这双曾经断掉三根筋的手,却磨出了“国之重器”的超高精度 | 叶辉

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这活儿我接了。
但是有一句话你帮我转告给他们:
说我不行可以,
说中国不行,那不成!

叶辉 · 中国航天科工二院699厂
格致论道第116期 | 2024年10月19日 北京

大家好,我是叶辉,来自中国航天科工二院699厂。1997年我技校毕业,分配工作时很神秘。别人的安排都很痛快,你去这单位,他去那个。轮到我时,就说你先留一下,去旁边那个屋,我就去了。


去神秘的地方学“绝技”


当时我就顶了一脑子问号被带到计量室,屋里那是一个满头白发的老头。他说:“我们这有一个绝技,你一定得学下来。”绝技?那没问题,谁不愿意学绝活啊。


我就说:“行,没问题。”他冲我点了点头,说:“你这个‘行’的话我已经听了七八次了。”我问:“那是什么意思?”他说:“你前边有七八个人都这么说,但是最后都没坚持下来,都离开了。”

 

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大家看,照片里右边这位就是我师父,一个老头,当时我们私底下都这么叫。我师父看着我,摸了摸我手,挺满意。


师父问我学的什么呀?我说技校学的钳工。又问我知道研磨吗?


研磨?当时我们学的书里,别的各种钳工知识都是长篇大论,到研磨那就半篇纸,没了。我就说我只知道研磨这俩字,后边的东西我不知道。


师父说果然如此。随后大概给我介绍了一下组里什么样,以后的工作环境什么样。


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当时第一课就是研磨铸铁平板。师父说,你不会,我就给你演示一遍,就是摩擦两个平板的接触面,让它们的表面变得光洁平整。我在旁边看着觉得跟打太极似的,心想这有什么可练的啊?


我师父研磨了几分钟之后,就停在那了,让我上来试试。我一上去,第一下“啪”得一推,没推动。


这是什么情况?那时候我十七八岁,心想:我还“弄”不过一老头?于是我就使劲玩命在那扽,脚在地上打滑,使劲蹭那地,死活也弄不倒。我师父就看着我,搁后边乐。


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我说这是怎么回事?我师父就一提,两块平板就一起被提起来了,吸在一块儿了!我一看,这不是变魔术嘛?师傅说,如果要让我认可你,这就是最低要求。我就觉得这挺神奇的,也有一点好奇,有点想学。


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然后,我就开始了我的三年“面壁”。大家看那个横着的桌子,很结实,是实木的榫卯结构。我就开始就在这桌子上研磨。我就慢慢地练。渐渐地有些心浮气躁,练不出来,一年多过去,什么成果也没有,注意力都跑桌子上去了,最后这桌子就让我给弄塌了。


我师父跟我说,你是所有师兄弟里面第一个能把桌子磨塌的人,也算是有成就。后边俩桌子现在也没了,也都让我给弄塌了。但是练着练着,我就很迷茫,一天到晚就在这磨铁块,磨它干什么?不明白。


直到1999年,就是我干了两年以后,当时掀起一片自愿参军的浪潮。那时候我想着练也练不出来,那当兵去吧。然后我跟我师父说了。我师父说:“这样,你也别着急做决定,明天我带你去个东西,看了以后你再做决定。”


第二天,我们去了一个特别大的厂房,见到了咱们当时的一个“镇国神器”。我师父说:“怎么样?厉害吗?你再厉害有这厉害吗?如果让你上战场,你打得过它吗?”


我师父是老兵,参加过抗美援朝,后来就地脱军装建设的二院。当时看完以后,我师父大概给我介绍一下,我才知道我们这份工作是干什么的,就是为大国重器打造精度标准。


回去以后我就老实了,也开始从心到身好好练了。在两年半快三年时候,勉强能把平板给吸起来。我师父说:“行,这也算我认可你当我徒弟了。”

 

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那接下来的第二课就是修理量块。量块长这样,就是我们的长度基准。


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我手里有一把我们机加工人常用的游标卡尺,我们拿它量一个尺寸,量块上面是80,如果你量出来是80.001的话,就表示超差了,这个尺子就不能用了。


所以我修理的这个量块,就是打造尺子的尺子,这个是咱们的长度基准,对精度的要求很高。量块的长度基准还是分五四三二一一共5个等级。咱们从最低的五等开始,我师父那时候的要求就是五等,能研出五等就算合格,就能出徒,上边还有4个等级。

 

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当时大概过了两三个年,我就达到五等的要求了。然后我师父就说可以了,那你就出徒。人家都是一年出徒,到我好家伙,四年快到五年才出徒,比别人慢了好几年。


其实最关键的不是出徒,而是我终于能成为我师父的关门弟子了。我来的时候,我师父就已经67岁了。


把老天的玩笑变成一扇窗

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我向四等的标准走的时候,打磨挺顺利的,但是当时老天跟我开一个玩笑,我的右手受了一个贯穿伤,三根手筋全断。


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▲右手被锐器贯穿留下的伤疤


那时候我去武警总医院看,当时手只能蜷着,握不成拳,也伸展不开,算得上是废了。医生说,你好了以后顶多能动一点,但是拿东西什么的都不可能了。然后说给我开个证明,让我拿着证明给单位。我说拿它干嘛?医生说:“开残疾证明啊,你以后就是一个残疾人了。”


当时我从医院出来,其实挺高兴,心想终于不用天天跟那些铁疙瘩打交道了。我就跟我师父说:“师父,完了,我这手废了。”师父拍了拍我,让我先好好养伤,别想太多,一切就等我伤好了以后再说。


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但是从那天开始,我发现我师父开始抽闷烟,说话也很少。直至有一天我去医院换药回来,经过我们的研磨间,我们研磨间有一个缝,透过那研磨间的缝,我看到我师父当时又穿上蓝大褂,戴着鸭舌帽,继续完成我没完成的工作,而那时候我师父快70岁了。

当时我脑子里一片空白,这到底是什么东西,能让我师父都快70岁了还在坚持。咱们现在老说航天精神,到底什么是航天精神?当时我看见的那就是活着的航天精神。

当反应过来时候,我的手已经握成拳了,上面的纱布还有缝的线全都崩开了,一地的血。我就这样回去找到了医生。我说:“你不是说握不成拳了吗?我看你们说的也不对。”

后来就有了我这句话:“不试试怎么知道不行。”这句话一直伴随我到现在。

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后来我手好了,线也拆了,我就用研磨平板做康复训练,抻我的手指头。现在我手指头比原来能弯的程度还大,就是这么练出来的。当时我回去复查,医生都说这是医学奇迹。我说:“别,这不是医学奇迹。你要真的天天这么练,你也能练出来。”

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手好了以后,我又去练打磨了。其实那时候感觉也废了,因为我这三个手指头没有知觉。

有一天我心血来潮,就研磨了一块,我研完之后说:“师父你帮我看,我不敢看。”测量完以后师父看着我:“你自己过来看吧。”

我当时拿着精度仪,发现自己研磨的量块跳过四等,直接到达三等的精度。然后我师父就很高兴地出去外边“炫耀”,跟别人说我徒弟能研到三等,能达到我师父当时的水平了。我师父很高兴,我也是。

我其实挺纳闷的。这就像上天关上一扇门,又为我打开一扇窗。现在我这手指头里最高精度的就一根,就是坏得最厉害这根。

这活儿中国人干不来吗?
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我们研磨工作挺像“古墓派”,不和外界交流,外界也轻易进不来,潜心修炼功夫。我师父告诉我,车间里的活要多看少碰,你没有达到自己的最高水平就不要碰,更不要轻易接外面的活。但也有例外的时候。

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这是一个机器的一个母盘,基准盘。当时这个公司跑遍了整个全国没找到能造的,辗转最后找到我们。

这个盘子的难点就是,它不是一整个的平面,它是一圈一圈的平面,而且对平面度也就是平整度的要求很高。我当时看了看,觉得我技术没有那么高,就说不想接,算了吧,然后就转头走了。准备出门时听见随着来的人说了一句,我听着就是:“他们说你们中国人干不出这活。”

我当时这后边两根筋,什么任督二脉、五气朝元,三花聚顶,这全到这了。耳朵里嗡嗡的,立马回头,我说那句话谁说的?那人站起来就往后退,我说你别退!我当时就想抓着他。快抓住他的时候,我被领导推出去了,让我去厕所洗了把脸,照照镜子,我才看见我的眼睛已经充血了。

我就再回去,得跟人解释我有点冲动了。到了门口,那人“腾”地一下又起来了,又开始往后跑。我说你别跑,把活儿留下,这活儿我接了。但是有一句话,你帮我转告给他们——说我不行可以,说中国不行,那不成!

当时做这个活儿,研磨没用多长时间,主要是平心静气就花了我三天时间,一直天天看着这活儿,不敢动手,一拿起就是那句话。心情平复不了的状态下,干这活儿肯定是不行的。所以花了三天时间让心情平复下来以后,用了半天就出活了。

但是还有一个很尴尬的事情,就是当时研磨完了以后,咱们国家那时候还没有能够测量它的东西。

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当时我应该是用的平晶,用咱们最原始方法把平晶放上去,由于光的折射会有一个七彩纹也叫干涉带。我就用干涉带去判断,大概得出一个数。

后来他们把这个东西拿去国外测量,回来之后那个原本说不行的人给我打了个电话,很兴奋,我觉得他声音都变了。他说:“叶师傅你知道吗?那帮老外他不相信是咱们干的。”我说测出来精度多少?他说咱们的精度超过他们10倍。

然后我就说,他们说咱们一句行,咱们还他们10倍!还是那句话,不试试就别说不行嘛。当时外国这帮人就是不相信,我们不蒸馒头争口气,你说不行那就不行?你是谁啊?

指纹有影响?那就磨掉
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所以这还不是最难的,后边有一些比较平常的工件,其实更难。

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这个让大家看确实有点难为大家了。这是一个钽片,是空间产品的关键保护件,看起来就是一条很薄的金属片。这个钽片厚度只有咱们A4纸的1/4。大家见过老式磁带吗?跟那个差不多薄。

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这就是钽片,我不知道大家能不能看清楚这个。

当时别人拿来的时候是放在一本《新华字典》里,翻到中间共拿出来3片。

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然后第一片就这么拿出来的,那人说:“叶师傅你看,这第一片就已经废了。”我说怎么了?他指甲抠了一个印,这就废了。第二片在研磨铸铁平板上一搓,就成球了,也废了。第三片我就迟迟没敢动。
 
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我还一直问他还有存货吗,他说没有,这个东西很少。我说就剩一片了,我也不敢动手啊。我就想什么东西行,开始翻家当。然后就想起我师父给我留的一块玉石平板。玉石平板平面特别光滑,可以用它去研磨。

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做出来之后,当时甲方用显微镜去看这个纹理,他说没问题。然后要求我们单位要出具测量报告。结果,测量结果不合格。

这人也纳闷儿,这么亮了,平坦度这么高,怎么会不合格呢?你问我,我还想知道呢。这个纹路起伏还特别有规律。我翻来覆去,想不出为什么。

我的手经常研磨,老爱出茧子。那天开会我就没事抠茧子,抠着抠着,就让我想到指纹。就想着这么薄的钽片,我这指纹压过去,纹路会不会是指纹影响的?然后我告诉自己,别想了,咱试试。

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于是我就拿砂纸还有平板,生生把我这个指纹暂时磨掉了。但是也还不能完全磨掉,得留着薄薄那一层,在要破不破的那个状态下去干这活。

干完之后再去测量,合格了,表面平整度和光洁度能达到5个纳米。
 
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当时我们很高兴,因为这是在太空上面的核心保护件。它比较另类,比较小比较薄,很像镜面,反光可以看得很清楚。

磨出倒映头发丝的“大火锅”
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后边还有一个更大的挑战,是一个国家重大科技项目,我管它叫“大火锅”。

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我第一次见它的时候,它刚从机床上下来。它的切削液是一种特殊切削液,白的。你想想,这整个“锅”里全是“白汤”,当时我就决定给它起名叫“大火锅”。

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这个零件很大,直径超过1米2了,不同部位的精度、面形要求也都不太一样。而且它底下是曲面,中间的锥、孔、这个弧面还有接台,都要求面形精度达到微米级,光洁度也是越高越好。

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关键是这个大家伙我没法研磨啊,于是后边他们给我做了一个转台。结果“大火锅”太大,第一次磨还一下把我工作服给兜破了,因为它旁边还有东西呢。于是我们就又设计了一个梯子,我趴在梯子上,把这活儿给干出来了。

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这个图是研磨前的,有点惨。

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这个是咱们研磨完了以后的正面。右边是一张局部的反光,我手里边捏着一根头发,这个表面的粗糙度能达到纳米级了。

当时清华甲方过来验收,很是高兴。后续去验证它的时候还发现,当时世界上只有一个国家能造这个东西,咱们是第二个,但是咱们验证出的精度数据是世界第一。

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咱们老觉得机器比人厉害,其实不是的,这是一个误区。机器是人用双手和大脑造出来的,机器最高的加工长度基准精度就0.5微米,表面粗糙度是25纳米。我们手工研磨表面粗糙度能达到10纳米、5纳米,就相当于一根头发丝的1/7000。

但这只是仪器能测出来的最高精度,不是我们现在能达到的最高精度,咱们现在卡也是卡在这里。现在我们就是一直练,打造高精度的标准。

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原来我接触到这些基准,来自德国、瑞士、日本、美国,现在所有的基准,上量、哈量、广陆,全是咱们国产的,你想找一个外边的都很少见。随着国家进步和强大,我们要打造自己超高精度,这种精度要咱们中国人自己说了算。

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这是我师父给我留下的一个笔记本,上面有毛主席语录。在这个笔记本里的中间有一个“不进则退”。只要你原地踏步,你就会倒退得很厉害。我也是这样要求我的徒弟的,为什么天天练?我们要一直在挑战,不断地往前走,不能原地踏步。要精益求精,直到星空尽头。
 
我们计量追求的就是真值,也是无穷无尽,但是我相信有光的地方,一定会照亮咱们这一抹红色。

谢谢大家!

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