王立鼎的齿轮人生

吴琳杜佳

2019-11-18 09:57:30　来源：光明日报

　　“服从国家需要，到祖国最需要的地方去”

　　自新中国成立之初，伴随着“向科学进军”的响亮口号，毛主席的一句话“中国人民有志气有能力，一定要在不远的将来，赶超世界先进水平”，让王立鼎铭记在心，他一生都将这句话作为自己科研之路的前行动力。

　　临近毕业，王立鼎的“毕业志愿书”上只写了这一句话：“服从国家需要，到祖国最需要的地方去！”

　　由于大学时代学习成绩优异，王立鼎在毕业设计时被送到中国科学院长春光学精密机械研究所，以科研题目作毕业论文，这在当时还是一种全新的尝试。他在老师的指导下，作了题为《利用放射性同位素研究齿轮磨损》的论文，并获得优秀。

　　这是王立鼎第一次接触齿轮研究。“齿轮、齿轮又齿轮，这之后我的人生就没有离开过齿轮。”毕业时，王立鼎也因为这篇论文被分配到长春光机所，开始了他的科研工作。

　　“只要国家需要，不管要求多高，我们都要做出来”

　　刚工作不久，王立鼎就接到了一项艰巨的任务。

　　这是一项军工项目，需要研究导弹的弹道轨迹并用光学仪器跟踪敌方飞行物。当时需要6级到5级精度的齿轮，王立鼎在数日的刻苦攻关后圆满完成了此项任务。同时，他又对自己提出更高要求，产生了研制标准齿轮的想法。

　　标准齿轮是齿轮参数量值传递的实体基准，用于批量生产齿轮的检测、校准齿轮量仪的示值误差，标准齿轮的精度需要比被检测齿轮的精确度还要高两个等级。

　　经过反复尝试，王立鼎通过创立“正弦消减法”提高齿轮磨床的分度精度，建立图表法分析磨齿工艺误差，使分度误差从50角秒减小到13角秒。

　　毕业仅仅四年，还是助理研究员的王立鼎就研制出了4级精度标准齿轮，达到当时国内先进水平。也正因如此，1965年，他获得了时任中国科学院院长郭沫若亲自签发的中科院优秀科研成果奖。

　　由于王立鼎在精密齿轮领域崭露头角，同年，又有一项更加艰巨的任务找到了他。彼时，国家正在开发一项精密雷达项目，需要更高精度的超精密齿轮，所要求的精度在国内还未曾出现，在国际上也只有位于瑞士的MAAG（马格）公司能够制作，王立鼎立下誓言：“只要国家需要，不管要求多高，我们都要做出来。”

　　做齿轮需要机床，在只有国产机床的条件下，王立鼎因陋就简，用了一年时间进行改装。1966年，他通过采用“易位法”磨齿工艺研制成功国内首个超精密齿轮，满足了国家最精密雷达的制作需求。

　　刚刚三十岁出头的王立鼎成为国内公认的超精密齿轮专家，“齿轮王”的美名也不胫而走。

　　1978年，新中国第一次举办科学奖励大会，王立鼎在十年前研制出的高精度小模数标准齿轮因达到世界先进水平而获全国科学大会奖。

　　虽然多次获奖，但王立鼎在追求卓越的征程上并没有止步，为继续提高机床分度精度，他毅然对分度机构做出了彻底性的改革，将国际上机械结构最高精度的测量装置——端齿分度机构用于自己改装的齿轮机床上，使机床分度精度提高到1.7角秒，这一精度是国内外齿轮机床从未达到过的精度，改装后的国产机床成为磨齿母机，分度精度可达1级。

　　在此基础上，王立鼎组织研制出2级精度中模数标准齿轮，也作为中国计量科学研究院的国家级齿轮实体标准，用作我国齿轮量仪生产厂的量仪校对基准。

　　1965年到1980年，在改装国产齿轮磨床和提出创新独特的工艺基础上，王立鼎先后研制出5批世界一流的超精密齿轮——雷达编码齿轮，服务于我国雷达及相关军工需求。

　　“我们用的设备不是洋设备，用的方法不是洋方法，党和国家的培养，让我用原创方法做出世界第一”

　　20世纪80年代，一些西方国家开始研制激光光盘，其存储量大约是磁盘的100倍，在国际上引起广泛关注。而针对这项技术，西方国家却对中国采取了禁运政策，甚至国外个别公司公开叫嚣绝不会卖给中国。为此，科技部立即着手组织重大研究项目，希望能自主研发出可擦、重写光盘，并把其中一个重点攻关课题“光盘伺服槽及预制格式刻划机”交给了长春光机所。

　　时任长光所所长的唐九华找到了王立鼎，希望由王立鼎来主持这一项目。因为涉及光学、机械学、电子学和计算机四门学科，这让此前一直潜心研究齿轮、还尚未从事过总机设计的王立鼎有些犹豫。

　　唐九华笃定地说：“你能把国产设备加以改造，做出世界上精度最高的齿轮，我就看中你这种敢为人先的精神。”王立鼎临危受命，出任课题组第一负责人，在没有任何资料参考，甚至大多数人都没有见过光盘的情况下，当时还是副研究员的王立鼎，组织了一支包括很多研究员在内的百名科技人员攻关队伍。

　　王立鼎率先垂范，带领团队不舍昼夜，面对众多亟待解决的问题，曾经的艰辛难为外人道，然而其后的成果，也同样令之振奋。

　　四年后，王立鼎带领团队研制成功中国第一台刻录光盘母板的纳米分辨率精密设备。包括光学专家王大珩在内的多位两院院士，在参加鉴定会时表示，王立鼎主持设计的光盘伺服槽及预制格式刻划机总机达到国际先进水平，并在单元技术上有多处突破和创新。其中，十余项技术达到国际先进水平。

　　这一设备的研制成功，打破了美国、日本、欧洲对中国发展光盘的控制，中国从此有能力制造自己的光盘母机，并为发展自己的CD-ROM和VCD等光盘服务，填补了国内空白。1992年，此项科研成果获国家科技进步二等奖。

　　王立鼎一边开发光盘母机，一边仍然在齿轮领域深入钻研。要想再提高齿轮制造精度，碰到的首要问题就是齿轮的齿形加工与测试技术。要想解决机床渐开线齿形的加工精度，就必须设法提高机床上渐开线凸轮的精度，为此，王立鼎在20世纪80年代组织“渐开线的误差形成规律和最佳成型方案的研究”，在这一基础理论的指导下，设计了渐开线凸轮加工装置和测量装置。

　　由王立鼎自行研制的装置完全符合阿贝原理，测量装置精度居世界前列，由该装置加工的渐开线凸轮具有国际最高水平。“我们用的设备不是洋设备，用的方法不是洋方法，党和国家的培养，让我用原创方法做出世界第一。”王立鼎自豪地说。从那时起，由此装置磨制的高精度渐开线样板，作为我国齿轮渐开线量值传递与溯源的实体基准，沿用至今。

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编辑：迟语洋

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