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为造大炮的事刘璎再次来到北竿岛。
刘璎想改善炮的性能,最重要的就是炮膛加工。如果通过机械加工得到尺寸严格规整的炮膛,这样的炮肯定会有本质的飞跃,不但打得远,也能有一定的准确度,而不是靠碰运气。
这是这一次改进的基本思想。
为此,铸造的炮筒子后端是敞开的,是个两端透亮的筒子。待加工完成后,再把后面封死。这就需要另外一个铸造的零件把后膛堵上,并且经过机械加工让这两件可以牢固地结合在一起,开炮的时候它们也不能被炸开。
当然可以有另一种设计,就像现代的大炮那样,后膛是可以开合的。打开后膛装炮弹,闭合后膛就可以开炮。采用后膛装炮弹速度会更快。
可是刘璎没有采用。这是为了结构简单,加工也就容易多了,一切都要适应当前的加工能力,同时也要兼顾当前普遍的火炮水平,不要太超前了,先解决了主要的问题再说。这样就降低了制造难度,试验的成功率更高。
炮筒子的试验品已经铸造出来了,有三个,都放在厂房里。刘璎在韩宝贵、郎狗窝等人的陪同下来到了机加工厂房。
距离厂房老远的就看见巨大的风车在转动,风车就在厂房的一端,它也是厂房的一部分。
进入厂房看到已经有好几台机床了。走过去细看,有砂轮机,有两台车床和一台镗床。竟然有这么多设备了?不过都很简陋。
所谓的砂轮机就是一片圆砂轮,装在轴上能转动而已,动力是脚踏。是不是太简单了?它是磨制刀具用的,车床镗床都经常要磨刀具,有机床就离不开砂轮机。
最早的第一台车床已经完成了它的历史使命,基本上不用了,还摆放在那里。看上去就是一个大个的木头案子,有点奇形怪状的样子。第二台车床的关键部件都是第一台车床加工出来的,它的性能强了很多。这就是“自己的刀削自己的把”。
那边有一台镗床,它的关键部件也是车床加工的。
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现在做试验品的炮筒子都是锻铁铸造的。这是因为容积更大的氧化钵还要制造和试验,需要更多的时间,因此决定采用锻铁铸造。刘璎预计采用锻铁其性能也不会太差,何况此时不少大炮还是铸铁的呢?锻铁怎么也比铸铁要强。
需要加工的是炮筒子的内孔,刘璎设计的这门炮孔径四寸半(150毫米),在现代说也是重炮的口径。在古代也属于大口径火炮,但是从炮弹的威力说,与现代比可就差远了。
由于古代钢铁材料差,应该说差的太多,为了保证炮筒子不被炸裂,就做的非常笨重。眼前这个炮筒子外径有八寸多,快一尺了,就是个庞然大物,是这个时代最大的铸造件。它的重量有五百多斤重,别看它这么重,与其他火炮比它还算是分量轻的。这是因为刘璎对自家的铸铁质量有信心,从而减小了尺寸。
从重量上说,加工它就必须用镗床,因为此时那么简易的车床,无论如何也不能让这么重的工件转起来。
再重复一遍车床、镗床的区别:被加工的工件转动起来的是车床,工件不转刀具旋转的是镗床。
这就是必须有一台镗床的原因。
这台镗床的床身是用粗大的木料制造的,像个笨重的台子,一个硕大的炮筒子就放在上边,并且被固定。刘璎估计要四五个人拴上绳子,用木杠才能把它抬上来吧?
现代里这么重的工件需要用吊车,古代没有吊车可是也有办法,使用的工具叫“把杆”,一样可以起吊重物,此时的码头上都有装卸货物的把杆。
刘璎看到一根很粗的铁棒从炮筒子内孔穿过,它的一端是主轴,另一端被顶针顶住。这个铁棒子就是“镗杆”,切削的刀具就固定在它上边。主轴转动起来,固定炮筒子的托架往复移动,镗杆上的刀具就可以切削炮膛内壁了。这是加工动作的原理。
现在的加工厂还属于炼铁场的一部分,所以今天在场的除了郎狗窝还有韩宝贵。韩宝贵是炼铁场的管事,郎狗窝是加工厂的管事,郎狗窝的角色类似于现代里的工程师或工艺师。
刘璎仔细观看动力、机床和加工的情况,他说:“看现在的情况很好,有什么问题吗?”
郎狗窝说道:“大少爷您细看,加工后炮膛里不是很均匀。”
刘璎凑到近前,仔细地看内孔,确实如郎狗窝所说,眼睛看就明显的不够平直。简单说是炮膛内壁达不到标准的圆柱体形状。
对于机械加工刘璎可以说是专家,即便在现代里也是,他只要看看结果,原因就不难判断。这机床太简陋,太粗糙了,很难达到高精度。
他对郎狗窝说:“主轴和刀杆问题不大,依我看,最主要的是托板运动不均匀所致。”
托板是什么?
工件放在托板上,托板带着工件左右移动,配合旋转的刀具进行切削。现在的托板是木头的,下面的导轨也是木头的,木料本身弹性就比较大,在受力的情况下难免抖动和变形。
经刘璎这么一说,郎狗窝也就明白了,可是明白归明白,怎么办呢?他没辙。因此是干张嘴说不出话。
刘璎倒是有办法,并且办法很多,不过需要权衡,怎样做最划算。
于是他说:“暂时停下,等我想一想。”
然后他就出了厂房,在外面溜达。众人不敢搅扰,都远远的看着。
要想排除这个问题,就要把机床的床身、导轨、托板等等的都换成钢铁部件。可问题是导轨的加工需要龙门刨(大型刨床),现在就制造龙门刨也不是不可以,问题在于时间,没有一年半载的做不出来。可是还等着用大炮呢?
想来想去只有拉刀最好,效率高、质量也高,更关键的是操作简单。并且现在有了制造拉刀的条件,就是车床,眼下这台车床的性能还说得过去,用它就可以制作拉刀了。
拉刀是什么?
拉刀是用拉的办法加工圆孔的刀具。拉刀的外形是个很长的圆棒子,那上面有多排刀齿,当拉刀从孔中拉过时,每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属,最终达到所要求的尺寸。
从这个加工过程可知,拉刀的生产率很高,并且很容易保证加工的精度。
拉刀主要用于加工圆孔,可是也有其他的我们就不说了。
炮膛直径150毫米,那么拉刀的直径就要比150毫米略小。刀体用普通钢材,用镶嵌的办法加刀刃。
拉刀的制作也很繁琐,并且现在的设备能力有限,就只能用手工操作弥补,这就需要时间,更需要细心的、手艺好的工匠。
权衡再三,这是眼下最好的办法了。
主意已定,刘璎对郎狗窝等人说:“办法是有了,我需要做一份详细的文案和图纸。这里的炮膛加工暂时停下来,等一等吧。”
刘璎回去设计拉刀,也要设计制造方法。
他回忆着拉刀的结构,它就是一根轴,或者叫铁棒子,用它加工的孔有多大,它就有多粗。实际的拉刀什么样刘璎也见过,没什么复杂的,需要刘璎动脑筋的是怎么适应现在的加工能力,能把它造出来才行。
有了车床可以完成主体加工。因为刀片是镶嵌的,这就要钻孔,还需要小螺丝钉,为此加工厂里又要增加设备了。钻孔需要钻床,制作螺丝钉需要小的车床,这两样机床都简单,体型都很小。
使用拉刀还需要拉床。拉床也是机床,可是太简单了。它就是把工件固定,装上拉刀,从另一端把拉刀拉出去就行了。
真是万事开头难,从一无所有到能制造大炮,每一步要解决很多难题。
为了尽快造出大炮,武装自己的船队,这一次刘璎真的要常驻在北竿岛了。亲临现场也有个好处,能当面指导,所以画的图可以简单一些,文案有个提纲就可以了。
正在忙碌中,他三叔刘诠来了,由于灯语通信的方便,刘璎提前知道了,他赶到码头上去迎接。
刘诠是一个人来的,只带着一个跟班张一八,这个张一八是刘璎的跟班张重二的哥哥,他们是亲哥俩。所以那边是叔侄相见叙话,这边张家兄弟也很亲热。
刘璎说:“三叔怎么来了?是有事情还是出来散心?”
刘诠手指着海湾里的船说:“听说咱家船队又要出海了,我也想出去见见世面,这一次去哪儿呀?”
这里的海湾不大,船队的三艘船都在海湾里,站在码头上都能看到。其中的一艘商船靠在码头上,另外两艘都在锚地。
刘诠倒是直来直去,一句话就把来意讲明了。也难怪,他毕竟年轻,今年才二十出头,精力旺盛,好奇心不减。
刘诠是三叔,是刘璎的长辈,他想问什么最终也没问,三叔的要求也不好拒绝。
刘诠在老家是管着家丁队的,别的也没什么事。现在到了福州,一百多人的家丁队太显眼,于是大部分都转移到了北竿岛上。这一来他就更没事情可做了。
岛上有护卫队,还有船队,如果刘诠自己愿意的话,也可以来岛上做点什么。可是刘璎作为晚辈的,也不好指使长辈啊。所以刘诠他自己不说,就只好这么闲着了。
刘璎说:“这一次他们还是去高丽,三叔有兴致就去吧。不过您要想好,这一趟生意大约要一个月。在大海上漂着很是寂寞的。”
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