以前,判断尺寸全靠老师傅的一双“火眼金睛”和世代相传的经验,或者用一根做了记号的粗糙树枝、一段打了结的绳子来回比划。两个铁匠对同一个零件的描述可能是“比拇指粗一点”和“差不多一指宽”,这种模糊的标准让配合公差成了一个笑话,也是之前枪机零件大批量报废的根本原因之一。
林峰首先要解决的,就是“尺”的问题。他要为这个原始的工业体系,立下第一根标杆。
他根据脑海中【精密量具设计与制作原理】的知识,决定从最基础,也是应用最广的卡尺开始。
没有现成的合金钢,没有光学玻璃刻线机,没有精密的母尺作为基准,一切都得土法上马,从无到有。
他亲自去挑选木料,淘汰了数十块木头后,才找到一块质地最细腻、纹理笔直、经过长期干燥不易变形的硬木。木匠们按照他的要求,耗费了整整两天时间,用最锋利的刨刀将其精心刨平,再用细沙和皮革反复打磨,直到木料表面光滑如镜。
接下来,就是最关键的一步:在这光滑的木尺上,刻出尽可能均匀的毫米级刻度。
这在工匠们看来,几乎是一个不可能完成的任务。铁匠老王用他最稳的手,尝试着用针尖在废木料上划线,可是在阳光下看,那些线条依旧是歪歪扭扭,间距忽大忽小。“副连长,这……这比绣花还难,手一抖就全完了,肉眼凡胎,哪能分得那么清啊?”
林峰却有自己的办法,一个在这个时代堪称“黑科技”的巧思。他利用了水力驱动带来的稳定旋转!他设计了一个简单的联动装置,将一个由之前锻造的齿轮改进而来的、带有精确齿比的减速齿轮组,连接到轰鸣的水轮动力输出端。通过复杂的齿轮比换算,他让这个装置的最终输出轴每旋转一圈,就恰好能推动一个装有尖针的滑块,在导轨上移动一个固定的、极小的距离——理论上的一毫米。
当这个简陋却充满智慧的“自动刻线机”被组装起来时,所有人都围了过来。他们看着水轮带动着齿轮不疾不徐地转动,发出轻微而规律的“咔哒”声,而那根固定的尖针,则在匀速移动的木尺表面,刻下一道道肉眼可见的、无比细密且间距恒定的划痕!
工匠们屏住了呼吸,现场只剩下水流声和机械的轻响。这一幕对他们的冲击,不亚于看到林峰凭空变出一把枪。
虽然齿轮本身的加工误差和传动间隙仍然存在,刻出来的刻度远非后世工业标准下的完美,但比起纯粹的手工划线,其精确度已经提升了不止一个数量级!
主尺完成后,还有更加考验心神的游标部分。这需要在一块更薄的木片或金属片上,刻出9毫米长再等分成10份的特殊刻度,用以和主尺配合,实现0.1毫米级别的精细测量。
这已经超出了机械所能辅助的范畴,需要极高的耐心和微操技巧。林峰亲自上手,他让木匠做了一个支架,夹住一片他用水和细沙打磨了许久、透明度较高的水晶片,制成了一个简陋的放大镜。就在这摇曳的油灯和扭曲的视野下,他用全基地最细的一根钢针,屏住呼吸,一点点地在薄铜片上刻画,反复测量,反复修改。
汗水顺着他的额角滑落,滴在工作台上,眼睛因为过度聚焦而酸涩流泪。失败了无数次,刻废了十几片珍贵的铜片后,当最后一道刻线完成时,他整个人几乎要虚脱了。第一把粗糙的、木质主尺铜片游标的、带有简易锁紧螺丝的卡尺,终于在他手中诞生了!
当林峰用这把卡尺,夹住一根刚刚锻打出来的铁棒,然后清晰地读出:“直径,十点五个刻度单位”时,整个作坊的人都围了过来,伸长了脖子,仿佛在看什么出土的神器!
铁匠老王颤抖着手接过卡尺,学着林峰的样子去量另一根铁棒,磕磕巴巴地读出:“这根……是,是十点八个刻度……”
所有人都明白了!这意味着,他们终于有了一个统一的、可以量化的、能够精确交流的标准!工匠之间再也不用说“大概这么粗”,而是可以清晰地指令“给我车一根十个半刻度的轴”!
这是从“模糊”走向“精确”的第一步,是“磐石”工业体系最基础的基石!
紧接着,利用同样的原理,角度尺、塞规、环规等最简单的量具也开始被提上日程。每一次小小的成功,都意味着他们对尺寸的控制能力,又提升了一截。
测量工具的初步解决,立刻就反馈到了机械加工上。
那台凝聚了众人心血的简易车床,迎来了它的第一次“升级”。林峰手持新的角度尺和卡尺,指导着铁匠和木匠,重新校准了床身导轨的平直度,精细调整了刀架的角度,确保车刀的前角、后角、刃倾角更加科学准确。利用简单的塞规,他们第一次能够有意识地去车削不同直径的轴类零件,并且能够进行测量和比较。
加工出来的零件,在后世看来依旧粗糙不堪,表面还有明显的刀纹,但至少尺寸开始有了“意识”,公差范围正在以肉眼可见的速度缩小。
另一方面,【初级金属热处理工艺详解】的知识也开始在炉火边生根发芽。
林峰不再仅仅依靠老师傅“看火色”的祖传经验,而是开始引入“时间”和“温度”的量化概念。他让木匠制作了几个大小不一的沙漏,又用水滴计时,用这些最原始的方法,结合系统知识中提供的不同温度对应的火焰颜色大致范围(稻草黄、樱桃红、亮橘黄),来粗略控制加热、保温和冷却的时间。
他甚至亲自带人,用新烧制的耐火砖搭建了几个不同结构的简易炉子,分别贴上“退火”、“正火”、“淬火”、“回火”的标签,开始进行系统的热处理实验。