湖南大学机械与运载工程学院导师介绍：金滩

　　一、基本情况：

　　姓 名: 金 滩

　　性 别：男

　　出生年月：1962年5月

　　职称：教授，博士生导师

　　学院：机械工程学院

　　工作单位：湖南大学机械与运载工程学院/国家高效磨削工程技术研究中心

　　通讯地址：湖南大学机械与运载工程学院/国家高效磨削工程技术研究中心

　　邮政编码：410082

　　E-mail： tanjinhnu@yahoo.com ; tjin@hnu.edu.cn l
 
　　二、从事研究的学科专业领域及主要研究方向：

　　专 业 领 域： 机械制造与自动化

　　主要研究方向：高速与超高速高效磨削； 超精密磨削；超精密与微细加工；

　　研究领域：

　　1）磨削传热分析、理论模型与数值仿真；

　　2）磨削过程监控、预测、优化与智能化；

　　3）基于多模型耦合的加工过程自适应控制系统；

　　4）超精密大型光学镜面加工与测量技术；

　　5） 精密与超精密机床与系统开发；

　　6） 机床动态分析、数值仿真与测量；

　　7）基于CAD/CAM的复杂光学表面加工轨迹生成与优化；

　　8） 光学材料精密与超精密高效低损伤磨削技术；

　　9）航空材料（镍钛合金，铝合金、复合与混合材料）高速高效磨削技术；

　　10）微切削与微铣削过程切削与传热机制、分析模型与有限元仿真；

　　三、主要工作经历

　　2010.6-至今： 湖南大学教授，博士生导师，国家高效磨削工程技术研究中心总工程师。国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题‘高效磨削能力创新能力平台’ 项目负责人。

　　2005.4-2010.6： 英国CRANFIELD（克兰菲尔德）大学应用科学学院精密工程中心高级研究员，博士生导师。

　　2001.5-2005.3： 英国CRANFIELD（克兰菲尔德）大学应用科学学院精密工程中心研究员。

　　2000．5- 2001.5: 英国利物浦John Moores大学博士后。

　　1997.3-2000.4： 中国东北大学，工学博士。

　　1994.11-1995.11: 德国Kaiserslautern大学访问学者。

　　1990.2-1997.2： 辽宁工学院机械系讲师，副教授。

　　1987.9-1990.1 中国纺织大学，工学硕士。

　　1985.8-1987.8: 吉林省国营３２３厂技术处，技术员。

　　金滩教授二十多年来主要从事高效及超精密磨削工艺和装备的研究。 在英国克兰菲尔德大学精密工程中心工作期间，领导并参加了十几项欧盟及英国工程及物理科学研究学会EPSRC项目的研究。目前全职回国工作，任湖南大学国家高效磨削工程技术中心教授，总工程师。国家04科技重大专项‘高效磨削创新能力平台’课题负责人。04科技重大专项‘飞机高强结构件碳化钨高硬涂层与高速磨削成套技术研究’课题研究人员。在各类国际刊物及会议发表论文70余篇。其中SCI, EI检索约40余篇。

　　金滩教授近十几年来创立了超高速高效深切磨削的一系列重要传热模型，包括与磨削界国际知名学者Brian W Rowe教授及国内东北大学蔡光起教授合作建立的倾斜移动热源模型，与Brian W Rowe教授合作建立的圆弧接触移动热源模型，与 David Stephenson教授合作建立的深磨条件下磨削热分配及磨屑能变化模型以及磨削区内磨削液换热系数模型，为高效深切磨削的发展和应用奠定了理论基础。上述成果成功应用于欧洲工业界，成功地为英国及欧洲企业包括雷诺汽车，菲亚特，Nissan(欧洲部)，Holroyd开发了一系列超高速高效磨削工艺，在世界上首创以超高速高效深磨方式进行外圆磨削，成功用于汽车发动机无级变速轴及大型曲轴的高效加工。在英国克兰菲尔德大学创造了超高速磨削合金钢，钛合金，铝合金的一系列磨除率世界纪录，为世界著名曲轴磨床制造企业Landis Lund开发的曲轴高效磨削温度预测及过程监控优化软件，极大地提高了大型曲轴的磨削效率及产品质量。主要成果发表在国际生产工程学会学报Annals of the CIRP, 美国机械工程学会会刊ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering，英国机械工程师学会期刊 Journal of Engineering Manufacture及著名国际期刊 Int. Journal of Machine Tools and manufacture。因对行业的突出贡献，2006年荣获英国机械工程师学会Joseph Whitworth奖。

　　金滩教授作为目前世界上最先进的超精密大型（1-2米直径）光学表面磨削及测量机床BoX® 的主要研究人员，参与了全部设计工作。并负责磨削系统设计和磨削工艺开发。建立了砂轮与自由表面及非圆表面的接触区分析模型。该模型对优化磨削及控制系统起到了极大作用。该设备与早期在克兰菲尔德为美国超精密加工及微加工的研究柯达公司发展的CUPE OAGM 2500超精密磨床相比，加工效率可提高10倍。该设备与多轴数控抛光机，等离子体表面处理设备形成加工工艺链，可实现对1-2米直径非圆光学表面的超精密加工，形面精度可达20纳米。围绕该项目展开了一系列研究工作，包括机床动力学分析，机床结构振动模态分析及测量，脆性材料磨削亚表面损伤机理研究，加工误差的精密测量及自动补偿等方面的研究。还开展了应用计算机辅助制造（CAM）方法，对复杂光学表面5轴加工的加工轨迹生成和优化方面的研究， 研究成果成功用于对NASA James Webb太空望远镜频谱仪用系列曲面镜的精密加工。金滩教授近几年还开展了超精密加工及微加工的研究。包括应用单晶金刚石刀具及超高速空气轴承（350,000 RPM）进行超精密5轴微铣削。该项目的研究包括超高速空气主轴热分析及结构优化，机床及主轴振动分析及控制，微铣削力及刀具状态的在线监控，微加工刀具磨损机理，微加工工艺优化。结合数值分析方法，发展了微切削条件下比切削能随切削参数和刀具刃口半径变化的模型，可用于快速有效预测微切削条件下的切削力、切削温度与以及工件表面残余应力随加工条件的变化，优化微切削参数。上述研究用于制造新一代的基于聚合物的微流体芯片，以及开发新型微光学器材，高精度微型齿轮，微型心脏导流叶片泵以及高档奢侈品手表零部件。项目得到英国政府、英国物理与工程研究基金会以及工业界的高度重视和支持。

　　金滩教授在国家04科技重大专项课题‘高效磨削创新能力平台’中，任课题组长。该项目针对常用材料及多种难磨材料，将系统性地开展高速及超高速高效磨削机理，典型零件加工工艺，功能部件，工艺软件与数据库，以及高效磨削装备的开发研究，为高效磨削技术的长期稳定发展从技术、人才和机制几个方面奠定坚实的基础。 　　

　　四、主持和参加的主要科研项目

　　2011-2013 04科技重大专项项目：高效磨削创新能力平台， 课题负责人，项目总经费4198万元。

　　2011-2013 04 04科技重大专项项目：飞机高强结构件碳化钨高硬涂层与高速磨削成套技术研究， 课题研究人员，经费583万。

　　2007-2011 英国工程及物理科学研究学会EPSRC项目：克兰费尔德大学先进制造研究中心IMRC，项目共同负责人，经费977万英镑，

　　2003-2005 全英基础技术规划项目：发展用于加工大型自由曲面光学镜面的超精密磨床，主要研究人员，经费217万英镑

　　2007-2008 英国工贸部项目：飞机发动机可磨蚀涂层性能建模仿真。项目负责人。经费4.9万英镑

　　2003-2005 克兰费尔德大学先进制造研究中心资助（ＩＭＲＣ）项目，超硬磨料磨削：An integral approach to high efficiency deep grinding, 项目共同负责人，经费85.4万英镑

　　2005-2006 克兰费尔德大学先进制造研究中心资助（ＩＭＲＣ）项目：超硬磨料磨削铝合金，项目负责人，经费4.3万英镑。

　　2005-2008 克兰费尔德大学先进制造研究中心资助（ＩＭＲＣ）项目：刀具性能对微加工能力的影响。项目负责人，经费31.4万英镑。

　　2003-2005 英国精密工程网络物理及工程科学研究学会先进制造研究中心（ＩＭＲＣ）项目，网络协调人，经费7.57万英镑

　　2001-2004 欧盟Ultraflex项目：发展先进加工工艺缩短加工工艺链，主要研究人员，经费19万英镑，与欧洲汽车厂家雷诺汽车，菲亚特，Nissan(欧洲部)合作，采用超高速高效磨削及精密磨削技术，用于汽车发动机无级变速轴及加工。成功缩短了原有加工工艺链，极大地缩短了工艺时间及工艺成本

　　2002-2005 英国物理及工程科学研究学会EPSRC项目： 一个新的磨削领域 - 磨削加工可达到的材料去除率及其热约束。主要研究人员，经费63.8万英镑。

　　2005-2009年 物理及工程科学研究学会大挑战规划项目，　新一代三维微型器件的加工集成。主要研究人员，项目总投入920万英镑， 克兰费尔德大学80万英镑。

　　五、代表性论著（论文）

　　2011 T Jin 1 , D J Stephenson, G Z Xie 1and X M Sheng， Investigation on Cooling Efficiency of Grinding Fluids in Deep Grinding，Annals of the CIRP, 60/1, in press

　　2011 A. Bell, T.Jin and D.J.Stephenson, Burn threshold prediction for High Efficiency Deep Grinding, Int. Journal of Machine Tools &manufacture, in press

　　2008 T Jin and D J Stephenson，A study of the Convection Heat Transfer Coefficients of Grinding Fluids， Annals of the CIRP, 57/1, p. 367-370

　　2008 T Jin, D Zdebski, D M Allen and D J Stephenson，Monitoring and Prediction of Micro Milling Forces Using a New Approach, CIRP HPC 2008 (High Performance Cutting) Conference, Dublin, 2/785-793

　　2007 Jin, D.J. Stephenson and D.M. Allen, A new approach in modelling the micro end milling process using variable specific cutting energy and force ratio, Proceedings of ICRM2007, 4th Int. Conference on Responsive Manufacturing, Nottingham, Paper 07, ISBN978-0-85358-239-7 T.

　　2006 T. Jin and D J Stephenson ，Heat flux distributions and convective heat transfer in deep grinding Int. Int.Journal of Machine Tools &manufacture, VOl.46, 1862-1868

　　2006 T. Jin and D J Stephenson, Analysis of grinding chip temperature and energy partitioning in High Efficiency Deep Grinding Institution of Mechanical Engineers, Part B, Journal of Engineering Manufacture, 220/ 5: 615 – 625

　　2006 P. Comley, I. Walton, T. Jin, D.J. Stephenson，A High Material Removal Rate Grinding Process for the Production of Automotive Crankshafts，Annals of the CIRP, 55/1, p. 347-380

　　2005 Shore, P.; Luo, X.; Jin, T.; Tonnellier, X.; Morantz, P.; Stephenson, D. J.; Collins, R.; Roberts, A. ; May-Miller, R.; Read, R. , Grinding Mode of the “BOX” Ultra Precision Free-form Grinder，ASPE Proceedings, Session VIII, Machining,October 9-14, 2005, Norfolk, VA

　　2004 T. Jin and D J Stephenson, Three dimensional finite element simulation of transient heat transfer in high efficiency deep grinding , Annals of the CIRP, 53/1, 259-262

　　2003 T. Jin, D J Stephenson and W B Rowe， Estimation of the convection heat transfer coefficient of coolant within the grinding zone , Institution of Mechanical Engineers, Part B, Journal of Engineering Manufacture, Vol.217, 397-407

　　2003 T Jin and D J Stephenson，Investigation of the heat partitioning in high efficiency deep grinding， International Journal of Machine Tools and Manufacture, 43, 1129-1134

　　2003 D. J. Stephenson and T. Jin，Physical basics in grinding(Keynote paper)， 1st European Conference on Grinding, Aachen, Germany, Fortsehr-Ber. VDI Reihe 2 Nr.643, VDI Verlag 2003, pp1301-1321

　　2002 T. Jin, D. J. Stephenson and J. Corbett,Burn threshold of high carbon steel in high efficiency deep grinding， Institution of Mechanical Engineers, Part B, Journal of Engineering Manufacture, Vol. 216, 357-364

　　2002 D. J. Stephenson, T. Jin and J. Corbett, High efficiency deep grinding of a low alloy steel with plated CBN wheels， Annals of the CIRP, 51/1, 241-244

　　2002 T. Jin, W. Brian Rowe, D F MaCormack，Temperatures in Deep Grinding of Finite Workpieces， Int. Journal of Machine Tools and manufacture, 42/1, 53-59

　　2002 T Jin and D J Stephenson, Thermal analysis of cylindrical grinding in HEDG mode， Proceedings of the 5th international conference on behaviour of materials in machining, Chester, 299-302

　　2001 W Brian Rowe, Tan Jin，Temperatures in high efficiency deep grinding (HEDG)， Annals of CIRP, Vol. 50/ 1, 205-208

　　2001 T. Jin and G. Q. Cai，Study on heat transfer of super-high speed grinding: Energy partition to workpiece in HEDG， Journal of Materials Processing Technology, Vol.111, Issues1-3,pp261-264

　　2001 T. Jin and G. Q. Cai，Analytical thermal models of oblique moving heat source for deep-grinding and cutting, ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering, 123/1, 185-190

　　1999 T. Jin and G. Q. Cai， Strain rate strengthening of workpiece material and the size effect involved in grinding， Chinese Mechanical Engineering, Vol.10, Issue No.12

　　1998 T. Jin and G. Q. Cai, The influence of strain rate effect of workpiece material on grinding process, Proc. of Autumn symposium of Japanese society of precision engineering, Hokkaido, Japan, ,H09, p27

　　六、其它

　　1. 国际生产工程学会CIRP会员(Associate member)

　　2. 中国机械工程学会高级会员

　　3. 2006年度英国机械工程师学会Joseph Whitworth奖获得者。

　　4. 2006年英国PE Publishing 出版社奖。

　　5. 2000年美国机械工程师学会SME最佳论文奖。