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
▲王立鼎(左)与同事一起磨削齿轮。
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
▲2级精度中、小模数标准齿轮。
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
▲王立鼎磨削标准齿轮。
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
《中国科学报》刊发全文：《超精密齿轮工艺：为工业零部件升级，下好“先手棋”》