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第一八六章 改进工具(一)

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    明朝制造的鸟铳,一般是用熟铁制造34根短铁管,再将短铁管焊接成一根长铁管。尽管,焊接之处外层再裹上一层熟铁、铜之类的金属进行加固。

    而枪管焊接成完成之后,还要“镗钻”对枪管内部进行不断的加工。镗钻是一种简单的手工机床,以木头做框架,圆形石盘做惯性轮,系上皮条后用人力拉动,使石盘带动钻头旋转。

    由于工具的简陋,枪管内部的加工速度是很慢的,一名熟练的技术工人,需要大约200300个小时,才能对枪管内部的加工。

    具备使用镗钻机床加工枪管内壁的工匠,整个大明不超过五千人。普通的工匠没有镗钻操作经验之前,根本排不上用场。

    肖图白说道也就是三个技术难题,第一个是制管,三四根枪管焊接为一根,效率比较低,质量也不可靠。第二个问题是刀具,没有良好的刀具,镗钻效率低。第三个问题,人力作为动力,每天只能钻一寸(3.3厘米)?”

    在场的技术人员,纷纷点头。

    王思宇更是说道只要其中任何一个问题获得解决,火铳的生产效率,就会大增。”

    肖图白点头道好,带我工厂。”

    出了府邸后,一行人乘坐马车,赶往天津军械厂。

    天津军械厂虽然位于咸水沽,但是不在咸水沽镇政府位于同一座棱堡城内内,而是在另外一座正在不断大兴土木的新城区。

    事实上。作为咸水沽最大的工厂,天津军械厂区完全是一座5平方公里的城市。外层正在修筑棱堡式城墙防御,内部驻扎500名军队专门用于守卫兵工厂。

    除此之外,工人也定期进行军事操练,遇到攻城战役,工厂里面拥有充沛的弹药、粮食,生产兵器的工人。也能够拿起兵器进行防御。

    进入了天津军械厂内部,肖图白也不仅赞叹厂区规模之辉煌。

    整个厂内的工人和其家属的人口加起来,达到万人规模。工厂内部有学校、有医院、有警察局、有商店、有娱乐服务场所。总而言之。工人的绝大多数的需求,都能够通过工厂内部获得满足。

    天津军械厂的规模可以称得上17世纪的巨无霸工厂。

    在17世纪的欧洲,几百人规模的厂子。已经是大型工厂。天津军械厂已经达到了万人规模,已经处于世界领先层次。

    整个天津军械厂,包含了石油加工厂和军器厂两大部分,石油加工业的比重甚至比军器厂规模更大。

    而军械器加工,也分为多个分厂——炮厂、火铳厂、弹药厂等等多个部分。

    炮厂有600多名工匠,当然目前以制造虎蹲炮这种技术含量最低的小型火炮为主,每月能够提供100多门虎蹲炮。

    火铳厂,拥有工匠3000多人,主要生产崇祯八型的鸟铳,月产量目前只有300多只。显然于机器还未配备齐全,以及工匠在新环境还需要磨合。

    弹药厂,月生产20吨火药、10吨弹片,还不够皇家新军和预备役部队的训练所需。要,按照皇家新军的训练标准。一天射击50发子弹,每发子弹所需的火药是15克,人均一天训练所需的火药将近一斤。再加上炮兵的训练所耗费的弹药,皇家新军一天便需要消耗的火药两三吨以上,月消耗火药达到60吨以上。

    60吨火药市场上采购的价格,大约达到10万两银子以上。而天津军械厂的生产成本。只需要3万多两银子,哪怕是出厂价为5万两,每月也节约了一半的火药采购经费。

    像皇家新军这般恐怖的黑火药消费需求,比之大明全国其他军队加起来还要庞大的多。因为,明军大多数的火器部队,平时都很少训练的。临战之前,实弹射击几发子弹便送上了战场。

    哪像皇家新军,一天训练所需的弹药,几乎和打一场激烈的战斗差不多。

    此时,全世界的军队所有的火药皆是黑火药。************不外乎是硝酸钾、硫磺、木炭。

    硫磺、木炭皆是很容易获得,但是中国罕见大型的硝土矿,所以只能以土法练硝的方式获得硝酸钾。

    好在中国古代制造黑火药已经有千年以上的历史,早就发明了“土法练硝”获得硝酸钾的方式,技术储备上不存在任何问题。

    制造硝酸钾之前,首要收集硝土原料。根据据“夏盐、终落花流水硝”的原理,盐土地春季扫硝土是最好的时节。经过一冬,盐土上层出现一层黄色土质浮于地面。春雨来临前,便可以厕所等等场地收集硝土。

    好在咸水沽等地早就推行了公共厕所制度,使得硝土收集非常容易。而为了充分收集硝土,军工厂还模仿欧洲国家,设立“集硝官”这个职位,具体的工厂,就是派人到城市的厕所、茅坑等等场地,专门收集恶臭难闻的硝土。

    到了火铳的生产车间,肖图白看到。最核心的枪管制造过程中,已经分为多个步骤。每一步骤皆是采取分工合作。

    专门有人制造40厘米长的短铁管、也专门有人将多段段铁管焊接为一根长枪管。最后,是用镗钻机床加工枪管内壁的步骤。

    除了枪管之外,还有许多火铳需要的零件,也皆是在不同的车间被加工完成。最后汇总道一起,由普通的工匠,将之组装加工成为成品的鸟铳。

    肖图白感觉到,明朝的军工厂虽然是手工业为主,但是也初步拥有了分工合作、标准化生产的影子。

    后世人惊叹大秦帝国的军工厂,采用标准化生产零件和分工合作的办法。使得大秦帝国能够批量生产先进的武器,从而横扫六国,统一了天下。很多人以为,标准化生产零件和流水线分工合作,到了后世就失传了。

    其实,这是一个误的印象。

    大秦帝国的军工生产模式,一直深远影响中国后世的兵器制造业。比如。中国古代的唐宋元明等等历朝,兵器制造业的规模都是极其庞大。几千人的兵工厂非常常见,这种大型的工厂。采取分工合作、标准化生产零件、流水线式生产,也是必然的结果。

    同一时代的欧洲,领先大明的根本不是生产技术。而是在数学、物理、化学等等领域的自然科学的基础理论探索上。

    17世纪的明朝与欧洲最大的区别,恐怕是在于上层知识分子的态度方面。欧洲文艺复兴之后,高端的知识分子开始放下了身段,开始研究自然科学。所以,欧洲不断的涌现出各种科学理论,用以指导工业生产的实践。

    而明朝的主流知识分子,更迷恋科举、当官,只有当官才被认为有出息。虽然明末也有徐光启、宋应星之类的科技牛人,但却是整个大明知识分子中的非主流。

    正于中国的主流知识分子,并不喜欢研究自然科学。造成了中国的工业制造。长期得不到科学界的理论指导。工匠们能够获得知识分子一星半点的高级理论指导,往往也会欣喜若狂。

    天津军械厂就是因为许多自然科学基础理论的缺乏,造成了生产力发展的瓶颈。肖图白也不得不亲自担任,理论指导实践,引导生产力发展。

    “镗钻的刀具问题。第一堕子钢不够硬,第二刀具设计的不合理。”经过一番考虑,肖图白决定先对刀具进行改进,这也是非常重要的工具,与此同时也是最容易立竿见影的获得改进的工具。

    鸟铳的枪管内部加工速度慢,除了由于工匠体力不济之外。更是因为镗钻上所用的刀具不够坚硬。而刀具的硬度直接影响了镗钻机床加工的质量和效率问题。

    这年代的刀具用的是钢。硬度自含碳量决定。这里面肖图白不得不给工匠们上课,普及一些钢铁的知识。

    “众所周知,钢铁中一般分为生铁、熟铁、钢。一般来说含碳量在0.02%以下,又叫锻铁、纯铁,熟铁质地很软,塑性好,延展性好,可以拉成丝,强度和硬度均较低,容易锻造和焊接。”

    “含碳量在0.02%至2.04%之间的叫做钢。钢又分低碳钢、中碳钢、高碳钢。含碳量碳低与0.25%的是低碳钢。大于0.25%低于0.6%是中碳钢,高于0.6%的是高碳钢。”

    “而碳含量高于2.04%的一般被称为生铁。生铁坚硬、耐磨、铸造性好,但生铁脆,不能锻压。”

    “生铁经过高温煅烧,可以降低含碳量,变成钢。”

    “熟铁也能淬火、加碳也能够变成钢。”

    “一般来说,熟铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢、生铁,皆含碳量不同,而决定了其性质不同。含碳量越低,越软越容易锻造。含碳量越高,则越硬越不容易锻造。”

    “一般来说,高碳钢就是我们需要的工具钢。高碳钢的强度、硬度,皆远远超过堕子钢。因为,这堕子钢是低碳钢,也仅仅比熟铁稍微硬一些........”

    经过肖图白的讲解后,众多工匠纷纷觉得恍然大悟,感觉眼前似乎展现出全新的一片天地。

    当然,众人也惊喜的,解决刀具的硬度也有了明确的方向。

    “国师大人的意思是,如果能做出高碳钢,就能让刀具变的坚硬?”

    “对!一般来说,高碳钢才是工具钢,用于机床相关的刀具。”

    “是机床?”

    “.........”

    一连串的解释,令众多工匠觉得,鲁班、墨子在世,也未必能比得上国师爷博学多智。

    由于肖图白的启发,工匠们意识到。“堕子钢”是灌钢,既是以生铁、熟铁混合加热,制作出来的低碳钢。

    古代一些优秀的工匠,甚至不屑的说“灌钢是伪钢,百炼钢才的真钢”。百炼钢的质量,不同的铁匠经验心得不同,质量也不同。

    总而言之,古代的钢铁冶炼知识,虽然积累了一堆的实践经验,但是理论体系比较混乱。肖图白直接提出,钢铁是按照含碳量多少进行分类,明确的确立了科学的标准。也为钢铁技术的研究和发展,指明了一条明路。

    按照肖图白的提示,工匠们很快醒悟了——很快便将堕子钢的锉刀、钻头,表面涂上碳,通过淬火加工成为高碳钢。

    高碳钢比之低碳钢自是如同神兵利器一般,加工熟铁枪管简直是削铁如泥了。肖图白在这些工匠们心目中的形象,再次升华成为权威的活神仙。

    而弄出高碳钢,仅仅是改进刀具的第一步,还可以通过改进刀具的几何形状,来增加性能。明朝用的刀具,皆是普通的扁形的刀具,切、削、镗、钻的性能还是不够的,肖图白改进刀具——发明了经典的“麻花钻”!

    在后世,麻花钻是各类手工、电动钻孔工具,以及钻床、铣床、车床上最常用的钻孔和旋转切削的工具。

    当然了,肖图白记得中国普通的机械工人倪志福在1953年发明的三尖七刃麻花钻头,也就是震动全世界的倪志福钻头——这是超级麻花钻,比普通的麻花钻效率要高的多,成为了刀具世界中的传奇。

    那时候,新中国刚刚成立,为了争取世界各国在政治上的认同,免费向全世界公布这种钻头的技术,虽然迎来全世界的褒奖,但是却失去了太多的利益。

    遗憾的是,肖图白虽然倪志福钻头大名鼎鼎,但是他根本不如何制造这种钻头。所以,暂时弄出最普通的麻花钻。当然了,哪怕是最普通的麻花钻,也比明朝时期的简陋刀具要科学先进的多。

    按照肖图白绘制的麻花钻图纸,并且指点麻花钻磨制口诀“刃口摆平轮面靠,钻轴斜放出锋角。由刃向背磨后面,上下摆动尾别翘。”

    这句口诀出来后,效果就不同了。肖图白,众多的工匠目光中露出了狂热,拼命的记录肖图白的口诀,并且争相提问。

    事实上,古代的工匠们,大多数的关键技术,都需要留一手,专门传给少数的关门弟子。而像肖图白这么无私的传授这么多高级的先进技术,恐怕只有春秋战国时期的鲁班、墨子等等早期的技术大牛。

    在儒家思想未大一统之前,诸子百家争鸣,争相改进和传播的技术和思想,所以春秋战国时期的思想和技术的发展和进步,实乃中国最快的时期。儒家学说一统天下之后坏事了——儒家子弟直接货物帝王家,专门钻营如何在官场上往上爬。在思想争鸣领域,逐渐变得死水一潭。(未完待续。。)

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