本刊記者/Reporter 余捷/YU Jie

陳五一教授：1951年出生，教授，主要研究方向為新材料加工理論與技術，先進工藝裝備技術。1984年在太原機械學院（現(xiàn)中北大學）畢業(yè)獲碩士學位，1994年在英國伯明翰大學獲博士學位。現(xiàn)任北京航空航天大學教授、博士生導師，數(shù)字化設計制造北京市重點實驗室副主任。擔任教育部高等學校教學指導委員會機械設計制造分委員會委員，中國刀協(xié)切削及先進制造技術研究會常務理事，被授予國防科工委“511”技術人才稱號。擔任Elsevier出版社《International Journal of Machine Tools and Manufacture》刊物副編委。

承擔并完成了多項國家自然科學基金等縱向課題和一些橫向課題的研究工作，所參與的“緊縮場技術研究”課題獲得2004年國防科工委科技一等獎、2005年國家科技進步二等獎；獲得六項發(fā)明專利，一項實用新型專利。在國內外學術刊物和會議上共發(fā)表論文200余篇，其中SCI、EI、ISTP檢索100余篇，引用600篇次。

初見陳五一教授，是在去年瓦爾特舉辦的中國國際刀具技術研討會上，再見陳教授則是在北航新主樓他的辦公室內，一桌一椅一書架，明凈的落地窗，布置簡單而不失大雅。訪談中，筆者深深為陳教授睿智而詼諧的言談所感染。

治學客觀嚴謹 數(shù)十年如一日

陳五一教授主要研究方向為新材料加工理論與技術以及先進工藝裝備及控制技術，當問及一直致力于這一領域研究工作的熱情從何而來時，陳教授用非常質樸的言語說道，做刀具這一行當?shù)娜撕芏?，入了行之后就想把這一行當給做好，其實有的時候在什么時期從事什么樣的課題研究不是光由自己說了算，很大程度上與國家的支持與社會的需求緊密相關。上世紀90年代，眾多研究人員將目光和精力投向其他科研方向的時候，切削加工技術在當時受到不小的冷落，甚至有不少研究人員都“改行”從事其他課題的研究，但陳教授卻是為數(shù)不多的從碩士一直到教授，從未停歇過對切削加工理論與技術研究的“老人”之一。

陳五一教授上世紀90年代在英國伯明翰大學獲得博士學位，他對這段國外的求學經歷印象深刻。在學術上國外的科研成果都非?？陀^，力求實事求是，在國內，我們在表示判定時經常用一個“很”字，但在英語中“very”這個詞很少用，喜歡用一些非常中性的詞。若是對自己的論點有確鑿、無懈可擊的論據(jù)來支持，那可以說是“definite”；如果支持的論據(jù)不是很充分、不夠完美，就可以說是“probably”，這個表意模糊的詞在學術論文中是可以出現(xiàn)的。學術研究中必然會有一些不確定性，科研工作者們需要客觀地看待。

相比較而言，制造業(yè)在眾多行業(yè)中是發(fā)展最為緩慢的一個行業(yè)?，F(xiàn)在在很多設計領域諸如電磁場設計、機械設計等，許多人都能將其算得很精準，但是切削加工領域中在刀尖上的計算，至今國內外還沒有學者敢拍著胸脯說自己算得非常精準。因為這本來就是一個很模糊的、不確定的領域，根據(jù)給定的加工條件很難準確算出合理的切削用量，影響的因素太多、太復雜。既然這是個本身就比其他行業(yè)都要落后的行業(yè)，那總得需要些人靜得下心來搞研究。陳教授認為，現(xiàn)在國內刀具行業(yè)需要向國外學習的方面有很多，可以說是全方位的、環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)上都需要學習。航空航天行業(yè)進口刀具占到刀具使用量的80%以上，這是多么龐大的一個數(shù)字，但是能進口的到產品，卻進口不到技術，更多的技術需要我們自主開發(fā)。

對當今許多行業(yè)非常時髦的“跨越式發(fā)展”一詞，陳教授持謹慎態(tài)度，至少對于刀具行業(yè)，是需要一步一步循序漸進的，我們不能只看到國外技術如何先進、國外科技取得什么樣的成就，這是他們上百年來一步步所走出的經驗，更深層次上來說，這些進步更多的是建立在多年來足夠多的失敗教訓積累基礎上的?？蒲泄ぷ髡邆兇罂砂l(fā)揮自己的主觀能動性，充分利用國家的支持，盡可能走快一些，但仍然要一步一個腳印，“跨越”仍需慎之又慎。

刀具業(yè)高速進步 切削液用得其所

談及近些年來國內刀具行業(yè)的進步，陳教授笑稱，刀具行業(yè)的進展很大程度上是被航空航天行業(yè)“逼”出來的。現(xiàn)在國內能夠滿足航空航天制造要求的新刀具一直都層出不窮，行業(yè)內不斷有難加工材料出現(xiàn)，材料越難加工，其所需要的刀具性能就要越好。從整個刀具的發(fā)展史上來說，同樣也是被加工材料的發(fā)展促使刀具的發(fā)展。1898年，美國的泰勒和懷特發(fā)明了高速鋼，就是被當時出現(xiàn)的合金結構鋼“逼”出來的。

隨著現(xiàn)代機械制造業(yè)的快速發(fā)展，切削技術和切削工藝的不斷創(chuàng)新對切削液的性能也提出了更高要求。尤其是近年來環(huán)境保護和人類健康日益成為全社會關注的焦點，再伴隨“綠色制造”理念的深入人心，很多工業(yè)發(fā)達的國家均開始大力倡導干式切削工藝，另外還有使用液氮冷卻或是噴氣冷卻的。但是這些方法雖然各有其自身的特點和優(yōu)點，但也存在一定的局限性。陳教授說，其實在切削加工領域，干式切削全面取代傳統(tǒng)切削液的濕式加工至少在現(xiàn)在還不是很現(xiàn)實，運用微量潤滑技術，努力改進和優(yōu)化切削液的供液方式以及嚴格控制用量，切削液還是能夠用得其所的。

難加工材料層出不窮 刀具技術發(fā)展為先

減輕重量是飛機設計永恒的主題，而采用高強度材料和結構是減輕重量的主要措施。航空發(fā)動機工作在數(shù)百至上千K的溫度，旋轉速度上萬轉每分，零件既要求輕又要求能在高溫下承受極端載荷，所以航空發(fā)動機零件的特點為：大量采用耐高溫、高強度的難加工和極難加工材料以承受高溫和極端載荷；工作在高溫、大應力、動載荷條件下，對零件表面質量有極高要求，零件表面粗糙度、加工殘余應力、組織和缺陷對零件壽命極其重要。飛機結構中的難加工材料主要有鈦合金、超高強度鋼以及復合材料，不同的材料都有其不同的加工特性。

解決難加工材料切削加工問題的關鍵是選擇最佳刀具，刀具性能試驗的傳統(tǒng)方法為：刀具耐用度試驗，進行切削用量與刀磨損值關系的切削試驗，記錄刀具達到磨鈍標準時的實際切削時間即為刀具耐用度；運用泰勒公式對上述試驗結果進行回歸處理，得到切削用量與刀具耐用度之間的經驗公式。3～4種刀具加工一種工件材料的標準耐用度實驗，需耗時數(shù)月，耗材數(shù)百至上千公斤，大范圍選擇刀具現(xiàn)實中難以實施，各個工廠只能從少量刀具中選用相對較好的，或只根據(jù)廠商推薦。

陳教授研究了如何才能在最少的工件材料消耗、最少的時間消耗下，最好是在幾天的時間內篩選出大批的刀具，并率先提出了“基于刀具初期磨損的快速篩選技術”。該方法對初期磨損快，正常磨損就會快的假設進行了統(tǒng)計檢驗，根據(jù)幾百條磨損曲線的統(tǒng)計規(guī)律得出：當兩種刀具初期磨損率之比K＞3時，上述假設的置信度達90%以上，初期磨損快的刀具可以淘汰；當1.5＜K＜3時，初期磨損快的刀具可以作為備選刀具；當K＜1.5時，可認為刀具耐磨性沒有差別，均可作為最佳刀具選用。該方法大大縮短了選刀時間，并且該技術從概率統(tǒng)計角度分析，選出合適刀具的事件是一個大概率事件，置信度達90%以上。

浸心研究避免眼高手低 鞏固基礎繼續(xù)做精做大

訪談末尾，陳教授舉了一個國外的實例來說明細節(jié)問題在整體發(fā)展中所起到的作用:六七年前，在與一家德國機床企業(yè)交流時得知，企業(yè)中有一位工程師專門研究機床安裝完成后，有哪些部位需要墊鐵，墊在什么位置才能讓機床運行更平穩(wěn)，這在國內來看是多么不起眼的一件小事情但在國外卻傾注精力來做。陳教授也提出了對我國刀具行業(yè)發(fā)展的愿景，他希望國產刀具行業(yè)能夠先做精、再做大，只要科研工作者們能把這些不起眼的小問題一一琢磨透了，我國的刀具行業(yè)乃至機床工具行業(yè)才能夠有大的發(fā)展，趕超國外先進制造技術的目標也就不是紙上談兵了。