2.31 第二代车床 (第1/3页)

    机械实验室所处的位置正好在整个皇家实验室的西边，距离海边尚有近三十里路程。由于制作新车床所需要的铁锭与毛坯件都需要直接从铁厂与铜厂运送过来，因此早在实验室修建之时，李不伟就让人修了一条简易的小路。这条小路从机械实验室一直通向海边的一个简易码头。李不伟在规划这条小路的时候也曾费了一番脑筋。因为随着日后的发展，货物运送的问题必须要解决，这不仅仅是皇家实验室与外界的物资运送，而且实验室内部的物流也需要加以考虑，当然李不伟早已有了全面的计划了。

    再过一日，第二代车床的所有零件都将加工完成。这些零件有一部分是直接铸造而成，例如底座与一些保护性的外壳，另一有部分是通过简易的铣床制作而成，其余的大部分则是已有的那台车床加工出来的。旧车床日夜不停地运转，仅是齿轮与轴承就损坏了好几套，更别说刀具了。这二十多天下来，用报废的刀具就已近六十多把。不过李不伟发现了一个现象，就是这些刀具大都是在前十多天损坏的，等到最近的八九天以来，刀具崩断的现象大为减少，而且刀口的刚度与硬度也大为提高，显然杨万景等人又找到了更合适的材料，或是重新改进了刀具的制作工艺。至于驱动车床时转动绞盘的那些人，此时也早已更换了好几拔，近一百多人中超过半数被磨得双手起泡。不过这些付出都有所回报，第一台车床的制成品虽然合格率甚低，但也终于能从里面挑出三套精度最高的零件了。

    李不伟原以为车床最关键的零件是变速箱与丝杠，因此在新车床的制造过程中对这二者都极为重视，后来等他对宋朝的加工技术了解得更多一些，才知道凡是容易铸造出来的零件，工匠都有办法将其修正到基本正确的尺寸要求，当然最终也能达到自己所要求的形位公差。如此看来，倒是跟刀与进刀系统需要多做些改进，而且一些装夹工具也要重新设计才行。不过好在有了范东来等人的协助，这些改进计划没几天就变成了设计图纸，到了今日已有成品的零件加工出来。

    至于齿轮的加工工艺，也有极大的改进。前些日子，铁厂的胡永谦又将球墨铸铁的铸造方法进行了改进。毕竟这种新材料对于铁厂的工匠来说并不熟悉，再加之众工匠在此之前都没有试铸过精度要求如此之高的零件，因此要找到正确的方法也着实费了些时日。目前刚生产出来的这批齿轮，其精度要较上次已高出许多，当然这也归功于范东来等人想出的新式加工方法。这种方法就是，先制作出一批精度较高的模具，再铸造出留有极小加工余量的齿轮毛坯，此时的齿轮比实际尺寸要稍大一些。然后将这批齿轮运到实验室进行二次精加工，精加工的方法是采用砂轮磨制齿轮的渐开线曲面。

    在此之前，李不伟已让人在临安最好的烧瓷厂中订做了一批砂轮，这批砂轮的纵截面是渐开线型的，正好与齿轮的齿面相吻合，而且材质是从浙江运过来的石英砂，自然可以满足铸铁件的磨制。不过这种砂轮的修正极为费时，石英砂的硬度已达到莫氏硬度值7，因此一时难以找到形状合适的修正工具，只能用天然宝石进行砂轮圆周面的修正了。砂轮机仍然是手工驱动，只不过已不再使用齿轮传动，而直接用皮带将驱动轮与砂轮的传动轮连接起来。砂轮机还设计了精确的木制定位装置，以手工画出来的渐开线作为基准，每磨制好一个齿形之后，再将工件转动一定角度，继续下一个齿的加工。以这种加工方法所制作出来的齿轮，其精度要比直接铸造所得的高出许多，而且其表面刚度也大为提高，与上次的那批铸造齿轮比起来不知要好上多少倍。

    最近一段时间以来，李不伟的心情好了许多，甚至可以说近一年来他也从未像现在这般轻松，一是因为周依依既然已经知道了自己的身世，却始终与往常一样对自己关怀备至，甚至还较往日更为温柔体贴。二是因为新车床的制作极为顺利，而且蒸汽机的设计又经过几次改进，几乎可以说是完美。李不伟眼看着诸事都向着自己事先设想的方向发展，又怎能不欣喜若狂？

    这一日清早，所有车床零件都已制作完毕，李不伟终于忍不住兴奋，笑道：“不容易啊，一个多月了，终于能开始组装第二批车床了。”说着，便马上就要带着众人前去安装。范东来一旁笑道：“李大人，为了尽可能地提高第二代车床的精度，我们按您所说的办法，将一些重要的零件都制作了几十套，更有些如丝杠等已加工了近百件。另外，大人在这几日忙着编写车工手册的时候，我们已将这批零件进行了测试。而测试的方法就是实地组装，到了今天早晨已有一台已基本装配完成，估计现在正调试进刀与退刀部分呢，这次的三台车床总共准备了近三十套进刀装置，此时正在找出配合精度最高的一套。”由于范东来与史可等人也参与了新车床的设计，自然知道其组装方法，因此众学者每制作出一个零件之后，都要现场组装一番进行测试。

    李不伟听说此时已有一台车床组装完毕，更是等不及了，马上带了众人直奔机械实验室而去。刚一进入实验室的大门，就见靠近墙边的地方已有摆放了一台车床，与第一代的车床大有不同，不仅加上了齿轮箱的保护外壳，更在齿轮箱上设计了自动加油润滑的功能。虽然齿轮箱现在仍不是油浸式的冷却润滑，但也有了基本的滴油润滑功能。这台新车床已初具模样，六根粗壮的木桩被深深地埋在地下，上面固定了铸铁基座与车床的主平台，平台上面又是各种极为复杂的机构。此时已有两名学者正拿着新制造出来的卡尺测量进刀架的精度，显然已是最后的调试阶段了。

    由于新车床的主轴与轴承均已采用车床加工，因此其动转精度自然要比第一代产品好上许多。李不伟并不担心这些，他最关心的还是整个车床主体的形位公差，也就是说主轴与导轨的平等度、主轴与尾顶尖的同轴度、跟刀架移动时的平顺性、以及刀具与工件的夹装机构是否定位准确。李不伟主要看了一下导轨平台，只见这平台极为光整，比上次的不知道要好多少倍，他着实吃了一惊。因为上次的平台导轨是铸造出来，然后众工匠又用刮刀进行手工修正，虽然也使用了一些平面修正工具，但又怎能及得上眼前这台车床的导轨这般光滑平顺。范东来在一旁道：“大人有所不知，我们先是按着预先设计的方案制作导轨，后来等到加工齿轮的时候，突然又想到一种更好的办法，因此又专门制作了一个手工磨床。”李不伟奇道：“手工磨床？难道这平台是用磨床修正而成？”范东来笑道：“正是，不过这也是最近八九日的事情。当初我们与大人所设计的手推式磨制工具虽然也能进行平面的磨制，但后来在制作齿轮之时，石大人又有了新的想法，因此才临时制作了一台磨床。眼前这台车床的导轨正是采用砂轮磨制，经过多次定位找平之后，又用刮刀反复修正，其表面粗糙度与平面度已完全满足要求。”

    说到此时，李不伟忽又想起在十多日之前，范东来的确曾经提起过磨床之事。李不伟当时因为忙着研究笔记本电脑的充电一事，对此也没多加留意，只是以为范东来等人要为推进式磨制器做一个支持架而已，谁知道这几人竟然做了一个真正的磨床出来，而且看眼前这零件的情况，那磨床必然设计得极为精妙。范东来又道：“其实在烧制最后一批渐开线砂轮之时，我们又另外制作了一种较大型的砂轮，这种砂轮正是用于加工导轨的。”李不伟自然知道砂轮磨制出来的金属面，其表面光洁度已比玻璃高出许多，只是要