刘少成把自己设计的军徽告诉李铁匠,军徽是展翅欲飞的雄鹰,雄鹰两爪握紧竖起的宝剑的剑柄。把图纸给他,让他另组织一些工人造这军徽,告诉他这军徽用铜制作,先做5000个吧。
天启四年八月十日,第二代车床的所有零件都即将加工完成。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,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一百多把。不过李不伟发现了一个现象,就是这些刀具大都是在前两个月损坏的,等到最近的一个月以来,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盘也用水力车经过皮带带动的,他们经过几个月艰苦的努力的制作,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六套精度最高的零件了。
刘少成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,后来等他对大明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。不过好在有了郑瑾等人的协助,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。前段日子,钢厂的又将铸钢的铸造方法进行了改进。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,当然这也归功于郑瑾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,刘少成已让人在广州最好的烧陶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,而且材质是从海边运过来的石英砂,自然可以满足铸钢件的磨制。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。
最近几个月时间以来,刘少成的心情好了许多,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。刘少成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,刘少成终于忍不住兴奋,笑道:“不容易啊,三个多月了,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。郑瑾一旁笑道:“公子,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,公子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侧试。而侧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,这次的六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。”由于李老伯与郑瑾等人也参与了新车床的设计,自然知道其组装方法,因此众匠们每制作出一个零件之后,都要现场组装一番进行侧试。
刘少成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。此时已有两名工匠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。刘少成并不担心这些,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。刘少成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。郑瑾在一旁道:“公子有所不知,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。”刘少成奇道:“手工磨床?难道这平台是用磨床修正而成?”郑瑾笑道:“正是,不过这也是最近一个月的事情。当初我们与公子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,我师父又有了新的想法,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,其表面粗糙度与平面度已完全满足要求。”