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（注：从这章开始，9章之内有6章是讲述技术发展，对于不喜阅读技术发展的读者说声对不起。）大宋朝皇家实验室的第一期工程已经交工，皇庄外也已有了十多间房子，每间房子都是按着李不伟的要求所建造，而且预留了各种管线包括上下水管道、蒸汽管道、电线管道等等，更有些大型机械研究室还专门设计了进入房间的铁轨线路，只是目前铁轨尚且无法制造，而铁轨的轮距也没有确定下来，因此所谓的准备工作也不过是将地基夯实而已，尽管如此，现在的设计显然已考虑到了五年内的发展计划。
李不伟此时正在机械实验室内，这个实验室是李不伟专门为机械加工所设计的，不仅承担各种机械零件的设计，而且初期的机械加工也将在这里进行。机械实验室占地约两千平方米，能容纳近二百人在此工作，其中又详细划分为轴承、齿轮、润滑、工艺、公差等多个研究方向，而制造车间则分为车、铣、钻、刨、磨等各类工种，当然还有钳工这一最重要的工种了。话虽如此，可眼下实验室空荡荡的没有一台设备，只有十几张桌子摆在墙角，另外又有几件简单的木制品加工工具。
李不伟此时已在机械实验内，众学者也站在一边三三两两地说着话，神色间均颇为激○，..动，这倒不是因为实验室刚刚建成，而是因为今天有一批机械零件将要运到实验室中，这批零件的到来，将是大宋发展机械工业的第一次尝试，李不伟自然明白此次尝试的意义，甚至可以说，以后制造出的每一台机床，都将是直接或间接地被今天将要安装的这台车床所制造。
众人正在焦急等待间，忽然听得门外传来车马之声，李不伟心头一喜，也顾不得许多，当下带头冲了出去，只见实验室门外已停了四辆马车，其中三辆车显然是装有车床的零件了，只不过眼下这些零件被稻草包裹得严严实实，一时也看不清到底是些什么。杨万景与铁厂的胡永谦相继跳下车来，李不伟看这胡永谦四十多岁年纪，身材甚是高大威猛。见到李不伟，这胡永谦倒也不含糊，大大方方地与杨万景一起行了官礼之后，便开始汇报起这些天的成果来。此时球墨铸铁的产量又有所提升，更为重要的是那批刀具的刚度已达到了李不伟的要求，已能够切削铜锌合金与灰铸铁了。李不伟听得大喜，又有些等不及，便命众人将马车直接驶入了实验室内，由于实验室预留了铁轨车道，因此马车要进入也不困难，杨万景带来的十多人七手八脚地将这批零件搬了下来，又将马车驶出了实验室。
此时，所有零件的包装都已被拆去，李不伟忙上前查看了一番，不由得连声称赞。其实李不伟在设计这台车床的时候，曾与范东来等人研究过多种方案，后来考虑到目前的加工工艺尚无法制造出高精度的零件，所以第一台车床不应太过复杂，正因为如此，这台车床的主变速箱看起来极为简单，驱动轴经由一级减速齿轮传动到主轴，而主轴上又固定有五个大小不一的齿轮，用于控制自动走刀丝杠，通常情况下这五个齿轮都处于空转状态，如果想要实现自动走刀的话，再将另一个传动齿轮压下与主轴的某个齿轮啮合，同时又与走刀控制齿轮相互啮合，就可以控制五级不同的导程，而回转体工件经由前顶尖与后顶尖固定，便可实现螺纹的车制。其实整个车床由两种主要的运动组成，主运动是利用卡盘或前后顶尖与拨盘及鸡心夹将工件固定，并作旋转运动，另一种是进给运动，也就是李不伟所说的自动走刀运动，这种自动走刀也是由主轴传经过挂轮机构、进给机构以及光杆传到溜板箱及溜板，使其上面刀架与车刀作进给运动，如此一来，通过主运动和进给运动的合成，就可以加工出相应的工件表面，而螺纹加工也是利用这个原理，当工件每转一转时，车刀沿着形成螺纹的方向移动一个导程，从而车刀切削出相应的螺纹。
眼前的这些车床零件虽然数量不多，但杨万景等人显然费了一番功夫。主轴的轴承是用铜合金铸造而成的，里层表面已打磨得光滑铮亮，而且专门设计了润滑油的加油孔，主轴看起来也是有模有样，与轴承配合的地方铸造了一个小凸台，凸台处也被磨得极为光滑，看样子表面还专门涂了一层油保护起来，如果轴与轴承的圆度能够保证的话，这种轴承转动起来估计还算顺畅，但能否形成环型油膜就不得而知了，而至于运转公差的问题，李不伟已没有时间做太多考虑，更何况以铸造的方法也不可能获得高精度的轴承。
车床运转起来还有一个问题需要注意，就是润滑系统了。李不伟这次有两种方法备选，一是采用植物油经过硫化处理，这在当时的技术条件下是能制造出来的，况且车床转速并不是很高，因此这种豆油制造的润滑油是可以胜任的，而另一种就是用石油了，但此时所说的都是原油，当原油没有经过炼制时，如果温度过高就会造成燃烧现象，但李不伟还是让杨万景想办法弄来了一些原油进行试验。其实，据历史记载，唐朝以前有人采用石油进行车轴或水车的润滑，但这种润滑油容易燃烧，因此李不伟只是简单看了一下，便确定原油不可以直接当作润滑油。至于切削所用的润滑液，也是使用普通的植物油，因为这种油完全可以满足润滑与散热的功能，而且可以反复使用。
另外，车床还有许多小配件如锣栓、定位销、传动键，以及几把简易的扳手与锣丝刀。由于目前尚无扳牙以制作锣栓，因此这些锣栓与锣母都是采用浇铸而成，但因为车床所需的锣栓尺寸较大，因此铸造起来也不费事，只是为了保证其强度，所有锣栓都采用铜合金铸造，而没有采用硬度更大的铸铁。
这台车床还专门设计了丝杠，本来李不伟没想着在第一台车床中使用丝杠，因为丝杠的加工并非易事，但后来一想，丝杠的加工离不开车床，而现在这台车床如果没有丝杠的话又无法加工另一根丝杠，因此李不伟终于想了个办法，他决定先做一个木质的丝杠，由于木质容易加工，因此采用手工的方法也可以完成。具体的做法是先做一段约十厘米的木质锣杆，然后以此锣杆为模具，做了一个套模，这个套模有五个螺距长度，然后以此套模具再加工出一定长度的木制丝杠，再以此木质丝杠作为模具做出一些蜡质模具，并采用失蜡法铸造出铜质丝杠。另外，当初用于制造木质丝杠的那个套模，又可以用于修正铜质丝杠，至于最终的验收标准，就是套模能够在整个丝杠上平顺运转，并且不存在间隙。至于丝杠的精度，李不伟也只是采用简单的方法进行了测量，因此一时也摸不准这种丝杠的是否能满足要求，只有等安装到车床之后才能得知，到时加工上一百根丝杠，总有两三根的精度比现在的要高吧……
这里需要说明的是铸造时采用的失腊法。其实失蜡法也可以根据字面意思猜得出一二，大概原理就是先制造出一个蜡质原型，然后等模具做好之后再加热使蜡熔化并从模具中流出，再将铜汁浇入，便完成了复杂零件的铸造。
此时，李不伟一刻也无法再等了，众人七手八脚地又将铜制底座搬到早已准备好的木桩台上，这些木桩均已埋入地下几尺，稳定性极高，等到底座固定好之后，又将变速箱、轴承、主轴、卡盘、光杆、跟刀架、后座均一一安装上去。值得一提的是，此次的轴承采用可更换式分体轴承，因此轴承的安装极为麻烦。其实后世的滑动轴承安装也不是一件容易的事，没有经过训练的普通人根本做不来，通常都是由高级钳工进行安装的，而眼下这些轴承虽然加工精度尚不到位，但安装起来也花费了一番力气。
如此忙了约两个时辰，一台简易车床便呈现在众人眼前，这台车床虽然看起来极为简陋，但基本的功能都有，只是其精度是否能保证就不得而知了，李不伟最关心的是主轴与导轨的平等度，以及前后顶尖的同轴度问题，换句话说就是形位公差是否合乎要求。其实，杨万景等人在铸造之时就已经过了上百次的测试，每当误差超过李不伟的最低要求之时，便再次重新将模具修正，因为此时木尺的精度只标记到毫米级，所以李不伟特意又设计了一种卡尺，这种卡尺采用杠杆原理进行尺寸放大，实际尺寸为一毫米，在另一端就被放大到一厘米，因此这种卡尺已能测量0.1毫米的尺寸变化，另外杨万景等人又采用了吊线法、光线找平法等多种方法进行了校正，使得最终制造出来的导轨、主轴、底座轴孔的形位精度达到了大宋历史最高水平。
此时车床的主体既然已安装完毕，下来就要考虑如何使其运转起来了。这台车床的驱动轴伸出床体约有两米，又在两米外加装了一个轴承用于固定，然后轴上设计了四个大直径的槽轮，每个槽轮都用绳子缠上几圈之后又向两侧延伸出去，分别绕过两端的绞盘，再在绞盘上缠了几圈防止打滑，最后将绳子做成闭环形状。如此一来，驱动轴将由八个绞盘进行人工驱动。李不伟对这个设计极为满意，只是他不知道这种驱动方式能否保证主轴的匀速转动，也不知道车刀在切削时是否会产生太大的阻力而使得加工精度受到影响。
众人忙了一天，都是兴奋异常，晚饭也只是随便胡乱吃了些，此时天色已黑，但车床既然都已安装完毕，众人又哪能再等到第二天？当下几人一商议，便准备连夜试车。李不伟决定先试车一段圆柱体的外圆面，此时早已有人准备好了一段四十厘米左右的圆柱型熟铁铸件，这个毛坯约成人胳膊般粗细，正好用于试验，范东来亲自上手，将工件紧紧地固定在卡钳之内。
这台车床采用三爪卡盘，与后世的固定原理基本完全一样，而且为了提高其定位精度，杨万景等人几乎花了二十多天时间进行试验，因为在李不伟看来，目前对于提高精度最有效的办法就是保证卡盘的定位性能。杨万景自然明白李不伟的意思，到了试验后期又专门抽出五六个技术最好的工匠进行卡盘的制作，目前的卡盘仍然采用铜合金铸造，不过这种铜合金的质地坚硬，基本不会发生变形，至于找准定位精度是否满足要求，就要经过几次车制后才能知道。
等到工件固定好之后，李不伟又简单地试了一下进退刀与走刀机构，竟然发现操作起来极为顺畅，丝毫感觉不出传动蜗杆是由铸造而成，这显然又要归功于守朝的铸造技术了。虽然蜗轮在制作时与直齿齿轮有些区别，但由于有了蜡质模具，杨万景人采用范成法，没费多大力气便将蜗轮的模具也制作了出来。
此时，杨万景带来的工匠中已有八人分别站在了八个绞盘跟前，李不伟略一点头，那八名工匠便有开始慢慢地摇动绞盘，等到转动起来之后，众人又稍稍加快了些，最终稳定在了一个固定转速。此时驱动轴也早已跟着转了起来，小齿轮带动大齿轮经过减速传动后，主轴也缓缓地转了起来，李不伟大概估计了一下，主轴每转一圈大概需要五秒钟，但此时众工匠手中的绞盘已基本达到两秒种三圈左右了。主轴的转速虽然有些慢，但基本也能车制工件的外圆了，李不伟将车刀对准确铸件的末端，又缓缓地向前旋进，只听得“咝”一阵轻响，工件外层的灰色的表皮已被车刀削了下薄薄的一层，露出里面银白色的铁质，李不伟又慢慢往前推进，刚一用力不小心进刀量大了些，便听到“咯”的一声，工件竟然停止了转动，显然以人力驱动的力量极为有限，只能每次薄薄地车掉一层表皮。
掌握了进刀量之后，李不伟将车刀对准工件的外层约一毫米处，再将车刀从工件末端缓缓移到卡盘方向，只见在刀架在移动的过程中，车刀与工件的距离始终保持着误差在一毫米的范围之内，偶尔有些稍大的变化也只是很短的一段长度，此时李不伟终于放心，这主轴与导轨的平行度看来还能说得过去。接下来，李不伟又将车刀移到工件末端位置，然后缓缓进刀，由于这台车床并未设计刻度，因此李不伟只能凭着感觉，慢慢地进车刀直到刚好削去工件表皮的位置时便停止，又将进刀器锁止，再将车刀慢慢地向卡盘处移去，而史可在一旁端着油壶时刻准备滴上切削液。
因为主轴的转速有限，因此李不伟走刀的速度极慢，而且又不敢过量切削，过了约十分钟，这段四十厘米的工件才被车过一遍，此时再看工件，却见其表面花花点点，显然是因为铸件的圆度得不到保证，因此李不伟这一次切削过去之后，只是大概将一些突起表面车削掉了一部分，大约占总表面积的一半多点。第二次李不伟稍稍增加了进刀量，直到将工件的外层表皮全部削掉，这才改为水平走刀，史可仍是在一旁不断地滴上植物油进行润滑冷却，又过了约十分钟，刚才还是灰黑色的铁棒已变为银白色，此时车床也停止了转动。石促秋看这工件表面已被车得光亮，忍不住上前伸手出去摸了一把，忽又闪电般地缩了回去，脸上神情甚是痛楚，李不伟哈哈笑道：“石大人，这刚加工好的工件还在发烫呢。”众人又是一阵善意的笑声。
此时，李不伟又将工件卸了下来掉了个头，将已经车好的那端装入卡盘，又改为切断车刀，准备将尚未加工的那段工件切掉。由于切断车刀的刀口极窄，又是连续进刀切削，因此润滑冷却就显得极为重要，李不伟有些担心刀具能否承受得住连续高温切削，于是在进刀是放缓了速度，又过了约五分钟之后，这一段工件才被切掉，再看车刀时，竟然看不出有磨钝现象，显然是由于车刀的材质经过了一些调质处理，从而使得高温性能也大为改善。
经过刚才的一系列操作，李不伟知道这车床已经基本能够工作，此时他的胳膊已有些酸困，再看旁边众人跃跃欲试的情形，便将下次的试车交给了范东来。虽然李不伟此时得以休息片刻，但他知道接下来的操作至关重要，因为刚才工件已换了方向，所以这次的车制便能看出夹具的找准能力与定位精度了。
范东来操作起来也毫不含糊，他原本就为大宋朝司天监一职，平日里就制作了不少机械装置，如今又看得李不伟操作了一会儿，这一上手竟然熟练之极，李不伟看得不禁暗自佩服。其实李不伟在大学期间只进行了一个月的金工实习，虽然也在车床上操作了近一个星期，但那时多为四人一组，自己真正动手的时间并不多，而宋朝时工匠的手艺极佳，论起动手能力来，又哪是后世的学生可比，况且范东来比起普通的工匠又要强上许多，他这一轮操作下来，竟然将车床开得有模有样。由于此次的进刀量极少，所以车制出来的工件表面又光亮了许多，众人方才早已看得惊呆了，此时又纷纷凑上前来观察，只见工件表面被车得光滑之至，比铸出来的不知道要强上多少倍，而且其圆度与表面光洁度显然也是无话可说，一时众人激动不已，你一言我一语地议论起来。但李不伟却已看出来些问题，这工件经过头尾互换之后，已出现了定位不准的情况，如果再经过一次调换后这种情况还继续发生，则说明夹具的定位性能有些问题了，但又看到众人如此神情，李不伟也不想再挑些缺陷出来，便笑道：“众位莫急，这才只是粗车呢，范大人请再来一次精车。”范东来笑着点点头，又换上了另一把车刀，这把车刀的刀口较宽，但也薄了许多，因为是精车，因此范东来在进刀时特别小心，不一会又将整个工件又车了一遍，此时这根铁棒和刚才大不一样。经过前几次加工之后，众人只觉得这铁棒表面已是极为光滑，但经过范东来刚才的那次精车，此时的工件表面有如镜子一般，竟然能将旁边的影像几乎完全地反射出来。李不伟这才感满意，笑问道：“这次的加工还算合格，众位以为如何？”众人此时更为吃惊，一时间整个实验室内赞叹之声不绝于耳，都惊异于这种加工方法，又有谁还记得此时已是深夜，平时早已是睡得正酣了。
下一轮该是史可与石仲秋上场了，众人又是一通商议，决定在工件上车制几个槽与台阶，然后再车制倒角，最后才是螺纹的加工。此时驱动绞盘的八个人已疲惫之极，马上又上来八人替换，又经过一番试车，这段工件已被车制得面目全非，但李不伟对螺纹的车制情况极为满意，他万万没有想到一根铸造而成的丝杠竟然也能实现自动跟刀，而车出来的螺纹虽然精度有些问题，不时有侧切现象发生，但毕竟已大大超出自己的预料了，况且这种误差也不一定全部是由丝杠所带来，齿轮的啮合情况、夹具的定位性能也极大地影响着工件的精度。
此时已近凌晨，但众人均无倦色，又开始议论纷纷，有的说可以先将这台车床的主轴与轴承彻底更换，有的说先要换掉丝杠，更有的说目前这台车床已经足够了，不需要更换任何零件，众人一时争论不下，又齐齐看着李不伟，看他有如何说法。李不伟笑道：“这台车床虽然算是造好了，但其只是制造下台个车床的必要工具，除了用于制造第二台车床所必须的零件之外，这台本床本身并无其它用处，等到第二代的车床制造出来之后，它也该寿终正寝了。至于车床的操作，估计现在大家都是初级水平，包括我也是一样，但由于目前只有一台车床，因此也无法召集人员前来培训，这第二台车床的零件，就要几位亲自上手制作了，新的车床不仅要加上刻度，而且精度也要大为提高，虽然眼下这台车床的精度尚存在一些问题，但制作出一百件，总能挑到一两件满足要求吧。如此一来，只要有了第一台，就会有第二台，第三台，而且一台比一台更为精准。”
众人听得一阵点头，又听李不伟道：“等到新车床的精度达到要求后，还要制造钻床、铣床、刨床与镗床，这些机床的设计图纸已由范大人修改了多遍，基本上能够满足日后的加工要求，只是由于车床也能代替其它机床的一些功能，因此车床的制作最为优先。”其实，李不伟在设计钻床、镗床等加工机械时，也只是提了些建议，又对范东来等人不断加以指点，如此看起来便显得其它种类的机床都是出自于范东来、史可、石仲秋等人的创意，这也是李不伟为了尽量避免其它人怀疑到自己的知识来源而采取的一些措施。
范东来忽问道：“李大人，这些机床如采用水力驱动，效率应该能提高不少吧？只是附近瀑布太远，想要水力驱动却也不太可能。”李不伟笑道：“范大人不必太过心急，关于机床的动力问题，我前日忽然灵机一动，又想出一个解决办法，只是要完成此事，却须先将更高精度的车床制造出来才行，我这两天会先做出一个模型，众位大人到时又有得忙了。”说到这里，李不伟忽又想起一事，转向范东来问道：“范大人，上次的那批木头齿轮是否已开始制作？”范东来道：“那批刀具前日已送到郑师傅手中，我们当时便装到了铣床上又经过了简单的调整，试制了两个齿轮之后，发现其配合精度还算不错，估计再经过几次调整，便能批量生产了。”李不伟喜道：“如此甚好，我最近还要再去打扰他一次，如果此事能够成功，众位就等着再次大吃一惊吧。”
此时天色已亮，李不伟将零件加工之事交与范东来后便离开了，心想这一晚没休息，一会儿到家之后首先是要睡上一大觉，只是依依与香儿定然已准备好了早饭，我还是先得吃了早饭才能睡觉。
（注：文中所讲的车床，丝杆的制作在宋朝应该不难，关键是夹具不易制作，但文中将难点设为丝杆与导轨。多少有些YY，但作者认为，能制造出浑依这种极为复杂的天文仪器，宋朝的金属加工业也差不到哪，而且车床必须要制造出来，因此速成法起了作用）