火绳枪倒是生产出来了,可陈宪又发现了新问题。
生产效率太低了,三个工人,一个月时间才能出一条枪。
时间和人力大部分都浪费到了手工钻孔上面。
要将一根枪管扩孔到合适的直径,以陈宪此时的工艺手段,需要分很多次一点点的增加钻头直径,才能达到目的,一次扩大的太多,钻头很容易折断。
要想提高效率,必须提高钻孔效率。
陈宪又开始着手为枪管的钻孔工序设计一台钻孔设备。
最终定型的是一台木结构的卧式钻床,它的外形看上去很像车床,只是带动车窗转轴的不是电机,而是一个靠人摇动的绞盘。
工人站在钻床的一端,转动绞盘,就能带动钻床转轴转动。
转轴的另外一端对着一个类似车床的导轨,导轨完全由硬木制成,一个上面装着夹具的滑块被安装在导轨上。
转轴前端连接着一个钢制圆管,圆管侧面有两个螺纹孔,螺纹孔里安装着两个蝴蝶螺栓。
这个圆管就是安装钻头的地方,长长的钻头尾端被插入这个圆孔,然后拧紧两个蝴蝶螺栓,就能将钻头顶住夹紧。
滑块上的夹具其实就是两个圆环,圆环被固定在下面的木头滑块上。
工作时,将枪管毛坯装入两个圆环,圆环比枪管大一些,这样枪管就有调节余量,再将长长的钻头装入转轴前端的圆管内,推动滑块,钻头就能和枪管对接。
根据钻头的位置,决定在插入枪管的圆环内那个方向插入楔子,用楔子来调整枪管的位置,让它和钻头对齐。
在滑块的前侧也有一个铁制的圆环,圆环上绑着一根绳子,在钻床导轨前方,靠近转轴的位置,有一个滑轮,绳子绕过这个滑轮垂向底面上的一个大坑中,绳子前端绑着一个铁块,铁块的重量会拉着滑块向前,让枪管顶紧钻头。
工人只需要站在钻床前端转动绞盘,带动钻头转动,就能完成以前需要两人合作才能进行的枪管钻孔,而且大大降低了劳动强度,大幅度提高了劳动效率。
而且,因为钻头和枪管的顶紧力由下坠的石块控制,也就是说,这个力量是可以通过调整石块的大小来控制的,而不像两人合作时,顶紧力全靠人手调控,不能保持稳定,顶紧力可控就意味着钻孔时状态更稳定,更不容易损坏钻头。
损坏的钻头倒不值什么钱,最关键的是断裂在枪管里的钻头很难取出来,有时候取一个钻头,就要浪费很长时间,如果无法取出,那花了很大功夫加工的枪管就只能报废从来……
这台钻床不但大幅度提高了枪管扩孔的效率,也节省了将近一半的枪管加工人工成本。
钻床的出现,一下子就打通了火绳枪生产的瓶颈,让火绳枪的生产效率一下子提高了七八倍。
按说,有了钻床,火绳枪的生产问题就基本得到了解决,可以进行量产了。
但陈宪又碰到了一个新的问题。
那就是火枪重量和威力的之间的矛盾。
众所周知,火绳枪的威力取决于装药量和口径。
装药量并不是随便增加的,这和枪管的强度息息相关。
要想增加火绳枪的装药量,就要增加枪管的强度,对于这个时代的工艺水平来说,增加枪管强度的唯一办法就是增加枪管管壁的厚度。
无论是增加枪管厚度,还是增加口径,都会增加枪管的重量。
陈宪复制的第一批火绳枪,是按照早期西班牙穆什科特火绳枪的规格复制的。
这种火绳枪,口径高达二十二毫米,整枪重量十一公斤左右,弹丸重量高达五十克!
这种枪的威力非常大,在试验中,将前后覆着两层三毫米钢板的泥人轰的稀烂,简直就是一台小炮。
但他太重了,十一公斤,普通人连抱着都很吃力。
要知道,陈宪手下大部分都是些未成年的孩子,少数年纪稍微大一点的,都是出身极端贫苦,家里条件稍微好点的,十六七岁就结婚了,不可能来给陈宪当学徒,所以这些年纪大点的,又多少都有些营养不良,这样的重型火枪,他们根本操控不了。
陈宪只能想办法给火绳枪减肥。
穆什科特枪管的外形并不是圆柱形,而是采取了六棱形,这样的外形让枪管更容易固定在木质的枪床上。
但是,六棱型的枪管会造成枪管壁厚厚薄不一。
水桶理论让我们知道,枪管的总体强度取决于枪管上最薄弱的地方。
为了在不减弱枪管强度的前提下减重,陈宪将枪管的外形改成了圆形,又将堵枪管后孔的那个螺栓的尾端锻造成一个横片,用来帮助枪管固定在枪床上。
这样的改进,让枪管的重量下降了不少,但这依然不够。
穆什科特火绳枪枪管壁厚最薄的地方也有四到五毫米,这样的壁厚虽然让火枪威力十足,也极大的增加了火枪的重量。
经过试验,陈宪将火枪的口径降低到十五毫米,壁厚降低到四毫米,这时候,火枪的威力虽然下降不少,但对这个时代身着重型扎甲的士兵,在百米左右距离,依然有着致命的威胁。
经过这一些了的减重后,火绳枪的重量已经下降到了将近七公斤。
七公斤的重量,对于陈宪手下的少年兵来说,依然太重了。
这样的重量还是不能让陈宪满意,所以,他又对枪管做了另外一个重要的改进。
陈宪保留了枪管后端的四毫米壁厚,但将枪管前端的壁厚降低到了两毫米。
也就是说,陈宪将枪管设计成了前薄后厚的锥形。
这样的设计是基于陈宪对于火枪开枪过程的分析。
火枪内部堂压最大的时候是火药刚刚点燃,化学反应迅速发生,气体迅速膨胀,而子弹还没有被推动的那一刹那。
随着子弹被推动,火药反应产生的气体所处的空间会逐渐增大,随着空间增大,气体的压力自然会随之减小,一直到子弹被退出枪管,高压气体彻底冲出枪管,枪膛内气压迅速回复正常。
在这个过程中,枪管后端受到的压力无疑是最大的,越往枪管前端,压力就越小。
渐变式的枪管设计,正好符合了这种堂压的变化。
这样的设计即保证了枪管强度,又减轻了枪管的重量。
经过这一改进之后,枪管的重量被控制到了三公斤多,整枪重量也被控制到了五到六公斤,这样的重量,就足够陈宪手下的少年学徒们使用了。
这样的锥度设计让枪管的制作难度增加了不少,但并不是没有办法解决。
解决的方法其实很简单,在卷制枪管时,只需要采用同样带锥度的钢条做为卷制枪管的内模,就能卷出天然带锥度的枪管毛坯。
锥形枪管毛坯在经过扩孔工序后,带锥度的内孔会被扩孔工序加工成直径前后一致的圆孔,而外径则通过锉刀打磨,保留其锥度,自然而然就形成了壁厚渐变的枪管。
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