秦起打开身边的木箱,取出一物置于桌上,道:“少监请看,丝杆是用这种铰盘削制的。”郭笨聪仔细看去,这被称作“铰盘”的东西呈圆柱状,看起来也没甚特别之处,他试着伸手拿起,却是吓了一跳,这铰盘入手甚沉,竟然是青铜铸造的。
秦起从箱中取出另外两个铰盘,逐个放在桌上,又指着桌上那三根丝杆,道:“少监,这三根木质丝杆的纹距不一,用于削制的铰盘也各异。”郭笨聪听得惊讶,再向那铰盘仔细看去,顿时恍然大悟。秦起说的“铰盘”,其实与后世的板牙有些类似,二者是同一原理。
板牙,是一种加工螺纹的工具,相当于一个高硬度的螺母;将螺母拧进铁棒,会削制出外螺纹,使那根铁棒看起来像个螺丝的模样。还有一种内板牙,也叫丝锥,是一种硬度极高的螺丝;将丝椎拧进钻好的洞里,可以钻出螺母形状的孔。
秦起带来的那三个铰盘,其实就是三个板牙,只不过这三个铰盘是用于削制木螺纹,因此铰盘的刀片,用普通的铁质刀具便可以了。
郭笨聪看得甚是吃惊,未想到这几人为了做丝杆,竟然先造出了成套的刀具,他不由得起了兴趣,又问:“这绞盘如何使用法?”周承之道:“少监设计的木质丝杆,看似寻常,其实极难制造。”一边说着,一边比划,将丝杆的制作方法详细讲了一遍,郭笨聪也终于明白了整个过程。
如果要造一根木质丝杆,首先会由牛大力用圆床做出一根圆木棒。木棒做成之后,牛西西会在木棒上画出十二条纵线,这十二条纵线从木棒的一端连到另一端,与圆心呈三十度夹角,刚好将圆周十二等分;接下来,牛西西会绕着木棒的圆周,画出数近百条横线,横线间的距离,取决于螺距;然后,她会用细绳绕着这些横线与坚线的交叉点,按着螺旋型缠绕,再比着线,用笔画出螺纹;最后,牛西西还要使用刻刀,在木棒上刻出长度约两寸的螺纹,用于引导铰盘。这一步完成之后,木棒会交给秦起,由他削制整个丝杆。
郭笨聪听了整个过程,问道:“我听了半天,似乎整个丝杆都是由西西做的,你们就是转了一下铰盘。”如此说着,已想起了牛西西被刻刀划破的手指。
夏源起忙道:“少监有所不知,第一根丝杆确实是西西姑娘做的,但后来那两根,却是她教了方法,我们自己做的。”
几人说话间,听琴送上茶水。
郭笨聪道:“如果要做一根铁质的丝杆,可是容易?”商继道:“要做铁质的也不难,只是尺寸或许会有偏差。”郭笨聪摇头道:“不求尺寸,只要有铁质丝杆便行。”商继道:“如果对尺寸无甚要求,可将木丝杆用蜡浸过之后,用模泥裹了起来,然后将木丝杆旋出,便可以按模浇铸了。”
郭笨聪喜道:“果然好方法。如果制作丝杆上的滑块,是否先将蜡熔化了,然后做成方块状套在丝杆上,等蜡凝固之后,再将丝杆旋出,这蜡块便是滑块的模具了?”商继道:“少监说的没错,正是如此。浇铸时,需用模具泥填充到蜡腔中,以代替木丝杆。铁水倒在蜡上,蜡会被熔化,并排出,铁水便占据了蜡模的位置,称之为熔铸。”郭笨聪赞道:“果然好办法;不过滑块别用铸铁,还是用青铜吧。”刘维汉接道:“对,滑块用青铜,丝杆用铸铁,最易滑动。”
刘维汉说的极有道理,因为这其中涉及到一个概念,叫做“摩擦系数”。任何两个物体相互接触摩擦,摩擦力大小都不同,例如穿着硬底鞋站在冰上,会感觉到很滑,但站在木板上却不滑,因此说,硬底鞋对冰的摩擦系数,要小于对木板的摩擦系数。同样的道理,无论是铁与铁之间的摩擦系数,还是铜与铜之间的摩擦系数,都会大于铁、铜之间的摩擦系数,也正因如此,铁轴配合的都是铜轴套,很少见到铁轴配铁轴套。
周承之问道:“少监,这铁质丝杆要做多长?”
郭笨聪站了起来,走到神臂弩机跟前,指着弩机的滑槽,比划道:“要两个这么长。”
听到这里,众人已有些明白。夏源起急问道:“少监,可是要将丝杆与滑块用于弩机?”郭笨聪点头道:“正是。如果用了丝杆与滑块,一名士兵便可拉动弩机了。”
几人早已听得呆了。
在以往,军器院虽然也想过各种方法为弩机上弦,但使用丝杆与滑块,却从未有人想到过,又或者说,即使想到了,也无法造出,但无论如何,这显然是最省力的一种方式,只需一名士兵转动丝杆,神臂弩机便可以上弦了。
过了片刻,周承之又问:“少监,既然是为弩机上弦,为何要两倍长度的丝杆?”郭笨聪道:“因为弩机也要改进。至于如何改法,还未想好,不过诸位就先按着原长度铸出二十根丝杆,再按两倍长度铸出五根。另外,再配二十五个铜滑块;至于铜滑块如何形状大小,可参考这台弩机。”
秦起道:“若要用于弩机,恐怕得这种丝杆。”说着,从桌上那三根木质丝杆中选出一根,放在旁边。郭笨聪道:“对,就用这种粗螺纹,大螺距的,结实。”郭笨聪说出“螺纹”“螺距”,这几人也能听懂,齐声应道:“没错。”
这根最结实的丝杆,直径为六厘,丝距为二厘,齿厚亦为二厘。
厘,是郭笨聪与听琴、牛西西一起制定的宋朝长度单位。一厘,即后世的一厘米。
这根丝杆每转动五十圈,滑块会移动两米的距离,将其用于弩机拉弦,再合适不过了。不过这种结构有个弊端,就是弩矢射出之后,还需有人再转动丝杆,将滑块倒回去,以便下一次拉弦。
其实郭笨聪还曾考虑过棘轮。棘轮机构用于上弩,与十字弩的结构有些类似,但神臂弩是六架弩机同时发力,最大拉力需要近千斤,郭笨聪一时也想不出合适方案,更没时间去研究。
当然,还有另一个重要的原因促使郭笨聪选择了蜗杆机构,那便是他已经有了现成的模具;将丝杆用于弩机,一来解决了弩机上弦的问题,二来也提高了丝杆的制造水平,毕竟丝杆的最终用途,是制造车床。
讨论一阵之后,郭笨聪再三吩咐注意事项,几人听得明白,齐身应了,随即转身离去,想是连夜赶制铁质丝杆去了。
这几人离开之后,郭笨聪回到自己屋中,左等右等,就是不见郭三的身影。又过了片刻,郭笨聪等得有些心急,正想着是否亲自去水镜家中将郭三接回,忽见牛西西走入院中。
郭笨聪忙跑了出去,问:“西西,见到郭三没?”
牛西西显然是跑着过来的,小脸通红,一边喘气一边答道:“郭三跟着公主走了。”郭笨聪奇道:“跟着公主走了?去行宫了?”牛西西道:“是去行宫了。有一名御厨做了扁食,特请郭三过去品尝。”郭笨聪甚奇,又问:“御厨请郭三?”牛西西道:“嗯,是特意请的郭三。那御厨叫作刘三品,说少监是他的救命恩人,因此一定要请郭三吃扁食。”
郭笨聪恍然道:“原来是他……”又微微摇头,道:“他以前是不会做扁食的,想是刚学了些,因此用郭三试试手艺。还是听琴做得最好。”
听琴听他夸奖,心中欢喜,问:“那咱们今日也做扁食?”郭笨聪摇头道:“不,咱们三人到外面去吃。”听琴奇道:“去外面吃?要去哪里呢?”郭笨聪道:“此处往南走三里,有个破庙。”牛西西瞪大了眼睛,问:“咱们三人去吃斋么?”
郭笨聪再次摇头,道:“不是吃斋,是吃炸肉串。”