登陆注册
2671000000004

第4章 开天辟地近代化学的奠基人波义耳(4)

莫兹利当时所能见到的车床仍然是这种木制车床。他经过对已有的车床观察认为,现有的车床有三大缺点需要改进:一是支持工件的床身是用木头做的,容易变形,因而常使工作件在定中心和校直时受到破坏;二是用脚踏板驱动太费力,无法加工大件金属材料;三是手持刀具难以做到精密、稳定的加工,特别是要加工那些尺寸要求较严格的部件时,不经过长期训练的人是加工不出来的。当莫兹利考虑改进车床的时候,一场轰轰烈烈的工业革命正在欧洲大地展开,由瓦特发明的蒸汽机已进入实用阶段,阿克莱特等人建立的纺纱厂已经使用蒸汽作动力。莫兹利很自然地想到,可以用瓦特蒸汽机代替人力来为机床旋转提供动力。这样,第二个缺点即可得到克服。第一个缺点可用铁来代替木料,也不难解决。惟一困难的是想个什么办法能不用手来实现刀具和工件的接触呢?为此,莫兹利开始了艰苦的攻关。他按自己的设想制作了模型,开始整天埋头于构想和实验之中,简直到了废寝忘食的程度。他的行动,使布拉马大为感动,于是,也加入了莫兹利的攻关行列,帮他出主意,想办法,并允许他自主地调动工厂里的人、财、物,供研究之用。他们曾提出过很多设想来实现非人力的刀具和工件的接触,最终确定,必须用一个铁架来把刀具固定在床身上。但随之而来的问题是,如何才能实现刀架沿工件径向的进刀和轴向的移动,从而保证加工出一个完整的圆柱形表面。经过苦思冥想和反复试验,径向的进刀问题被攻克了,即在刀架上安装一个手柄,摇动手柄,带动一组螺旋机构,进而带动刀具前后移动。最后只剩下刀架的轴向移动尚未解决。一个偶然的机会,为这个问题的解决带来了转机。一天,莫兹利车床模型用的蒸汽机坏了,他为了查找病因便将蒸汽机拆开了,当他摆弄蒸汽机中可以来回移动的滑阀时,突觉眼前一亮:为什么不可以用滑动的办法来实现轴向移动呢!

1794年,莫兹利终于制造出第一台车床。这台车床便是现代车床的鼻祖,它比以往的车床有三点重大的改进:一是车床的全部零部件由铁制成;二是采取了蒸汽驱动;但主要的改进还是采用了滑动刀架。有了它,刀具不再拿在工人手中,而是固定在刀架上。刀具用两根丝杆送向工作件,还可以沿工件的旋转轴平行移动,车工只须操作手柄就可以了,这样就使车工省去了为按压和操纵刀具付出艰苦的体力劳动。更重要的是,有了滑动刀架,可以大大提高加工的精密度,车刀可以以百分之一英寸的精度移动,不会再因为车工的无意动作或肌肉收缩而产生颤抖和冲击。另一个优越之处是,滑动刀架和蒸汽机的结合不但大大提高了加工速度,而且极大地拓展了加工范围。有了这种发明之后,机器各部分所必要的几何学形状,就能容易地、准确地、迅速地生产出来,即使最熟练的工人积累的经验,也不能做到这样。的确,在此以前要加工平滑如镜,没有坑坑洼洼的表面很少获得成功,而现在每个车工都能做到。

人们也许以为,有了车床就可以向纺织机制造、蒸汽机制造等行业提供迫切需要的精密零件了。但在1794年莫兹利发明第一台车床时,其直接目的还是着眼于提高布拉马工厂的生产效率和产品质量,所以此后莫兹利又造了几台这样的车床,都是作为秘密武器在工厂内部自用。布拉马为了保持自己在本行业的竞争优势,也不希望把车床在社会上普遍推广。1849年,布拉马的一位朋友约翰·费亚利在回忆中记叙了当年的情景:“在布拉马的秘密工厂里,有几台新奇的机器,这是当时其他同类工厂中所没有的,这些机器都是由莫兹利制造的。”由于这个原因,这项伟大发明的巨大社会效益,在他最初发明的几年中被压抑住了。恰在此时,莫兹利的命运中出现了第二次重要的转折,从而也为这一问题的解决带来了转机。

发明家兼企业家

1793年,莫兹利与布拉马家中的女佣人萨拉·台茵达尔结了婚。1797年,由于家庭人口增多,莫兹利要求增加工钱,但是遭到了布拉马的拒绝。于是,在工作了八年之后,他离开了布拉马工厂,并在牛津附近的威尔士大街建立了自己的新工厂,开始独立经营。当时莫兹利只有26岁。自立后的第一批主顾是前来定做新式铁画架的艺术家。他带领工人们小心谨慎地制了尺寸正确的优质产品,由此取得了信誉,订货便接踵而来。莫兹利的名声逐渐传开了,这使他在1800年赢得了第一项大宗订货——为海军部制作大批的船用索具的标准滑轮。他于1801年画出了图纸。但要完成这样大规模的生产任务,工厂现有的场地和人手都显得力不从心。为此,莫兹利于1802年把工厂搬到珍珠大街,将工厂规模扩大,雇用了80个工匠,并在同一年自制了制作滑轮的全部机械设备,仅制作的机床就有44台。经过莫兹利的努力,终于顺利地完成了海军部的这批订货。这批滑轮制成后被海军部安装在普茨茅斯港,成为该港长期使用的重要设施。这使得莫兹利的名声更高了,生意也更兴隆了。

尽管生意兴旺,可是莫兹利还是没有忘记自己心爱的车床。就在他独立办厂的第一年,即1797年,他对车床又作了一个重要改进。在此之前,他的车床刀架在工件轴向的移动仍需靠手动,这一次他在车床的床身中又设置一旋转的丝杠与驱动轮连接,使丝杠的旋转带动滑动刀架均匀地沿着工件的轴向移动,使刀架在工件的轴向进给实现了自动化。这样一来,车床上转动的任何材料都能够自动地加工成为一只精密的圆柱体。它的大小取决于工件的最初表置,而且只要装置好了,车床就能生产出任何数量的同样的圆柱体。由于这样的改进,就使车床在社会上普遍推广的条件更为成熟了。

事实上,莫兹利不仅是一个高明的技术权威,而且还是一个有远见卓识的企业家。这时,他已经开始考虑要把他的发明实现产业化,要把车床作为商品到市场上去销售。当时虽然已经有了以纺纱机、机械织布机和蒸汽机为产品的机械制造厂,但几乎都是一些以手工技术为基础的小作坊和制造所。由于缺乏机械化工具,这些机器全是工匠用手工工具,通过砍、凿、铲、削等方式一台一台单独制造出来的,不但成本高、产量低,更为严重的是,机械零件缺乏必要的精度,很难令顾客满意。如齿轮常常不能完全咬合,丝杠和螺母互相撞击,蒸汽机的活塞同缸壁间的间隙甚至能容下两个手指,为了不漏气、能动作常常不得不用破布填塞。

因此,在机械制造业中采用机器生产,不但是机械行业自身的迫切需要和当务之急,而且关系到工业革命能否最终得以完成的大局。莫兹利看到了这一前景,也看好了这块大市场。作为一个发明家,也许他首先想到的是发明的完善化;但作为一个企业家,首先想到的就是市场,因此就要把发明的成果商品化。

1810年,莫兹利的工厂迁移到兰帕森,并进行了扩建。与此同时,他吸收了一个出资者,成立了莫兹利·福尔德商会,把原来的工厂发展成为机床生产厂家。

莫兹利在他的机床厂中,又搞出了许多新的发明。如他发明了锅炉钢板的打刻机,使过去的手工打刻改用机械进行了。此外,引人注目的是,他通过改进车床而实现了各种尺寸标准的螺纹的制造。

自从螺纹问世以来,它就被广泛地应用于机械设备和日常生活中,因此,自古以来,人们就非常注意螺丝、螺纹的制造。但以往都是靠手工操作,制造出来的螺纹精度较差,配合效果不好。莫兹利为了改进螺纹的制造,又发明了可以带动刀架平行于车床中心线运动的耦合器具,这样就能在圆柱体上刻出螺旋状的痕迹,然后再用刀具沿螺旋线切削成螺纹。此外,他还采用了齿轮组合体把主轴箱与丝杆连结起来,只要选用不同直径的齿轮,车床就可以多级改变丝杆的转速,从而可以实现加工不同螺距的螺纹。

莫兹利不但创造出正确加工螺纹的方法,而且还利用螺纹机构制作了各种测量器具,对提高加工精度作出了重要贡献。其中一项,便是他所制作的准确测量零件尺寸的千分尺,其精度可达00001英寸。这种千分尺直到今天仍然被机械工厂的工人们应用着,用来测量加工零件的尺寸。

在莫兹利的工厂中,还制作了极为平整的平面,作为加工平面的标准检测设备。在机械制造中,除了圆柱体和螺纹以外,平面部件或真正的平面也是不可缺少的。如在车床床身上,平面对于保证滑动刀架的平稳移动十分重要;蒸汽机滑阀的启动部位也需利用平面。以往生产平面的方法是将一个铸件或者锻件的面用铲子修成大体上是平的,然后再用另一个已制定为是平的面来研磨它。利用这种方法生产出来的平面是很不精确的,因为即使两个面在所有点上都接触,也不能保证两个平面就一定是平的,而很可能出现一个平面凹一个平面凸的情况。在莫兹利的亲自指导下,他的徒弟——后来也成为著名机械专家的约瑟夫·惠特沃斯,研究并解决了真正平面的制作问题。惠特沃斯认识到,两个在所有点上紧贴的面并不一定是平面,但要是有三个面能两两紧贴的话,那它们就一定是真正平的。这样,在实际制作平面时,用三个平面互相研磨,就可以同时研磨出三个平面来。在莫兹利的工厂中,利用这种方法成功地制出了标准平面。这以后就可以将这种标准平面放在操作者身边,供作加工新平面的标准使用。莫兹利的另一位高徒、蒸汽锤的发明者詹姆斯·纳斯米希当时曾经赞赏地称这种方法为“空前的绝招”。

经过莫兹利本人和他众多的徒弟们的不懈努力,莫兹利工厂的机械制造技术达到近乎完善化的程度,莫兹利本人被公认为是英国机械制造业的最高权威,他和他的工厂指导着英国的机械工业,莫兹利工厂生产的机床都要打上莫兹利的刻印。在生产机床的过程中,莫兹利还注意使其结构不断简化。他的工厂里整天顾客盈门,用户们都赞叹他的车床名不虚传。1832年,美国技术家塞勒访问了莫兹利工厂,后来他称赞说,莫兹利所发明的切削螺纹车床,堪称一切车床之父,这是一种靠齿轮的组合而切削不同螺距螺纹的绝妙的机器。

莫兹利的一生,以其众多的发明奠定了近代机械制造业的技术基础,而他带头推进其发明的产业化又使他成为“用机器生产机器时代”的开拓者。正是由于车床的发明和普遍推广,才使得用大机器工业取代工场手工业的第一次革命得以最后完成。

注重人才培养

在莫兹利一生的众多发明中,最重要的还是滑动刀架的发明,这是具有划时代意义的发明。

正是由于莫兹利发明了滑动刀架,启发了整整一代机械发明家。他们通过掌握滑动原理,并以不同的形式把它运用于自己的发明活动中,相继发明了镗床、刨床、插床、钻床和其他各种机床。其中刨床是由莫兹利的高徒之一约翰·克莱门特于1825年发明的。

莫兹利的一生,为机械加工技术的发展竭尽了全力,同时还培养了许多优秀的机械人才。在莫兹利工厂工作过的许多机械技师,在莫兹利的亲自教诲和指导下,都练就了一身坚实的技术功底。莫兹利积极推进发明革新的产业化和勇于创业的精神也深深地影响了他们,这些人后来都成了领导英国工业界的优秀技术家。除了发明刨床并积极推进精密机床制造工作的约翰·克莱门特外,还有发明船用发动机的詹姆斯·西瓦德,有制造机床的威廉·姆亚;有创办机车工厂、发明自动纺纱机,使动力织机最早付诸实用的理查德·罗伯茨;有成为19世纪最大的机床制造商的约瑟夫·惠特沃斯,以及建立了许多机械工厂,发明了落锤高度可调节的蒸汽锤的詹姆斯·纳斯米奇。

在众多的高徒中,有一位值得专门提到的是约瑟夫·惠特沃斯。他曾想出了“空前的绝招”,制作出标准平面;曾制成了能测量出一英寸百万分之一误差的标准螺旋规;经他改进的精密车床、刨床、磨床和牛头刨床,使他在1851年的世界博览会上赢得了全球性的声誉。但是他的最大功绩是结束了螺纹尺寸和种类杂乱不堪的局面,创立了标准化螺纹的生产。这是现代互换式生产的开端。以后,美国的伊莱亚斯·惠特尼在这个思想的基础上创立了标准化——互换式的生产体制,后来汽车大王亨利·福特又将其与流水作业相结合,形成了近代机械工业的大批量生产体制,并为当代的计算机控制的自动化生产奠定了技术基础。

1831年1月,莫兹利为了探望一位患重病的法国朋友,远道前往波洛纽,在那里呆了一个星期,直到朋友的病情好转方才离去。在归途中他患了流行性重感冒,回到兰帕斯便一病不起,不幸于1831年2月14日去世,终年59岁。人们为一代机械技术宗师的辞世而悲伤不已。按照他生前的设计图,人们在圣·麦利教堂里为他修建了墓葬,以此来缅怀这位伟大的发明家。

新时代的开创者爱迪生

爱迪生是美国的一位伟大的发明家、企业家。他的名字不仅在我国,而且在全世界也是家喻户晓的。“爱迪生”三个字一直被人们看做是勤奋与天才的象征,尤其是对千百万青少年,它就像一块巨大的磁石,有着强烈的吸引力。

爱迪生除了在留声机,电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外,在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生的一生,总计有一千多项发明,也就是说,当他进入成年之后,几乎平均每两周就申报一次发明专利。爱迪生之所以受到各国人民的敬仰,正如一个美国作家所说:“他虽不发明历史,却为历史锦上添花。”

的确,爱迪生为我们开创了一个崭新的电器时代,虽然他离开我们已半个多世纪,可我们日常生活所接触到的许多方面,都依然闪烁着爱迪生智慧的光芒。他的名字连同其发明一道被世人代代传颂着。那么,爱迪生究竟是怎样成了一个世界闻名的伟大发明家的呢?

同类推荐
  • 狼王梦

    狼王梦

    《狼王梦》实质上是一个梦想追寻的故事。作品以日曲卡雪山山麓为背景,讲述了为实现狼子当上狼王的梦想,母狼紫岚忍痛割爱,不惜以牺牲母爱的代价来训练狼子的成长。不幸的是,狼子们却在残酷的狼群竞争中先后死于非命。最后,为着狼王梦想的延续,为保护刚出生的狼孙,绝望中的紫岚在与老雕的搏斗中孤独地死去。《狼王梦》是“动物小说大王”沈石溪最令人震撼的代表作,是让无数人动容的动物小说经典。而动物小说之所以比其他类型小说更具吸引力,是因为它最容易刺破人类文化的外壳和文明社会虚伪的表象,毫无遮掩地直接表现丑陋与美丽融于一体的原生态的生命!
  • 安格斯奇遇记(4):安格斯和摇尾巴狗贝丝

    安格斯奇遇记(4):安格斯和摇尾巴狗贝丝

    安格斯的伙伴更多了,除了猫、鸭子外,他还见到了摇尾巴狗贝丝。贝丝起初是只很平庸的狗。天性害羞,也不会摇尾巴。安格斯与鸭子、猫儿一起追赶打闹,贝丝也加入了他们,并不再感到害羞,而且还学会了要尾巴……
  • 冒险小王子20:地底迷路(下)

    冒险小王子20:地底迷路(下)

    《冒险小王子》系列书是一套优秀的儿童小说读物。故事中的主人公包小龙,天生拥有一种神奇的魔力。他和小伙伴汤诺、于萌萌等人,来到了与人类社会相互依存的纳尤古精灵国度,和小精灵们一起对抗力量强大的邪恶精灵师,挫败了邪恶精灵师一个又一个险恶的阴谋。此系列书刻画了一群智慧、勇敢,敢于向困难挑战的优秀儿童人物形象。
  • 影响中国学生的经典寓言故事之四

    影响中国学生的经典寓言故事之四

    影响中国学生的经典寓言故事,编选了经典的故事,让学生从中明白道理,学会成长,体会人生。
  • 潘多拉星球历险记9:破解的光黑洞

    潘多拉星球历险记9:破解的光黑洞

    幽灵齿的秘密已经被完全揭开,地球和潘多拉星球的战争一触即发,为了避免战争,孟小南他们想到了运用时光黑洞。使地球时光逆转,回到200年以前。可是打开时光黑洞入口的钥匙,幽灵齿圆石却已被损坏……孟小南又该如何面对?
热门推荐
  • 七里樱

    七里樱

    年少时,我们,似乎成为了世界的主角,遗憾过,苦恼过,伤心心过,但庆幸的是在那个即将逝去的青春里,你世界的男主随着四季辗转在你身旁,陪你笑,陪你哭……终有一天,你发现他只是喜欢你身边的那个人而已…“你知道的,我喜欢她哎。”“没事…”至少我的青春,你来过就好。
  • 假如给我三天光明(双语译林)

    假如给我三天光明(双语译林)

    《假如给我三天光明》是教育部推荐的成长励志经典读物,盲聋人海伦·凯勒不屈不挠的坚毅斗志曾激励了一代又一代人。本书完整收录《假如给我三天光明》、《我生命的故事》、《三论乐观》、《在芒特艾里的演讲》以及海伦·凯勒书信十封,英汉双语对照,讲述一个没有光明、没有声音的传奇人生。
  • BOSS太凶猛:萌妻1001次索吻

    BOSS太凶猛:萌妻1001次索吻

    (宠宠宠,萌系女仆,有爱悬疑,没有无脑撕逼)用一颗五万美元的药,毁掉国民老公秦孺陌的清白,从此开启惊险不断的住豪宅睡美男,破血案寻家宝,一起抓幕后大BOSS,天天刷上头条励志千万小同行的开挂人生!秦孺陌:送上门来的萌仆要扑倒!云朵朵:扑扑扑!我扑!本书又名——论怎么把国民老公拐到手!
  • 莫问吾从何处来

    莫问吾从何处来

    孤儿青春少女莫何初出茅庐,从单纯无知到老谋深算,因家族杀手世代传袭不得不进入训练基地进行训练,培训过程艰苦,任务艰巨,一步步打倒困难,击溃懦弱,从弱小变强大保护想要保护的人,却不曾想到卷入斗争之中,一个个惊天谜团被慢慢掀开,与此同时竟遇顶级杀手赵风瑜,此时又冒出从未见过的哥哥杜蓝明……青春的路上充满了颠沛流离,也充满了希望,父母身份也随之而来……
  • 至高守护神

    至高守护神

    天地万界,看似祥和,鲜有人知道,那是因为有着守护者在守护,但更少人知道,昔日的守护者早已陨落。唐尘,一名普通的少年,却奇迹般得到一颗神秘‘黑石’,通过它竟可以领悟天地大道,从此,他的好运来了,美女、法宝、神诀,随着他一步步登上巅峰,修行界新的最强者——至高守护神,诞生了...
  • 王妃您要的王爷到货了

    王妃您要的王爷到货了

    一代神偷穿越,刚醒过来就被人莫名睡了!还没等情投意合就先送个宝宝,果然古人的相处方式就是霸气!惹不起,咱躲得起,只是……喂喂,这位捉住胳膊死活不放的冰山男,你是哪位?神马?五年前你被睡了?【耸肩】和我木有关系啊……神马?你有证据?宝宝和你很像……好,既然事已至此,那么……儿子,揍他!【某日】“娘亲,娘亲,我是从哪里来的?”某宝一脸天真的问道。“那是一个夜黑风高的晚上,你老娘我……”某女一脸认真的回忆着。“娘亲,你确定不是去打劫的?”某宝一脸狐疑。“怎么可能!”某女翻白眼。“那爹爹长的好不好看?”某宝亮晶晶的眸子看着某女。“咳咳,天太黑,没看清。”“……”【又一日】“娘亲,娘亲,爹爹现在在哪里?”某宝再一次抱住某女大腿。“小天啊,”某女语重心长的说道“你爹坟头上的草都比你高半头了。”“娘亲,你是嫌我太矮了么……”“……”这根本就不是重点好不好?!【关于某男】“当初从了本王,你为什么还要逃?”某男眯眼。“额……初次见面,没有经验。”某女凉凉的说。“很好。”某男凤眼微眯,扯开衣带。“本王和你好好熟悉熟悉!”“等……等一下!你,你要干什么?谁准你脱衣服了!不对!谁准你脱我衣服了!魂淡!撕!也!不!行!”房间外,某宝和某老头无奈的摇头叹息着“果然是天要下雨,娘要嫁人,挡都挡不住啊……啧啧……”
  • 重生特工之Boos爱上我

    重生特工之Boos爱上我

    林洛风,你给我滚过来!落儿找我有什么事!苏林落愤怒地说,你干什么把我衣服给剪了!他人前冷漠,可是对她又温柔又体贴,有时苏林落怀疑他是假的呢!
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 七里樱

    七里樱

    年少时,我们,似乎成为了世界的主角,遗憾过,苦恼过,伤心心过,但庆幸的是在那个即将逝去的青春里,你世界的男主随着四季辗转在你身旁,陪你笑,陪你哭……终有一天,你发现他只是喜欢你身边的那个人而已…“你知道的,我喜欢她哎。”“没事…”至少我的青春,你来过就好。
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。