大国工匠刘湘宾事迹（不一样的大国工匠）

读而思

刘湘宾，1963年6月出生，中共党员，国家高级技师，现任中国航天电子技术研究院七一〇七厂首席技师，陕西省国防科技工业劳模创新工作室、陕西省示范性劳模创新工作室、航天九院首届职工劳模创新工作室、宝鸡市劳模创新工作室带头人。他曾获“全国技术能手”“中国质量工匠”“陕西省劳动模范”“三秦工匠”“航天贡献奖”，以及2021年“大国工匠年度人物”等多项奖励，并享受国务院政府特殊津贴。

孟醒 本刊副总编

本文发表于《中国工业和信息化》杂志2022年6月刊总第46期

不一样的激动

自称航天工人的刘湘宾出生于1963年。那个时代的少年少不了玩陀螺，只是少年的他没有想到自己将来的工作是去做陀螺仪。

据记载，陀螺仪的历史仅仅一百多年，相比于陀螺五千多年的历史，陀螺仪的历史要短得多。

陀螺这种玩具在西方科技的表述中，是一种高速旋转的刚体。陀螺仪则被定义为能够测量相对惯性空间的角速度和角位移的装置。再进一步解释，它是一种即使无外界参考信号也能探测出运动体本身姿态和状态变化的内部传感器，记录下运动体的角度、角速度和角加速度。

这种功能来源于陀螺仪的两大特性—即定轴性和进动性，就像陀螺，即使你抽动它，它基本立定在一个位置，并随着作用力的大小做速度不同的旋转。正是利用这两个特性，建立起导弹等运载器在飞行过程中的不变基准，从而测量出运动体的姿态角和角速度。同时，由加速度计测出其线加速度，经过必要的积分运算和坐标变换，确定弹（箭）相对于基准坐标系的瞬时速度和位置。也就是说，通过陀螺仪和加速度计测出运载器（包括火箭、导弹、潜艇等）的旋转运动和直线运动信号，经计算机综合计算，并指令姿态控制系统和推进系统，实现运载器的完全自主导航。

由此可见陀螺仪在现代制造业和军事工业中的重要性。陀螺仪技术一直在进化中。作为惯性制导技术的核心，陀螺仪第一次应用是在第二次世界大战后期德国的V2导弹上。在20世纪60年代，惯性制导技术又是美苏军备竞赛的重点领域，如现代导弹、人造卫星等。1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，应用的也是惯性制导技术。20世纪90年代的海湾战争中，美国两枚斯拉姆导弹协同攻击一座水电站，第二枚导弹从第一枚导弹打开的墙洞穿过并击中目标，所使用的就是新一代陀螺仪——激光陀螺仪。

进入智能时代，陀螺仪的应用领域大大拓展，如消费电子领域的智能手机、可穿戴设备等，还有物联网领域的智能家居与工业互联网。

因此，最先进的陀螺仪一直是欧美出口限制清单上的主角之一，即使在国内，很长一段时间也以惯性制导关键零部件代称之。

难怪，观看国庆70周年阅兵，当火箭军方队穿过天安门广场时，刘湘宾的激动与别人不一样。他说：“我知道我的产品装在哪个地方。别人不知道，我知道！”

不一样的选择

刘湘宾工作的7107厂隶属中国航天科技集团九院，即原来的中国航天电子技术研究院7107厂，现在的名字是陕西航天时代导航设备有限公司，承担着载人航天、探月工程、北斗导航等国家重点型号任务，主要生产卫星和潜水器等导航系统关键零部件陀螺仪，产品广泛应用于航天、航空、船舶、电子、通信等领域。

熟悉中国工业发展史的人应该知道，从上世纪50年代到70年代，国务院和中央军委先后批准组建了8个机械工业部。7字头的工厂当然是第七机械工业部的工厂。而第七机械工业部实际上就是航天工业部。

7107厂是在“大三线”建设时，落脚在陕西省宝鸡市的凤县黄牛铺镇，秦岭的一处大山沟里。搬到宝鸡市区还是后来的事，在老城区与高新区各有一个厂区则是更后来的事。

1982年，刘湘宾从部队转业。1976年他的父母也是从部队转业，为支援三线建设，从北京搬到了7107厂。按照就近安排的原则，刘湘宾就进了厂子。本来，他被厂里安排进机关，但他的父亲坚持要儿子进车间当一名技术工人。

人的一生不一定能遇到多个关键选择，但人生的抉择往往在不经意间发挥关键作用，尤其是不同寻常的选择，有更大的可能会对人的一生产生非同一般的影响。

1980年，刚刚16岁、正上高二的刘湘宾参军入伍。要知道，那时对越自卫反击战的硝烟还没有散去，报名参军意味着一定的风险，需要勇气与定力。就像陀螺仪，不管面对什么样的运动物体，必须保证自己是超稳定的。因此，无论在天空、陆地、海洋，它才能精准地确定方位和确定姿态信息。

虽然刘湘宾仅仅当了三年志愿兵，但三年的历练让他受用一生。当时，因为南线吃紧，部队的训练科目大部分着眼于战场实际，其严苛与残酷类似于训练特种兵。对此，刘湘宾说：“当兵的作风，还有那股韧劲儿会浸到自己的骨髓里去，一直影响至今。”

到工厂不进机关当干部，要进车间当技工，也是他做出的迥异于大多数人的选择。

后来，刘湘宾还有过一次不同寻常的选择。跟从师傅的第五年，师傅决定“下海”，南去深圳挣大钱。师傅要带上他这个好帮手，但刘湘宾选择了留下。

不一样的量度

刘湘宾的师傅是新中国第一届技校生，曾远赴苏联学习。要拜师学艺，首先要过文化关。虽然不是正式的考试，但师傅还是当场给他出了几道数学题，主要是考三角函数的几个公式。因为他学的是铣工。铣工作为机械加工中最难的工种之一，不仅要求有一定的数学与物理知识，而且要有极高的手工计算能力，对空间尺寸的测量也要精确到分，尤其是处理陀螺仪这种锥体，当时还没有数控机床，需要运用三角函数进行手工计算。

好在在部队三年，艰苦的训练并没有浇灭他学习文化课的热情。几道题他都顺利地解出来了，考核过关，师傅才愿意收他这个徒弟。前半年，他在白天给师傅打下手的同时，还利用晚上的时间学完了技校两年的课程。当晚不懂的地方，第二天就向师傅请教，就此打下了扎实的基本功。

在当学徒工的第二年，刘湘宾就成长为二级工。通常来说，二级工就可以离开师傅单飞工作了。但他申请了“带级学徒”，继续跟着师傅学习，并将每个月多挣的奖金都记在师傅名下。据刘湘宾描述，当时师傅带着他做航天产品的一些关键件，多在晚上锁上门单独做。加工件做好后，往往就到了第二天天亮时分，却不急着赶回家休息，而是先撤掉使用的工装夹具。这就是那个时候，手把手带徒弟的真实考量。他从师傅那里学到的不仅是技术，还有对产品标准的坚持，也就是如何量度产品：没有质量99.9%的产品，所有产品的标准必须是100%。

2000年，7107厂采购了第一台进口数控加工机床——“五轴五联动铣加工中心”。作为技术能手的刘湘宾，被派往国外学习设备加工、操作、保养和维修技能。出国前，他买来英语卡片，自学了英语。

在国外学习一个月，操作设备没问题。倒不是他的英语说得有多好，说不出可以用手势比划，机加工的一些基本动作是相通的。设备是买回来了，但要发挥好数控机床的性能，就要精通软件编程。刘湘宾自掏腰包请老师教授数控机床的编程技术。学到一半，他就不去找老师上课了。后面的内容他已经自学完了，画图建模一通操作比老师还熟练。他成了7107厂第一个熟练掌握数控机床的人。

当时的航天第三代材料包含20%至45%的碳化硅，这些铝基复合材料硬度高、黏性大，犹如在砂轮上磨刀，加工刀具磨损快，一把进口刀具几千元，生产成本增高，为此，7107厂与几家单位共同开展了复合材料立铣刀刀具国产化研究，共组织了74次试验，自创了一套高精度刀具，完全替代了进口产品，并取得了发明专利。国产新刀具比进口刀具耐用度高4倍以上，不仅加工质量高，而且大幅降低了生产成本。

2008年，刘湘宾通过自制测量表架、选择高精度的精镗头等方式，对零件结构、装卡、测量、刀具选择以及加工误差、加工参数进行改进，零件加工尺寸和位置精度均达到图纸要求，成功研究出了一套薄壁环状零件侧面镗孔新方法，创造性解决了薄壁环状零件在加工过程中装卡易变形、装卡状态下的零件形位精度与释放后的状态不一致、难以准确测量薄壁件的尺寸等问题。

在航天型号导航控制系统球阀的加工过程中，为保证毡垫在高速旋转时的定位精度，刘湘宾查文献，访名师，不仅重新制定了加工方案，而且自创抛光轮，经过反复试验、改进，最终将传统硬对硬的加工模式，改进为软对硬新加工方法。同时，采用工装压表的方法控制机床坐标的位移精度，使球体圆度达到了0.001毫米——相当于头发丝的1/70、光洁度达到13级的设计要求，使产品合格率稳定在98%以上。这是多么精微的量度。

2015年，刘湘宾再次出国，以专家的身份去验收一台加工复杂曲面的高精度数控机床。厂里引进这台设备，就是为突破石英半球谐振子这一“卡脖子”技术。石英半球谐振子是世界上最先进的精密陀螺仪之一——半球谐振陀螺仪核心敏感零部件。将既硬又脆的石英玻璃，加工成薄壁半球壳形，其难度可想而知。

2017年，刘湘宾数控班组建立了半球、球碗生产单元，对比刃具参数、优化加工工序，进行工装设计和改制。技术攻关后的半球、球碗两种零件的合格率由原来的55%提高到90%，单件成本降低50%，生产效率提升近3倍。

2018年，以刘湘宾名字命名的工作室挂牌，他有了一支钻研技术、传授技能、培养骨干、打造精品的队伍。他不再像老一辈人那样，隐藏绝技秘不示人，凸显个人技术能力，而是恨不得倾囊相授，通过团队作战，展现整体技术水平。

刘湘宾带领团队，经过9个月试验攻关，啃掉了硬脆材料——石英玻璃超声振动精密加工工艺技术难题，打通了重要型号研制的关键瓶颈，掌握了惯导陀螺球型薄壁石英玻璃加工技术，加工精度达到壁厚0.5至0.8毫米、内外球面同轴度1微米。

目前，团队轴圆柱度、半球球面度等加工精度独领风骚。

刘湘宾及其团队先后完成国家战略型号惯性导航产品、宇航产品，以及探月工程和载人航天工程等惯性导航产品的关键件的精密铣加工与研制生产任务，解决了众多技术难题。

正是出于对自己技术量度的自信，在某一产品被质检员判定为“产品超差”，要求重新加工时，他拿出数据和量具“又走了一遍”，最终的结果是测量工件加工表面的尺寸及位置精度出现了基准问题。由此，一批产品“由负转正”，给厂里节省了一大笔材料费用。

刘湘宾不懈追求着不一样的量度，那就是以微米度量的极致精度，一步步接近完美。

科学史家吴国盛先生在《科学的历程》一书中表达过一个观点：牛顿、爱因斯坦等科学理论的创造者，当然是科学史的重要部分，但不是全部。科学的进步在某些时候完全是被科学仪器的发明所推动的，而科学仪器往往一开始是由工匠造出来的，比如望远镜与显微镜之于生物学与医学。哲学家传统中的科学，或所谓的纯科学、理论科学、基础科学，往往通过著作的方式传到现在；而工匠传统中的科学，其实物随着时间的推移而湮灭，其发明的过程只在传说中极不可靠地流传到现在。笔者理解理论科学家的地位已经奠定，科学仪器发明者的地位犹待评定。推衍开来，大国工匠的“量度”也需要重新思考。