明末皇帝分身-第116部分

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　　　　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。硬度自是由含碳量决定。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，皆是由含碳量不同，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，众人也惊喜的发现，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。”

　　　　“什么是机床？”

　　　　“。。。。。。。。。”

　　　　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，肖图白虽然知道倪志福钻头大名鼎鼎，但是他根本不知道如何制造这种钻头。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。肖图白发现，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，专门传给自己少数的关门弟子。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，争相改进和传播自己的技术和思想，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。（欢迎您来您的支持，就是我最大的动力。）

第一八七章　改进工具（二）求订阅

　　　　改进了刀具的硬度，以及设计麻花钻头，这些不过是最容易改进的技术。按照中国古代的金属冶炼水平，春秋战国时期的技术储备，加上一名穿越者指明方向，足以制作出工具钢和麻花钻头。

　　　　在后世，自然科学知识不值钱，能够被到处传播。能够赚钱盈利的具体技术，才会被人以专利，或者保密的方式进行保护。

　　　　而在古代恰恰是缺乏最基础的自然科学知识。光是肖图白指点了工匠们一星半点的知识，已经令明朝工匠对于刀具的研究，处于世界领先水平。欧洲人大约是到了19世纪中期以后，才拥有差不多的技术。

　　　　这种简单的改进之后，能够将枪管加工进度从30天缩短为20天时间，但是这杨的效率，依然不能让肖图白满意。

　　　　人均一个月时间制造一根鸟铳，与人均20天左右生产一杆鸟铳，本质上效率都是低下的可怕。问题是工匠们并不觉得自己效率低下，反而还为加工进度能够从30天缩短为20天而沾沾自喜。

　　　　“刀具方面改进余地不大，下个目标应该是改进镗钻机床。。。。。。。”肖图白心想，明朝军工厂应用的镗钻机床，钻头和刀具的转速是非常慢。而钻头转速，自然影响钻枪管、镗枪管的效率。

　　　　事实上，机床这玩意，并非纯粹是近代和现代的产物。远古时代，人们已经开始对机械进行利用。从而发明了众多比较原始的机床。而近代和现代的机床，也是从古代人的工具改进出来的。

　　　　中国古代的工匠们发明的原始机床，数量也是多不胜数。

　　　　钻床在中国应用的历史，可以追溯到商朝时期发明给玉器钻孔的——杆钻、管钻。春秋战国时期，又出现了舞钻。

　　　　这些早期的钻床，多是巧妙的利用弓弦提供动力进行钻孔。而明朝时期引进西欧的镗钻，已经是文艺复兴以后才发明出来的机床。比之古代机床已经大为进步。至少，中国古代的各种钻床，很难加工长达一米多长的熟铁枪管。而镗钻恰恰是为了加工金属枪管而发明出来的工具。

　　　　但是在肖图白看来。镗钻的钻头转速，而是在太慢了。加工一根枪管，居然需要几百个小时。这致使批量化生产火铳。成为了很难实现的目标。

　　　　要知道，肖图白领导下的皇家新军规模，并不纯粹是因为控制军费的增长速度。更重要的，没有解决火枪、火炮的批量化生产。

　　　　黑火药是非常伤害枪管的，按照皇家新军的训练程度，人均一个月便会报废一杆火铳。哪怕是不打仗，3000多名皇家新军士兵一年光是训练，便需要消耗4万只火铳。整个大明朝的火铳产能，刚刚足够满3000多名皇家新军的兵器的耗损速度。

　　　　如果想要扩军只有两条路可走——要么降低人均的实弹训练次数，要么增产火铳的产能。

　　　　肖图白知道降低了实弹训练的次数。是不可取的。

　　　　毕竟，实弹训练的次数，直接影响着士兵的战场发挥。所以，对于肖图白而言，扩军的前提首先是要解决兵器的产能。

　　　　“提高钻头的转速。”

　　　　众多工匠脸上显露了纠结之色。作为大明技术水平最高的一批工匠。他们自然知道，镗钻机床给出的转速越快，加工的效率便会越高。但是操作镗钻这种机器，大明朝只有几千名工匠能够做到，而改进镗钻这种工具，他们心里可并没有把握。…；

　　　　见到众工匠茫然。肖图白知道指望不上他们了，只有自己想办法。

　　　　提高钻头的转速嘛。。。。。。。

　　　　很快——肖图白想到了变速齿轮。中国古代关于齿轮的应用历史悠久，远在公元前400年，中国已经广泛的应用齿轮。比如，指南车、记里鼓车，皆是应用了整套的轮系。

　　　　当然了，变速齿轮是欧洲人发明的。

　　　　欧洲在16世纪至17世纪开始，钟表业的发展，促进了齿轮齿形的研究。1674年丹麦科学家提出了摆线齿轮理论，而到1733年法国数学家提出齿轮啮合理论。1765年，瑞士的数学家欧拉提出了齿轮渐开线的理论。

　　　　根据齿轮渐开线理论，便可以设计出变速齿轮。制作出变速齿轮，显然便能解决镗钻机床的转速问题。

　　　　关于齿轮渐开线复杂的数学模型、公式之类的，肖图白并不记得。但是他知道“一条直线在圆上作纯滚动时直线上任一点的轨迹既为渐开线”。

　　　　记得一位机械行业的朋友开玩笑说，穿越到古代了，只要有一个纯圆的碗和一只筷子，他就能画出简易的齿轮渐开线。

　　　　于是，肖图白直接令人舀了一个宋代官窑出品的碗，之后，肖图白舀了一根筷子沿着碗的边缘滚动，用铅笔记录下轨迹。。。。。。。。

　　　　“好了，齿轮渐开线弄出来了！”肖图白再向工匠解释了齿轮渐开线的原理，令工匠们按照他的方式，制造出变速齿轮。

　　　　按照肖图白画出的渐开线模型，工匠们很快制作了4个大小不一的齿轮零件。之后，工匠们将之制作成变速齿轮箱。

　　　　这个仓促弄出来的变速齿轮箱，摇着曲柄输出的转速可以达到5倍。而钻头，通过变速齿轮箱的变速后，惊人的转速令工匠们纷纷震动！

　　　　当然了五倍的转速，还是很缓慢的。不过，按照变速齿轮原理改进的镗钻机床，工作效效率已经大大的提升。短短1个小时，工匠便用这种改进后的镗钻，将枪管内部钻了1厘米左右。

　　　　按照这种效率来算，加工一根枪管的时间缩短为100个小时左右。一名工匠可以十天左右加工一根枪管，这种速度显然已经处于世界领先水平。

　　　　但是肖图白还不甚满意道：“还需再接再厉啊！不过师父领进门，修行在个人。关于齿轮渐开线，还有钢铁合金相关的理论，我已经告诉你们了。将来，我希望你们能制作出更坚硬的刀具，以及更有效率的机器。我下一次来，希望你们能够将枪管加工的效率，逐渐变成7天、5天、3天、2天、1天。将来啊随着不断改进机器和工艺，一名工匠一天能制作几根，甚至几十根、几百根的枪管，才是我们的目标。。。。。。”

　　　　“除了使用人力之外，我也希望大家群策群力，逐渐改进机器，让机器能够利用风力、水力代蘀人力。试想啊，人才多大的气力，自然界的水力、风力等等，却是无穷无尽。用好水力、风力，不断能够增进我们的生产效率，更能够节省我们的大量成本。。。。。。”

　　　　肖图白的讲话，令工匠们激动的直哆嗦。如果肖图白是空口说白话，工匠们也许嗤之以鼻。但是，肖图白连续指点下，工厂中见许解决了多个技术难题，已经令他们打心底里产生高山仰止的心情。

　　　　原本，天津军械厂此时的产能大约是月产500只鸟铳。但是，肖图白进行了技术改进下，产能至少能够达到1500只以上。而且根据肖图白的提示，军工厂的技术改进还是拥有巨大的空间。…；

　　　　“大人，我真的服了！”

　　　　“我原本不信，但是现在小人知道了，您真的是活神仙下凡。”

　　　　“国师大人，您在天庭星上认识鲁班、墨子吗？”

　　　　工匠们自然将自己难以理解的科学伟力，想象成国师爷谪仙人特有的大能。而既然国师爷这位活神仙