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林云回了别院,车床的事情就可以开始了。
车床的机械结构还好说,车铣刨磨钻,其实都是木匠手艺。初步的机床原理也不是很复杂,很多的功能都是从木匠活儿中进化来的,只是换了动力和工具,动力由人换成了机械,工具也由刨子锯子换成了车刀。
一年多时间,林云一直在和周师傅讨论车床的事情,经过几轮修改,最终图纸终于确定了。林云嘱咐周师傅可以先开始做车床的零件了,这些零件先用木头做出来模型,然后倒模,再用钢水浇筑。
普通零件都还好解决,有两个重要部件严重限制了最后车床能不能成功,一个是车刀,这个姜蕊娘那里已经有了进展,好歹已经实验出了一种硬度能切割钢材的钨钢,钨铁的最优比例可以慢慢再调整,但有了就能制作车刀。
除了车刀,还有一个重要结构就是轴承!没有轴承,其他设计的再好也没用!
轴承这东西不起眼,但真的很麻烦,到了二十一世纪,还有很多国家都不能独立制作轴承。轴承有四个组件,内圈、外圈、保持架、滚珠,每一样都不好弄。
外圈,内圈,保持架还好说,没有机床,用倒模法也能做,但滚珠就麻烦了。
一方面,滚珠要反复承受高接触压力,并伴随有滑动的进行滚动接触,一般的铁根本没法用来制作轴承,经受不住压磨损。材料确实是阻碍科技发展的重要因素,好在目前已经有了钨钢合金,比一般钢硬度更高,勉强够用,否则以轴承的受压工作环境,一般钢制作的轴承根本用不了几天。
另一方面,轴承里面的滚珠,精确度要求很高,同一只轴承里面的滚珠要保持在一定误差范围之内。还是因为没有机床,精度没办法保证,其实就算有了初代车床,车出来的滚珠直径尺寸也存在很大误差。
现实如此,但该做还是要做的,先用木料做出木珠子,利用林云“发明”的游标卡尺测量,尽量保证珠子的直径限制在极小误差内。
再用黏土制作半球倒模,倒模中插入木签,留一个倒入铁水的小孔,融化的钨铁合金,浇筑其中。这么制作出来的滚珠,粘着一个小尾巴,精度也不够。
为了打磨这些滚珠,需要再次想办法制作简易的球磨机。而球磨机需要砂轮。这又是一道难关。
林云只记得砂轮,但不知道砂轮怎么制作?还是周师傅的徒弟说起玉器,提到解玉砂雕琢玉器,林云才反应过来,砂轮是可以用细砂矿岩和黏土加工烧制而成的,又烧制了陶瓷砂轮。最后砂轮的效果很不错,陶瓷砂轮磨料细密,硬度也够。
经过半年才将这些事情一一解决克服。烧制了砂轮,做成了球磨机,球磨机不能依靠人力,速度太慢,又连接上了水轮,等经过一上午打磨,磨出了第一批滚珠的时候,已经又是一年深秋了。
经过球磨机以后,钢珠的小尾巴和木料倒模形成的凹凸已经不见了,每一颗滚珠大小看起来差不多。将误差相近,可以作为一组轴承的滚珠挑选出来分组,将球磨机换上牛皮,继续打磨抛光。
最后完成抛光的滚珠,在阳光下闪着银灰的金属光泽,尽管还不能和现代的钢珠相比,但光滑程度确实已经是目前能达到的最好了。其实也不是不能继续打磨,古代铜镜能打磨的很细密,但没必要,轴承是消耗品,工业精度是随着工业化慢慢提升的,目前轴承的精度就是林云能达到的做好的精度了,只要能满足轴承需求,也就够了。
根据挑选出来的误差相近的滚珠直径,制作外圈、内圈和保持架,还是采用倒模的办法。
滚珠和构件制作完成,接下来的组装就好操作了,将滚珠放入轴承里面并拢,然后将内圈用力压进去就可以了。
林云拿着轴承,手指固定住内圈,在外圈上用力,外圈和滚珠就转动了起来,听声音,顺滑度和速度都可以。上油,再加上金属保持器和防尘盖,减少摩擦和外界破坏,可以增加轴承的使用寿命。
前期轴承只能这么制作,后面有了车床,就可以用车床加上球磨机制作轴承了,到时候轴承可以实现一定的量产。
回盛家过了个中秋、重阳,林云回来继续奋斗,组装自己的第一台机床,其实就是最简单的车削机床,将加工件固定,车刀固定在刀架上,刀架固定在能水平移动的横杆上,车刀匀速前进对加工件进行车削。目前车床很简陋,但也够用了,至少无缝钢管应该能车出来了,改换一种车刀,膛线也能拉出来。
最后一个零件安装完毕,连接上水轮传动装置,机床开始转动,林云欣喜若狂。
“让水坝那边注意一下,尽量水速保持稳定,我们试试车床是不是好用?”林云眼里已经没有别的了,只有眼前的车床。
经过几次测试,车床确定能稳定运行,做出来的工件还不错。周师傅等人也很兴奋,这可比人工一点点做快多了。
“周师傅,您找个手稳的,帮我加工一些零件。”林云将图纸交给周师傅。
周师傅拿过图纸一看,他已经慢慢适应了林云的画图方式,也能看到图纸上的零件了,“这是一个小机关吗?”
“对,是个小机关,能做出来吗?尤其这个钢管,用车床能做出来吗?”林云有些紧张,按照她的理解是能得,但她的实际操作经验确实不如周师傅,此时真的很紧张,好几年的心血,就看这最后一哆嗦了。
“试试吧,应该能行。”周师傅叫过来一个二十来岁、满脸黝黑的徒弟,“你来。”
重新启动水轮,齿轮带动车刀缓缓靠近钢锭,先将长钢锭削切成了圆形,重新固定钢件,换了车刀,从内侧开始削切,林云紧张地不行,就怕最后失败。
车刀慢慢削切,钢材内部慢慢被削,钢屑四飞,钢管一点点成型,林云的笑容慢慢扩大,可行!
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