出了宫门,陈睿并未回府,心中那由精钢与铸铁勾勒的工业岚图,驱使他径直来到了将作监。
百工学堂的炼钢学徒们,在无数次的试错中,摸到了合金的门槛,自己也是时候试试让将作监把机器制造往更高水平推进了。
一进门,便见杨铁信被一群工匠学徒围着,人人手拿锉刀,正对着一堆黄铜齿轮埋头苦干,金属摩擦特有的尖细声响与焦糊味让陈睿觉得有些牙酸和刺鼻。
“鄠县伯!”杨铁信抬头见陈睿进来,抹了把额头的汗,“您来得正好。这齿轮的齿形、角度是准了,可全靠手工一个个锉出来,慢如蜗牛!您看这订单。”
他拿起旁边的订单本,上面用笔密密麻麻记满了数字,“这挂钟座钟需要的齿轮数量越积越多,光靠手的话,将作监这几双手磨秃了也赶不完啊!”
陈睿的目光掠过这些人手上的工具,代表大唐顶尖技艺的一批人,在两年内应是帮自己手搓出了远超这个时代水平的零部件。
是时候改变了。“杨师傅,我们今日便来解决这个‘手’的困境。”
他声音平静,却带着一种不容置疑的力量,“我们需要一件工具,它自己就是最稳定、最不知疲倦的‘手’。”
他让学徒清出最大的那张木案,铺上特制的厚实竹纸。炭笔在手,他并未直接画齿轮或钟表零件,而是先稳稳地落下两条长而平行的直线。
“此物,我称它为‘床。”陈睿的笔尖沿着线条移动,“此为床身,乃一切之基,必须用最上等的灰口铸铁,一体浇铸而成,务求厚重沉稳,不动如山。唯其如此,切削时的细微震动才能被它吸收消化,不至于传到工件上。”
杨铁信屏住呼吸,作为大匠,他立刻明白了“厚重沉稳”对于精密加工的意义,那意味着摆脱人力无法避免的颤抖。
接着,陈睿在床身一端画出主轴箱的轮廓,内置简易滚珠轴承。“动力,便借用水轮之力,通过塔轮与牛皮带传来。”
他在主轴后端画出阶梯状的塔轮,“不同直径,可换用皮带,使主轴获得数种不同的转速,以应对切削不同材质、不同直径的工件之需。”
真正的变革在床身中央显现。陈睿画出一个可沿床身导轨精确移动的复合刀架。“看这里,刀具不再握于人手,而是被牢牢锁死在这个刀架上。”
他的笔尖细致地勾勒出刀架的结构,包括可以横向、纵向手动或自动进给的滑板。“操作者只需摇动这些手柄,便可控制刀具进退,分毫皆由上面刻度掌控,而非肉眼估测。”
杨铁信的眼睛瞪圆了,这意味着做出的工件超越了“手感”,进入了全新的标准领域,跟上次的游标卡尺同样的原理。
“然而,自动与精准,在于此物。”陈睿的炭笔在刀架下方,画出了一根与床身等长的滑动丝杠。丝杠的螺纹被特意强调,必须规整而细密。
“以此导螺杆贯穿,”他在丝杠与主轴间添加了一系列齿轮,“便可实现自动纵向进给。更妙的是,更换不同齿数的挂轮,这根丝杠带动刀架移动的速度便会改变,从而……”他顿了顿,看向杨铁信。
杨铁信喉结滚动,一个惊人的想法浮现:“从而……能在工件上车削出不同螺距的螺纹!且每次皆同!”
“正是!标准化螺纹。”陈睿重重一点,“不仅螺纹。有了它,齿轮的坯料可以更快速、更规整地车圆;轴杆的直径可控制得毫厘不差;乃至将来某些精密的缸体,也有了镗削的可能。”他又在床身另一端添上尾座与可伸缩的顶尖,用于支撑长工件。
“工件以卡盘固定于主轴,”他描绘着卡盘的简易结构,“刀架行,则铁屑飞,尺寸定。杨师傅,你说得对,这已非普通工具。此乃工作母机,或可称之为——机床。
它以机械之规,克手工之变;以钢铁之恒,代血肉之疲。有了它,齿轮量产指日可待,精密零件源源不绝。它自身,便是机械复制机械的起点。”
杨铁信怀着激动与敬畏,伸出粗糙的手指,悬在图纸丝杠上方,不敢触碰。“神乎其技,不过县伯,此物之难,尤甚登天!这根长丝杠,要求螺纹均匀如天成,稍有半点疏密误差,则自动进给即成笑话,车出的螺纹便是废品。还有这刀架移动的导轨,与床身结合需平直如镜,这铸铁基座也要稳如泰山……”
“所以,我们才要造它。”陈睿斩钉截铁,“最难的一步,恰恰是开始。我们分步而走:首先,不计成本,用手工精修出第一套绝对平直的铸铁导轨和平台,作为后续所有机器的‘基准’。
其次,集中最好的炼铁匠与锉工,用最笨的法子,靠大家这双手,用极致耐心,做出第一根可用的丝杠。
哪怕它只能车制木器、切削软铜,只要原理验证,便是胜利!将作监的资源全力配合,要人给人,要料给料。此事关乎国运,参与者须绝对可靠。”
杨铁信退后一步,整理衣冠,朝着陈睿,也朝着那张图纸,长揖到地,再抬头时,眼中已是一片决然的火光:“睿哥今日所示,乃开匠作之新天!”
陈睿扶起杨铁信,“杨师傅,我不过是把这念想画在了纸上。”
他指着图纸上的丝杠:“就从这底座和丝杆开始。让最有耐心的老锉工对着样板一点点锉。螺纹的间距,用游标卡尺量,一丝一毫都不能差。锉坏了就重来,哪怕废十根、百根料,也得磨出第一根能用的。”
杨铁信重重点头,转身冲围着看热闹的工匠们吼道:“都愣着干什么?!动起来!”
工匠们轰然应诺,方才还沉寂的工坊瞬间活了过来,搬料的、扫地的、去叫人的。
陈睿看着他们迅速分工,忽然想起第一次见杨铁信时,他还在为如何做出更耐用的锄头锅犯愁。而如今,他们已经敢于挑战能决定工业根基的机床。
他从怀里掏出一本小册子,递给杨铁信:“这里面是一些基础的机械原理,比如齿轮传动比、丝杠导程计算,让学徒们试着照着学。将来,咱们不仅要做出机床,还要让做机床的人,明白为什么这么做。”
杨铁信接过册子,小心翼翼揣进怀里,问道:“县伯,这机床……总得有个响亮点的名字吧?”
陈睿看着工坊里跳动的炉火,轻声道:“就叫‘开元’吧。愿它能开大唐工业之新元,让百工技艺,如日中天。”
“接下来一个月,我也会一直呆在将作监,有什么问题,咱们一同解决!明日我俩就从试铸床身开始。”