法國阿基丹雷達的誤差僅在5米內
它究竟是怎么做到的?
如果我國也想做出一臺類似的雷達
差距在哪里?
1965年
中國科學院長春光學精密機械與物理研究所(以下簡稱長春光機所)
專家們在討論中意識到一個關鍵要素
齒輪的精度決定了雷達的精確度
于是，為攻克超精密齒輪制造技術
長春光機所啟動了新一輪的攻關項目
當時的研究實習員王立鼎
承擔了磨制齒輪的攻關任務
那一年，他大學畢業剛5年
已是一名“熟練工”
超精密加工與測試技術是
一個國家制造工業水平的重要標志
當時能做出2級及以上精度齒輪的國家
只有德國和瑞士
制作一臺精度與阿基丹雷達相當的雷達
齒輪精度準確地說是1級
從4級一下子跨越到1級
沒有前車之鑒
一切都得靠自己摸索
▲王立鼎(左)與同事一起磨削齒輪。
美國曾為太空導航系統
制作一臺超精密齒輪設備
其實驗室配置要求之高
讓人嘆為觀止
操作人員不能穿帶棉絮的工作服
要提前洗澡、打發蠟
防止棉絮、頭皮屑掉落在室內
實驗室一公里之內
不能有汽車行駛
以免引起震動
更重要的是
它要求20攝氏度恒溫
溫差不能超過0.5度
濕度控制在40%~60%
要打造這樣一間高規格實驗室
當時的長春光機所實難做到
王立鼎有的只是一個與他人合用的加工間
這里沒有恒溫，也達不到超凈
只有地基的穩定度還算“勉強過關”
怎么才能在無法比擬的條件下
研制出媲美德國和瑞士的超精密齒輪?
這著實是一道不小的難題
同事看見王立鼎磨削超精密齒輪
都會默默地把加工設備停下來
以防灰塵彌漫到空氣中
為了避免各種振動干擾
王立鼎總在夜里萬籟俱寂時工作
最重要的是解決恒溫問題
這離不開王立鼎的巧思
哲學中有一句話
叫作“變中有不變”
只要相鄰幾天沒有天氣驟變
溫度曲線變化的規律就會趨于一致
利用這一自然現象
便解決了恒溫問題
克服種種困難
簡易版的“豪華”實驗室順利搭建起來了
1966年，僅用了一年多的時間
王立鼎就采用“正弦消減法”和“易位法”磨齒工藝
研制出我國首套超精密齒輪
達到雷達設計精度需求
那一年，他剛剛30歲出頭
已成為國內公認的超精密齒輪專家
“齒輪王”的美名不脛而走
▲2級精度中、小模數標準齒輪。
20世紀六七十年代
我國工業生產體系全面恢復
王立鼎定了一個新目標——做標準齒輪
過去人們用儀器來測量齒輪精度
半個工作日只能測一件齒輪
而標準齒輪與被測齒輪嚙合運轉一周
便知被測齒輪是否合格
就能大幅提升檢測效率
標準齒輪要比被測量齒輪的精度高2—3個級別
但當時國內只能做出4級標準齒輪
即只能檢測6—7級的齒輪
如果把標準齒輪做到2級精度
還可以校對齒輪量儀的精度
該齒輪稱為基準標準齒輪
為齒輪行業提供基準
1975年
長春光機所提出一個目標
研制出趕超德國的2級精度小模數標準齒輪
20世紀80年代
王立鼎的研究成果經過中國科學院組織鑒定
達到德國DIN3962標準中的2級精度
居國際前列
當時2級精度標準齒輪
在德國售價折合人民幣幾萬元
國家財政購買有困難
長春光機所無償將標準齒輪
贈送給了中國計量科學研究院
幫助國家確定校對齒輪量儀的基準
▲王立鼎磨削標準齒輪。
1998年
王立鼎調到大連理工大學工作
繼續在齒輪戰線上奮斗了20年
2016年
經中國機械工業聯合會、中國機械工程學會鑒定
王立鼎團隊研制的精化齒輪磨齒母機
超精密磨齒工藝和測試技術
1級精度基準級標準齒輪
綜合技術具有國際前列水平
精度指標國際領先
如今國內現有生產的標準齒輪
制造精度依然低于國外1~2個級別
如果把標準齒輪整體提升1個等級
其精度指標可與多數西方國家產品的水平相當
將有助于打破我國高端機床長期依賴進口的局面
“如果國家有需要
我愿意隨時指導、傳授相關加工技術。”
如今的王立鼎已年逾90歲
但那顆“工業報國”之心
始終驅動他創新求索
至今依然熠熠生輝
《中國科學報》刊發全文：《超精密齒輪工藝：為工業零部件升級，下好“先手棋”》