这个简易版的“豪华”实验室里,制成了我国首套超精密齿轮 | 科技自立自强
在2300公里的距离内
法国阿基丹雷达的误差仅在5米内
它究竟是怎么做到的?
如果我国也想做出一台类似的雷达
差距在哪里?
1965年
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
(以下简称长春光机所)
专家们在讨论中意识到一个关键要素
齿轮的精度决定了雷达的精确度
于是,为攻克超精密齿轮制造技术
长春光机所启动了新一轮的攻关项目
当时的研究实习员王立鼎
承担了磨制齿轮的攻关任务
那一年,他大学毕业刚5年
已是一名“熟练工”
超精密加工与测试技术是
一个国家制造工业水平的重要标志
当时能做出2级及以上精度齿轮的国家
只有德国和瑞士
制作一台精度与阿基丹雷达相当的雷达
齿轮精度准确地说是1级
从4级一下子跨越到1级
没有前车之鉴
一切都得靠自己摸索
美国曾为太空导航系统
制作一台超精密齿轮设备
其实验室配置要求之高
让人叹为观止
操作人员不能穿带棉絮的工作服
要提前洗澡、打发蜡
防止棉絮、头皮屑掉落在室内
实验室一公里之内
不能有汽车行驶
以免引起震动
更重要的是
它要求20摄氏度恒温
温差不能超过0.5度
湿度控制在40%~60%
要打造这样一间高规格实验室
当时的长春光机所实难做到
王立鼎有的只是一个与他人合用的加工间
这里没有恒温,也达不到超净
只有地基的稳定度还算“勉强过关”
怎么才能在无法比拟的条件下
研制出媲美德国和瑞士的超精密齿轮?
这着实是一道不小的难题
同事看见王立鼎磨削超精密齿轮
都会默默地把加工设备停下来
以防灰尘弥漫到空气中
为了避免各种振动干扰
王立鼎总在夜里万籁俱寂时工作
最重要的是解决恒温问题
这离不开王立鼎的巧思
哲学中有一句话
叫作“变中有不变”
只要相邻几天没有天气骤变
温度曲线变化的规律就会趋于一致
利用这一自然现象
便解决了恒温问题
克服种种困难
简易版的“豪华”实验室顺利搭建起来了
1966年,仅用了一年多的时间
王立鼎就采用“正弦消减法”和“易位法”磨齿工艺
研制出我国首套超精密齿轮
达到雷达设计精度需求
那一年,他刚刚30岁出头
已成为国内公认的超精密齿轮专家
“齿轮王”的美名不胫而走
20世纪六七十年代
我国工业生产体系全面恢复
王立鼎定了一个新目标——做标准齿轮
过去人们用仪器来测量齿轮精度
半个工作日只能测一件齿轮
而标准齿轮与被测齿轮啮合运转一周
便知被测齿轮是否合格
就能大幅提升检测效率
标准齿轮要比被测量齿轮的精度高2—3个级别
但当时国内只能做出4级标准齿轮
即只能检测6—7级的齿轮
如果把标准齿轮做到2级精度
还可以校对齿轮量仪的精度
该齿轮称为基准标准齿轮
为齿轮行业提供基准
1975年
长春光机所提出一个目标
研制出赶超德国的2级精度小模数标准齿轮
20世纪80年代
王立鼎的研究成果经过中国科学院组织鉴定
达到德国DIN3962标准中的2级精度
居国际前列
当时2级精度标准齿轮
在德国售价折合人民币几万元
国家财政购买有困难
长春光机所无偿将标准齿轮
赠送给了中国计量科学研究院
帮助国家确定校对齿轮量仪的基准
1998年
王立鼎调到大连理工大学工作
继续在齿轮战线上奋斗了20年
2016年
经中国机械工业联合会、中国机械工程学会鉴定
王立鼎团队研制的精化齿轮磨齿母机
超精密磨齿工艺和测试技术
1级精度基准级标准齿轮
综合技术具有国际前列水平
精度指标国际领先
如今国内现有生产的标准齿轮
制造精度依然低于国外1~2个级别
如果把标准齿轮整体提升1个等级
其精度指标可与多数西方国家产品的水平相当
将有助于打破我国高端机床长期依赖进口的局面
“如果国家有需要
我愿意随时指导、传授相关加工技术。”
如今的王立鼎已年逾90岁
但那颗“工业报国”之心
始终驱动他创新求索
至今依然熠熠生辉
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