□本刊記者 梁玉 譚弘穎 □撰文 譚弘穎

夜雨過后，涼意難消，六月的京城一下子仿佛被洗滌得熨熨帖帖，閭巷街衢即使偶有坑坑洼洼顏色難辨的積水，也掩蓋不住那萬物被洗凈之后的輕靈與寧靜。在一番“借問”與“遙指”后，我們來到了北京交通大學(xué)教授、博導(dǎo)王小椿的家。與王教授相交、熟知的業(yè)內(nèi)人士稱之為“奇才”，已過花甲之年的他，鬢間發(fā)梢可見霜色，與我們一坐就是一個多小時。

王教授的履歷并不算多，1950年出生于上海，8歲入京，16歲西去青海，27歲考入西安交通大學(xué)，28歲以同等學(xué)力考上西安交大研究生，32歲再讀博，35歲留校任教至55歲，期間赴英國讀博士后、擔(dān)任外企高級工程師、西安交通大學(xué)數(shù)控技術(shù)研究所所長等，2005年調(diào)入北京交通大學(xué)至今。在這幾十年里，王教授專攻的研究領(lǐng)域有：汽車齒輪設(shè)計、制造及測量，機械傳動系統(tǒng)設(shè)計、制造，復(fù)雜曲面專用CAM軟件開發(fā)，數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)，專用機床設(shè)計和關(guān)鍵零部件設(shè)計、制造。

16歲那年初中畢業(yè)，正逢“文化大革命”席卷全國，于是品學(xué)兼優(yōu)的王小椿不得不暫停學(xué)業(yè)，前往青海拖拉機廠，這一去就是10年。王小椿自小好學(xué)勤思，理想一直都存在，那就是搞科研。相比同一時代的大多數(shù)人而言，他并未就此沉寂屈服在那動亂迷惘的歲月里，用王教授自己的話說就是“對當(dāng)時的狀態(tài)不滿”，故他一直在找機會四處或買或借相關(guān)書籍自學(xué)充實自己。就這樣磕磕絆絆的，他不僅自學(xué)完全部高中課程，還將大學(xué)機械專業(yè)的主要課程都學(xué)完。由于當(dāng)時能到手的教科書一般都是翻譯前蘇聯(lián)而來的，沒有習(xí)題集，只能看而沒有機會去練習(xí)、檢驗是否已掌握。于是，他一方面繼續(xù)學(xué)習(xí)，一方面在工作中做些相關(guān)的小發(fā)明實踐，期間發(fā)明的“徑向切削鉆頭”還擠進了全國先進刀具展覽會，這著實讓眾人對這位只有初中學(xué)歷的小青年刮目相看。這10年，于他而言，所獲甚多，這也是他有別于其他學(xué)者多攻理論、少有實踐之所在。

當(dāng)1977年高考制度重新恢復(fù)后，他如愿以償考入名牌學(xué)府——西安交通大學(xué)機械工程及自動化專業(yè)。初入大學(xué)的他，如魚得水，欣喜萬分，當(dāng)然，亦不敢懈怠萬分，依然按照自己之前的習(xí)慣——學(xué)余自學(xué)。上大學(xué)的第二年，王小椿便申請了碩士研究生考試，并以全校第一名的優(yōu)異成績考取了碩士研究生。這一路走下來，王小椿再接再厲，又一舉考取了本校的博士研究生，成為了我國恢復(fù)研究生教育后的首批博士生。當(dāng)問及為何能一直堅持自學(xué)且學(xué)有所成時，王教授一言以概之：興之所至。

博士畢業(yè)后，他留校任教。1985年取得博士學(xué)位的王小椿以“變傳動比差速器齒輪制造技術(shù)”作為攻關(guān)項目，此項技術(shù)當(dāng)時只有美國和日本掌握，他在技術(shù)資料極其有限的情況下，從基礎(chǔ)理論做起，歷時一年多填補了國內(nèi)此項技術(shù)的空白，且產(chǎn)品性能較美國產(chǎn)品更優(yōu)越。1989年，受英國文化委員會邀請，和其他9名在國內(nèi)取得博士學(xué)位并經(jīng)國家教委層層選拔的學(xué)者，作為英國文化委員會派遣的10名留學(xué)生的交換生赴英從事博士后研究。王小椿剛到STAFFORDSHIRE大學(xué)兩個月就寫出了一篇挑戰(zhàn)國際權(quán)威李特文的高水平學(xué)術(shù)論文，并在此之后以平均每月一篇的速度完成了一個論文系列，在歐洲機械工程學(xué)報上連載7期。在其后的半年時間內(nèi)王小椿不僅開辟了一個新的研究方向——CAGD和基于寬行加工的計算機輔助制造，并有了一本著作——《螺旋錐齒輪的高級理論》，此書1994年由世界頂尖科學(xué)出版社Elsevier Science B.V.出版, 并分別再版于1995和2001年。王教授還開發(fā)了用于設(shè)計、制造和測量格利森雙曲線齒輪和弧齒錐齒輪的軟件包，此軟件包被國內(nèi)30多家齒輪廠采用，還作為德國Leitz公司的一個標準模塊，隨機銷往世界各國。對于螺傘齒輪的噪聲控制，王教授獨有心得，無論是在大模數(shù)，還是小模數(shù)的螺傘，都可以達到靜音效果。王教授還首創(chuàng)性地開發(fā)了用加工中心加工大直徑大模數(shù)硬齒面的方法，在高精度的機床上采用此法加工螺傘和整體人字大齒輪可達到4級精度，且具有非常好的齒根圓角，提高了齒輪的強度，世界上最大的港口起重機生產(chǎn)商振華港機就引入了此項技術(shù)。

在1990年之前，他所研究的領(lǐng)域僅限于齒輪、傳統(tǒng)部件設(shè)計，有感于計算機大行其道，他開始著手拓寬研究領(lǐng)域——計算機輔助加工制造，且想將此研究成果放之于五軸五聯(lián)動數(shù)控機床上實踐。而五軸五聯(lián)動數(shù)控機床在當(dāng)時只有西方幾個大公司才有，原本承諾將航空發(fā)動機葉片參數(shù)提供給王小椿進行高效寬行加工測試的國外公司，在考慮到他中國人的身份后卻再也不愿意提供任何便利條件。有感于此事的觸動，王小椿毅然決定提前完成學(xué)業(yè)早日回到中國，最終利用自然科學(xué)基金完成了此項技術(shù)的研究。回國后，憑借對工程的熟悉以及理論無障礙，王小椿主持研制開發(fā)的全數(shù)控加工螺旋錐齒輪機床又一舉打破了國外公司的壟斷，為中國機械制造業(yè)爭了光。

在數(shù)控系統(tǒng)方面，國內(nèi)對于五軸素來有“假五軸”、“真五軸”之說，王小椿教授對五軸的研發(fā)其實早在1999年就做出來了，機床用的是漢江機床廠的臥加，數(shù)控系統(tǒng)是他帶領(lǐng)兩個研究生開發(fā)的，幾乎沒有任何參考，完全是憑想象來做的，竟成了國內(nèi)第一臺真正能夠?qū)嶋H使用的包含RTCP功能的五軸五聯(lián)動數(shù)控機床。王教授后來開發(fā)的一些新型傳動部件和加工方法就是在自己的五軸機床上驗證的。此后，王教授逐步完善了五軸數(shù)控系統(tǒng)的上位機軟件，并將相關(guān)算法轉(zhuǎn)讓給華中數(shù)控與廣州數(shù)控。

對于通用CAM軟件，王教授說，雖然用起來很方便，但也有致命缺點：一是實體造型本身有誤差，在其上取刀位點時±15 μm的隨機誤差不可避免；二是在用于樣條曲面時還好，但現(xiàn)在用三角面片時，由于法線不連續(xù)，造成機床運動的突跳很大，這在計算機模擬中的一點角度誤差搬到機床上來就很大了。為此，他基于數(shù)學(xué)模型開發(fā)了多種專用的CAM軟件，不用實體造型，誤差只有0.01 μm，效果比通用CAM軟件好多了。這款專用CAM軟件的可適應(yīng)性很強，可匹配任何機床，國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)皆能適應(yīng)，可以說是“只選配置不選機型”，可以用于在加工中心上加工大模數(shù)齒工業(yè)輪等。

王教授作為一個科技工作者，對中國汽車工業(yè)深有感觸。如國內(nèi)汽車齒輪制造業(yè)，雖然中國的齒輪和變速箱的出口量比較高，但圖紙、設(shè)備、工藝還多是國外的，還只處于制造大國，處于整個產(chǎn)業(yè)鏈的下端。而且這個行業(yè)又相對保守。很多國內(nèi)學(xué)者研發(fā)出的設(shè)備、工藝都得不到實踐，全無用武之地。就拿王教授自己來說，他首創(chuàng)性地開發(fā)了三周節(jié)變傳動比限滑差速器，可使汽車具有良好的越野性能和制動安全性。然而這項技術(shù)不僅在中國的相關(guān)行業(yè)根本沒有市場，還偶有碰到對此不屑一顧的情況，但這項技術(shù)在國外的越野車、工程機械上卻得到了良好的應(yīng)用。

王教授深信，并不是國外設(shè)計一定是最好，他所設(shè)計的齒輪承載力強度在性能測試方面就當(dāng)之無愧。他舉了個例子，當(dāng)時北汽福田引進了牽引車，并投放了1 000輛，然而此車的齒輪幾乎每天都有折斷、損壞、索賠的，原因說起來也是很哭笑不得的：中國路況不好，且多超載，外國的產(chǎn)品適應(yīng)不了中國國情。后來北汽福田研究院院長聽人介紹過他的這項技術(shù)，于是抱著“死馬當(dāng)作活馬醫(yī)”的心態(tài)拿著去做臺架試驗，做靜扭試驗，結(jié)果承載能力上去超過一倍多，換上之后就不會再壞了。另一個很值得一說的是，作為高強度的驅(qū)動橋等，國內(nèi)企業(yè)只“全套引進”。王教授自己研發(fā)的輕量化的國內(nèi)最大扭矩的單極橋，采用了自己發(fā)明的一種非漸開線的差速器齒輪，通過重新設(shè)計差速器殼和螺傘等關(guān)鍵部件，在不增大原橋殼尺寸的前提下，成功地將扭矩從50 000 N·m提升到60 000 N·m，一次性通過50萬次循環(huán)臺架試驗，并達到優(yōu)質(zhì)品要求，應(yīng)用于實際產(chǎn)品當(dāng)中。

王教授分析，這是由于近年來國內(nèi)專利的品質(zhì)并不能讓國人信服的原因，中國專利與國外專利的區(qū)別在于很多并無太多實用價值，申請人是為申請而申請，做項目也為報項目而報項目；像現(xiàn)在很多單位對論文發(fā)表的規(guī)定一樣，現(xiàn)在的科研人員發(fā)表論文不再像以前他們那時是有表達欲望、有了創(chuàng)新才去寫，而是為了評級、達標，如此惡性循環(huán)，于是國家一邊在拼命用錢推這個產(chǎn)業(yè)，處在這個產(chǎn)業(yè)的科研人員卻越來越浮躁，導(dǎo)致喪失了對自主知識產(chǎn)權(quán)的信任。所有這些，其實歸根結(jié)底是缺乏創(chuàng)新和改變，比如國家的基金制度，他覺得“先給”不如“后補”；比如考評科研工作者的制度，少一些人為指標，可能就更多一些人注重實際。

王教授說，幾十年來，身為一名科技工作者，在當(dāng)今日新月異、飛速發(fā)展的世界里，不論是教書育人，還是研發(fā)科技，每當(dāng)看到自己帶出來的學(xué)生一點點充實著這個行業(yè)的隊伍、研制的科技成果一項項轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實生產(chǎn)力，他會覺得很欣慰和驕傲。畢竟，祖國越強大，希望自己能為之錦上添花；不夠強大，則更希望貢獻自己一份力量。而科學(xué)的探索是永無止境的，他覺得在自己專攻的齒輪、傳動、CAM軟件以及數(shù)控方面還有很多可以去研究的，依然興致盎然，正如整個大行業(yè)——還有很多工作要去做。