第33章車床！精密之母的萌芽
宋應星覺得自己像一頭紮進了龍宮的寶庫，又像誤入了神匠的夢境。西山工坊裡的一切都在猛烈衝刷著他過往的認知。那焦炭燃燒時特有的、帶著點硫磺味的青白色火焰；那熔爐裡汩汩流淌、閃爍著誘人暗青光澤的鐵水；那被反複提純、結晶如雪的硝石與硫磺；還有角落裡，幾個沉默寡言卻技藝精湛的老匠人，正對著幾塊透明得不可思議的玻璃，小心翼翼地用金剛鑽頭切割、打磨，發出細碎而悅耳的聲響。
但最讓他心神搖曳的，還是王爺在徹底歸心後，宋應星內心早已將“朱公子”替換成了更符合其身份的尊稱）桌上那幾張看似潦草、實則蘊含無窮奧妙的圖紙。
“宋先生，請看這個。”朱由檢將一張畫著複雜線條和符號的圖紙推到宋應星麵前。圖紙中央，是一個由粗壯木架支撐的裝置核心部分。一個水平的、看起來異常堅固的金屬長軸標著“主軸”），兩端似乎有精密的軸承結構宋應星認得，那是王爺提過的“滾珠軸承”雛形，工坊裡正在艱難地用手工磨製小鋼珠）。主軸一端連著一個巨大的木輪“飛輪”），旁邊畫著一個踩踏的裝置“腳踏板”），用皮帶連接到飛輪上。最關鍵的，是主軸中部，固定著一個可以夾持工件的裝置“卡盤”）。
而在主軸正前方，是一個可以沿著兩條平行金屬軌道“導軌”）前後移動的平台“刀架”）。刀架上固定著一柄形狀奇特、寒光閃閃的刀具“車刀”），其刀尖正對著被卡盤夾持的工件中心線。
“此物，晚生稱之為‘車床’。”朱由檢的聲音帶著一種不容置疑的篤定，“其要義，在於‘旋轉’與‘切削’。”
他拿起桌上一根略顯彎曲、表麵粗糙的鐵棒：“先生請看，若欲將此鐵棒修直、磨圓、車削成一根精確的圓柱，如銃管或轉軸，靠手工銼磨，耗時費力，且難以保證各處均勻，更遑論尺寸精準如一。”
他又指向圖紙上的車床：“但以此物。腳踏驅動飛輪，帶動主軸高速旋轉，工件隨之轉動。匠人隻需調整這刀架平台，沿著這平行軌道平穩推進，鋒利的車刀便能如同削泥一般，從旋轉的工件上切削下多餘的部分。隻要軌道夠直，刀架移動夠穩，刀具夠硬利，轉速夠快…理論上，我們可以車削出任意長度、直徑分毫不差的圓柱體！甚至，在工件表麵車出精確的螺紋！”
“削鐵如泥？任意尺寸？精確螺紋？”宋應星的眼睛瞪得溜圓，呼吸都急促起來。他編纂《天工開物》，深知精密加工之難。打造一把精良的鳥銃，銃管是否筆直、內壁是否光滑均勻，往往決定了其射程、精度乃至是否會炸膛！靠鐵匠一錘一錘敲打、銼刀一下一下打磨，耗時數月也未必能成一根良品。若此“車床”真能如王爺所言…
“王爺！此乃…此乃化腐朽為神奇之器啊！”宋應星激動得胡子都在抖，“若能成，百工之基，皆係於此！銃管、炮膛、齒輪、軸承、螺杆…凡需圓、需直、需精密配合之物，皆可由此而出！事半功倍，精準如一！”
“先生高見！”朱由檢讚許地點點頭，“然，此物成敗，關鍵有三。”他伸出三根手指。
“其一，這主軸與軸承。軸要直，要剛硬，轉動時不可有絲毫晃動。軸承要順滑，承重耐磨，減少摩擦損耗。我們現有的生鐵雖好，但用作高速旋轉的主軸和精密軸承，恐怕還不夠。需嘗試滲碳淬火之法，增加其表麵硬度。”
“滲碳？淬火？”宋應星立刻抓住關鍵，“以富含碳之物包裹鐵件加熱，使碳滲入鐵中，再驟冷使其硬化？此法古已有之，然控製火候、滲碳均勻極難，且易使鐵件變形開裂。”
“正是難點所在。”朱由檢點頭，“需反複試驗爐溫、滲碳材料如木炭粉混合骨粉或碳酸鹽）、加熱時間以及淬火介質油或水）的溫度和冷卻速度。此乃格物院首要攻堅之項！先生可召集精通鍛鐵的匠人，專設一爐，詳細記錄每次試驗參數與結果。”
“宋某責無旁貸！”宋應星立刻應下，眼中閃爍著研究新課題的興奮光芒。滲碳淬火，這可是提升鋼鐵性能的關鍵法門！
“其二，這導軌與刀架。”朱由檢指向圖紙上那兩條平行的軌道和上麵的移動平台，“此乃精度之核心！兩條導軌必須絕對平行，且表麵光滑如鏡，不能有絲毫起伏。刀架平台在導軌上移動，必須平穩順滑，不能有絲毫晃動或偏移。否則，車出的工件便是彎的、橢的、帶波浪紋的。”
他拿起一根短鐵尺，在桌麵上比劃：“想象一下，若這尺子是彎的，或者移動時左右搖擺，如何能劃出筆直的線？同理於此。我們需找到最硬最耐磨的材料做導軌優先考慮淬火後的高碳鋼），並設計一套精密的調節裝置，確保兩條導軌安裝時完全平行。刀架平台與導軌的接觸麵，也需極度光滑，並考慮加入潤滑裝置。”
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宋應星眉頭緊鎖，陷入沉思。這要求，比滲碳淬火更苛刻！保證兩條長軌道的絕對平行，在當下的條件下，近乎是苛求。但他深知王爺所言非虛，這確實是車床精度的命脈。“此事…需巧匠與反複校驗。或許可先製短軌，摸索安裝校準之法門。”
“先生思路甚好，循序漸進。”朱由檢表示讚同，“其三，便是這車刀。”他拿起圖紙上那個簡單的三角形刀具示意，“此乃直接切削鋼鐵之物，需極端鋒利且極度堅硬耐磨。我們現有的鐵料，對付木頭尚可，對付鋼鐵，尤其是淬火後的硬鐵，怕是幾刀下去就卷刃崩口了。”
他頓了頓，拋出一個讓宋應星再次心跳加速的想法：“需尋找或煉製更硬的合金。比如，在鐵中加入鎢、釩、鉻等元素。”
“鎢？釩？鉻？”宋應星一臉茫然，這些都是他聞所未聞的元素。
“此乃極稀有之金屬，多伴生於特定礦石中。”朱由檢解釋道，“目前我們隻能儘力尋找，或嘗試不同的鐵合金配方。當務之急，是找到最合適的淬火鋼作為刀具材料，並不斷優化刀具的幾合形狀角度、刃口弧度），使其更鋒利、更耐用、排屑更順暢。”
他拍了拍桌上那根粗糙的鐵棒：“車床非一日可成。眼下，我們可以先用硬木打造主體框架，主軸用我們能找到的最好熟鐵或低碳鋼鍛造，嘗試滲碳淬火。軸承先用銅套甚至硬木套暫代，勤於潤滑。導軌也先用精銑手工刮削打磨）過的硬木，刀架移動靠絲杠手輪緩慢推進。先造一個能轉起來、能切削東西的‘原型機’，哪怕精度差些、效率低些也無妨！重要的是驗證原理，積累經驗，發現問題！在反複使用和改進中，再逐步替換更好的材料，優化結構！”
“先求有，再求好！王爺此言，深得格物實踐之精髓！”宋應星豁然開朗，眼中再無迷茫，隻剩下躍躍欲試的興奮，“請王爺放心！宋某即刻召集巧匠，挑選上等硬木與鐵料，先按圖紙打造這木鐵結構之雛形！至於滲碳淬火、導軌校準、刀具改良，宋某親自盯著，一項一項來啃！”
接下來的日子，西山工坊深處的一個獨立院落，成了宋應星的戰場。這裡敲打聲、鋸木聲、研磨聲日夜不息，空氣中彌漫著鬆木、桐油、鐵屑和汗水混合的獨特氣味。
朱由檢兌現了他的承諾，對宋應星完全開放了工坊的資源和人手。幾個手藝最好、心思最活絡的鐵匠和木匠被抽調過來，組成了“車床攻堅小組”。宋應星很快展現出他作為未來《天工開物》作者的組織能力和實踐精神。他親自參與每一個環節，與工匠同吃同住，討論、爭論、嘗試、失敗、再嘗試。
打造主軸是最先遇到的硬骨頭。一根長達五尺、要求儘可能筆直的熟鐵棒，在反複鍛打延展的過程中，不可避免地出現了彎曲。幾個老鐵匠輪番上陣，在鐵砧上叮叮當當地敲打了三天，用眼睛瞄，用拉直的麻線比量，累得胳膊都抬不起來，那鐵棒依然帶著點倔強的弧度。
“他娘的，這鐵棒子怕不是屬驢的？越敲越強！”一個滿臉煤灰的鐵匠喘著粗氣抱怨。
宋應星也急得嘴角起了燎泡。他蹲在地上，盯著那根不聽話的鐵棒，眉頭擰成了疙瘩。
“宋先生，王爺讓小的送東西來了。”方正化悄無聲息地出現在院門口，身後兩個護衛小心翼翼地抬著一個用油布包裹的長條狀物件。
解開油布，裡麵是一根黝黑沉重的鐵棒，長度與正在打造的主軸相仿，但通體筆直，在陽光下泛著冷硬的幽光。
“王爺說，這是用新一批滲了碳的鐵水澆鑄成粗坯，然後趁熱在特製的矯直台上，用大型絲杠夾具硬生生‘掰’直的。雖然內部可能還有硬力王爺原話），表麵也不夠光滑，但先湊合著用，驗證車床轉動是否可行。”方正化轉述道。
宋應星如獲至寶，連忙指揮工匠將這支“王爺特供”主軸安裝到已經初具規模的硬木床身上。巨大的硬木飛輪被固定在一端，腳踏板連動皮帶也已裝好。