返璞归真 在发展中时刻把握技术的脉搏

　　世界三大公司加工锥齿轮都是使用一种特殊的刀具——刀盘，由于工艺要求，刀盘直径要和被加工的锥齿轮直径相当。多年实践证明，这种方式加工直径1m以下的锥齿轮具有无可代替的优势。但当齿轮直径继续增大时，因为刀盘直径过大，不仅刀盘本身制作困难(磨齿用的大直径筒形砂轮制造也非常困难)，机床主轴受力非常恶劣，加工质量无法保证，而且磨齿用大于1m直径的筒形砂轮也很危险。但随着科学技术的发展和各种新兴产业的出现，对大直径锥齿轮的要求越来越多。例如安装在海洋平台上的采油钻机转台的锥齿轮副，大轮直径要求2m以上。还有平台动力定位系统的推进器和大型船舰的推进器都需要大直径的锥齿轮。而且，由于这些场合的特殊性，对锥齿轮的可靠性提出极高的要求，必须采用高精度硬齿面。为了解决大型高精度硬齿面锥齿轮制造的难题，国内外多家企业都形成了放弃刀盘加工工艺，另辟道路的共识。而促成毛教授思考这一问题是得益于2004年去重庆齿轮厂，发现他们需花费70～100万元人民币去芬兰购买1.2m左右的锥齿轮用于水泥立磨减速器。尽管价格昂贵，供货期往往还在一年以上，成了该厂立磨减速器生产的瓶颈。

　　毛教授认为齿轮副齿面之间具有啮合关系，是一对共轭曲面，不同于一般的自由曲面，所以加工齿轮齿面的首选方法应是展成法。不管是圆柱齿轮还是圆锥齿轮，展成加工的理论是相通的，其核心是产形轮。用现行的刀盘工艺加工收缩齿锥齿轮，由于齿轮副中的大小轮无法用同一个产形轮加工，加工出的齿面理论上就不是共轭齿面，为了得到满足要求的齿面局部接触和运动传递精度要求，不得不对小轮的加工进行各种极为复杂的修正，这是造成当前的锥齿轮加工技术极为复杂的根本原因。如果放弃刀盘工艺，利用已经发展很成熟的多轴联动技术，就可以彻底克服这些缺陷。基本思想是针对齿轮副应用要求设计产形轮齿面，然后确定用通用刀具(或砂轮)形成所设计的产形轮齿面的运动和产形轮展成被加工齿轮的运动，这样理论上就可以加工出各种形式的锥齿轮。而目前普遍应用的锥齿轮制式，如格里森制、奥利康制和克林根贝尔格制等只是其中的特例。当时有这个想法的时候毛教授很激动，特地从英国给吴序堂老师打电话，吴老师赞赏说“返璞归真”。得到老师的肯定，毛教授马上利用周末和假日开始理论研究，并在2009年回来工作之前，所有的理论工作都已经完成。

殊途同归 实现梦想

　　2008年，秦川机床工具集团有限公司董事长龙兴元去英国考察项目，访问了SMT公司。那天，龙总满怀激情地对毛教授讲述了秦川集团的发展志向：“国内机床生产近年来取得了很大成绩，但中国并不是机床生产强国，我们在世界上仅处于第二梯队。而秦川集团的目标，则是要成为国际市场上能与欧美等磨齿机制造巨头抗衡的民族品牌，早日跨入第一梯队。”一席肺腑之言，深深打动了毛教授。龙兴元的理想，不正是自己多年想做、而又苦于没有机会实现的追求吗?就这样，毛教授做出了加入秦川集团的决定。

　　这几年，毛教授在秦川机遇很好。由于在产形轮理论上的创新，秦川在激烈的竞争中争取到了大型锥齿轮的国家重大专项。产形轮理论被评价为是具有原创性的理论，而毛教授则谦虚地说，只是捅破了一层窗户纸。但是没有对整个齿轮加工理论的充分理解，又如何捅得破这层窗户纸，即便破了也没有足够的信心和能力去试试这个设想。

　　毛教授感叹把一个设想化为实际，所需付出的劳动和艰辛及碰到的问题超出了他的想象，这三年半在秦川的时间里，没有周末，没有假日，每天从早8点工作到晚10点。就这样毛教授说还有很多问题没有解决，笔者听出了毛教授他们付出的辛苦，也听出了即便这样也不会放弃的决心。功夫不负有心人，利用秦川优越的平台和领导层的大力支持，毛教授用了3年半的时间和他的团队把概念转化成了生产力。秦川磨削的2.2 m高精度锥齿轮副于2011年在EMO展出(见右图)，吸引了格里森和克林贝格的很多人来观看，世界各地的很多用户也到展位参观咨询。

　　毛教授指出产形轮理论主要适用于大中型锥齿轮制造。小型锥齿轮用刀盘加工更高效。而用产形轮理论进行加工，由于刀具直径小，加工效率会比较低，且刀具磨损造成的误差也会影响齿面精度。

　　毛教授称赞秦川龙兴元董事长志向高远，愿意为实现在秦川打造国际一流的锥齿轮装备和大型高精度硬齿面锥齿轮零件的产业链的宏伟目标尽全力工作。并且要在“做好用户工艺师”的思想指导下，设计生产出适合每个用户使用的最佳性能的锥齿轮。目标光荣而远大，深入进去，要做的工作会越来越多。

寻根溯源透 过现象看本质

　　毛教授认为就个体而言，我国做锥齿轮研究的技术人员技术水平一点儿不差，包括在国外会议上讨论的问题也很受关注。而且中国人非常吃苦耐劳，可以加班加点做事情，但是由于方方面面的原因最终产品总是不尽如人意。到底为什么?毛教授说了一些他在国外工作的体会：国外开发产品必须经过反反复复试验，尽可能利用已有手段发现问题，彻底解决后才会上市，不会为把不成熟的东西轻易展出或销售。在国外一个项目再急，没想明白之前，绝不会动手做，首先就是开会，让团队所有成员充分发表意见，使每个人的作用都能得到充分的发挥，再根据讨论结果制定出详细的项目计划。计划一旦定下来，执行过程中原则上不再修改，即便进行过程中发现确有不周之处，也不修改，因为项目计划是周密的系统工程，往往牵一发而动全身，而是吸取经验，下个项目再引以为戒。毛教授希望跟大家分享自己的这些实际感受。

　　现在国家对高端制造装备行业的支持力度让各国同行都非常羡慕，而且很多设备也非常优良。如果遵循产品规律扎扎实实地进行研究，我国的技术人员是有实力做出国际一流产品的。

　　毛教授说自己在做学生学习的过程中，有时会突然很激动地自认为有了新突破，但常常被老师告知或通过进一步学习发现其实前人已经做过。估计很多孜孜以求的学者们都会有这样的经历，这是一种对自己成绩喜悦和对前人钦慕之情的美好情感。

　　在知识密集型的今天，把过去的知识学习消化吸收，再总结，透过这些知识的现象看本质，去伪存真．总结出解决现实问题的方法，是很多专家走过的道路。世界本来很简单，只有不懈努力的人才能在看似复杂的理论内涵中时刻把握技术发展的脉搏和技术自身的本质。笔者认为。在人类历史各领域的发展中存在着新事物从出现时的充满生命力到后期由于惯性和人性等原因导致不能适应新形势而被另一个新事物替代，而对新事物的发现基本都是来源于对历史技术和知识的充分掌握和对现实需求的认真对待和合理解决。这个规律在人类人文、社会和自然科学中不断重复着。无数的学者们用自己的勤奋和智慧为各自的文明成就不断添砖加瓦，又不断推陈出颏。

　　毛教授被一些同行评价为“真正懂得锥齿轮”。祝毛教授在自己追求的道路上幸福丽快乐!