程中存在材料難以被去除、成形質(zhì)量難以保證等問題。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對硬脆材料曲面光學(xué)元件磨削加工過程中成形金剛石砂輪難以修整、磨削加工成形質(zhì)量不高、表面質(zhì)量不均勻等問題，在國家自然科學(xué)基金持續(xù)資助下，開展了在位精密修整成形金剛石砂輪研究，以及硬脆材料非球面和菲尼爾光學(xué)元件模具的超精密磨削加工研究。（1）研究了成形金剛石砂輪修整過程中的精密成形機(jī)理，探究了成形金剛石砂輪精密修整過程中回轉(zhuǎn)精度和形狀精度精確、快速收斂的工藝路線；（2）探究了曲面光學(xué)元件磨削紋理的生成機(jī)理和分布規(guī)律，建立了磨削紋理的仿真預(yù)測模型，分析了波移值對磨削紋理特征值的影響規(guī)律；（3）揭示了砂輪與工件非整數(shù)轉(zhuǎn)速比對磨削紋理的抑制機(jī)理，提出了抑制磨削表面紋理的工藝參數(shù)優(yōu)選匹配策略，大幅提升曲面光學(xué)元件的磨削效率和精度。（4）研究成果為曲面光學(xué)元件的確定性、低損傷、超精密加工奠定科學(xué)理論和工藝技術(shù)基礎(chǔ)。項(xiàng)目成果發(fā)表在《InternationalJournalofMachineTools&Manufacture》、《InternationalJournalofPrecisionEngineeringandManufacturing-GreenTechnology》、《JournalofMaterialsProcessingTechnology》、《InternationalJournalofMechanicalSciences》等國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上，代表性5篇論文他引共140次，單篇最高SCI他引43次，獲得國內(nèi)外同行和學(xué)術(shù)思想應(yīng)用單位一致肯定和高度評價(jià)。代表作目錄ChenB,LiS,DengZ,BingGuo,QingliangZhao.Grindingmarksonultra-precisiongrindingsphericalandasphericsurfaces.InternationalJournalofPrecisionEngineeringandManufacturing-GreenTechnology,2017,4(4):419-429.ChenB,GuoB,ZhaoQ.On-machineprecisionformtruingofarc-shapeddiamondwheels.JournalofMaterialsProcessingTechnology,2015,223:65-74.）BingGuo,QingliangZhao.On-machineDryElectricDischargeTruingofDiamondWheelsforMicro-structuredSurfacesGrinding.InternationalJournalofMachineToolsandManufacture.2015,88:62-70.YongchengPan,QingliangZhao,BingGuo,JinhuWang,XiaoqiaoWu.Aninvestigationofthesurfacewavinessfeaturesofgroundsurfaceinparallelgrindingprocess[J].InternationalJournalofMechanicalSciences,2020,170:105351.陳冰,李時(shí)春,鄧朝暉,趙清亮.基于旋轉(zhuǎn)聲發(fā)射的非球面超精密磨削在線監(jiān)測研究.兵器材料科學(xué)與工程,2018(1):8-13.主要完成人姓名：陳冰

排名：1

行政職務(wù)：副院長

技術(shù)職稱：副教授

工作單位：湖南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

完成項(xiàng)目時(shí)所在單位：湖南科技大學(xué)

對本項(xiàng)目主要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)：本項(xiàng)目組織者和主要完成人，是論文1、2和5第一作者，是論文4的主要參與者，對科學(xué)發(fā)現(xiàn)1、2和3做出了重要貢獻(xiàn)，是基于旋轉(zhuǎn)綠碳化硅的圓弧形金剛石砂輪在位精密修整技術(shù)和優(yōu)化磨削加工參數(shù)匹配關(guān)系抑制磨削紋理策略提高曲面光學(xué)元件磨削質(zhì)量新學(xué)術(shù)思想的提出者和完成人。包括：（1）提出了基于旋轉(zhuǎn)綠碳化硅的圓弧形金剛石砂輪在位精密修整技術(shù)；（2）發(fā)現(xiàn)了曲面光學(xué)元件磨削加工中磨削加工參數(shù)匹配關(guān)系對磨削紋理的影響；（3）建立了磨削痕跡分布方程，探究了磨削加工參數(shù)匹配關(guān)系對磨削紋理的影響規(guī)律；（4）提出了基于磨削點(diǎn)間距判據(jù)的磨削參數(shù)匹配關(guān)系優(yōu)化策略，大幅抑制了磨削紋理，顯著提高了非球面光學(xué)元件的超精密磨削加工質(zhì)量。該研究工作占本人工作量的80%。姓名：郭兵

排名：2

行政職務(wù)：無

技術(shù)職稱：教授

工作單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

完成項(xiàng)目時(shí)所在單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)

對本項(xiàng)目主要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)：論文3和4學(xué)術(shù)思路的主要提出者和完成人，論文1-4的通信作者，對科學(xué)發(fā)現(xiàn)1和3做出了重要貢獻(xiàn)，包括：（1）提出了基于干式電火花的圓弧形和V型金剛石砂輪在位精密修整技術(shù)；（2）建立了磨削紋理的仿真預(yù)測模型，分析了波移值對磨削紋理特征值的影響規(guī)律；（3）提出了基于砂輪與工件非整數(shù)轉(zhuǎn)速比抑制磨削表面紋理的工藝參數(shù)優(yōu)選匹配策略。該研究工作占本人工作量的60%。姓名：潘永成

排名：3

行政職務(wù)：無

技術(shù)職稱：工程師

工作單位：中國工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所

完成項(xiàng)目時(shí)所在單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)

對本項(xiàng)目主要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)：論文4理論和實(shí)驗(yàn)研究的第一完成人，論文4的第一作者，對科學(xué)發(fā)現(xiàn)2、3做出了主要貢獻(xiàn)，包括：（1）闡明了磨削加工磨粒非均勻去除與波紋度輪廓的關(guān)聯(lián)機(jī)制；（1）分析了磨削加工磨粒非均勻去除規(guī)律，揭示了磨削波紋度幾何輪廓的生成機(jī)制；（2）建立了磨削波紋度三維形貌的仿真預(yù)測模型，分析了磨削系統(tǒng)參數(shù)對波紋特征值的影響規(guī)律。該研究工作占本人工作量的50%。主要完成單位1.湖南科技大學(xué)單位貢獻(xiàn)：本單位為項(xiàng)目牽頭單位，負(fù)責(zé)組織、協(xié)同各單位開展項(xiàng)目研究工作。提出了曲面光學(xué)元件超精密磨削加工過程中的成形金剛石砂輪在位精密修整策略和基于優(yōu)化磨削加工參數(shù)匹配關(guān)系抑制磨削紋理策略提高曲面光學(xué)元件磨削質(zhì)量的學(xué)術(shù)思想。提出了基于旋轉(zhuǎn)綠碳化硅的圓弧形金剛石砂輪在位精密修整技術(shù)；發(fā)現(xiàn)了曲面光學(xué)元件磨削加工中磨削加工參數(shù)匹配關(guān)系對磨削紋理的影響；建立了磨削痕跡分布方程，探究了磨削加工參數(shù)匹配關(guān)系對磨削紋理的影響規(guī)律；提出了基于磨削點(diǎn)間距判據(jù)的磨削參數(shù)匹配關(guān)系優(yōu)化策略，大幅抑制了磨削紋理，顯著提高了非球面光學(xué)元件的超精密磨削加工質(zhì)量。為項(xiàng)目研究配備了相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工作場地，有力地確保了項(xiàng)目研究的正常實(shí)施。2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)單位貢獻(xiàn)：本單位為干式在位精密修整技術(shù)電火花圓弧形和V型金剛石砂輪和在菲涅爾光學(xué)元件模具上實(shí)現(xiàn)基于優(yōu)化磨削加工參數(shù)匹配關(guān)系抑制磨削紋理策略提高曲面光學(xué)元件磨削質(zhì)量的學(xué)術(shù)思想做出了貢獻(xiàn)，并建立了磨削紋理的仿真預(yù)測模型、分析了波移值對磨削紋理特征值的影響規(guī)律、提出了基于砂輪與工件非整數(shù)轉(zhuǎn)速比抑制磨削表面紋理的工藝參數(shù)優(yōu)選匹配策略；為項(xiàng)目研究提供了相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工作場地支持。完成人合作關(guān)系說明本次申報(bào)項(xiàng)目：面向曲面光學(xué)元件的成形金剛石砂輪精密修整及其超精密磨削研究，是主要完成人1陳冰在博士學(xué)位期間和博士畢業(yè)后提出和發(fā)展的學(xué)術(shù)思想。項(xiàng)目第2主要完成人郭兵系第1主要完成人的師兄及博士副導(dǎo)師，項(xiàng)目第3主要完成人潘永成系第1主要完成人的師弟。在國家自然科學(xué)基金的資助下，三位主要完成人在砂輪修整、磨削紋理理論和抑制策略等方面，基于各自優(yōu)勢開展合作合作三篇論文：ChenB（陳冰）,LiS,DengZ,BingGuo（郭兵）,QingliangZhao.Grindingmarksonultra-precisiongrindingsphericalandasphericsurfaces.InternationalJournalofPrecisionEngineeringandManufacturing-GreenTechnology,2017,4(4):419-429.ChenB（陳冰）,GuoB（郭兵）,ZhaoQ.On-machineprecisionformtruingofarc-shapeddiamondwheels.JournalofMaterialsProcessingTechnology,2015,223:65-74.）YongchengPan（潘永成）,Qing