亨利·莫德斯雷的肖像

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亨利·莫德斯雷(1771-1831):英国工程师,他发明了新的金属加工车床和改进的千分尺

我最近写了一篇关于我在一个时代结束时的悲伤失去了我们部门的机械车间.虽然不是最快的,但它在很多方面都是无价的。带着些许悲伤的心情,我去地下室最后看了一眼钻头、车床和铣床,并和剩下的技术员聊天,他现在负责管理关闭。

当我们交谈时,我的目光落在一个装有漂亮千分尺的木箱上。它有一个球状的底座,被设计成坐在一个长凳上。我把它捧在手里——它的重量让我感到安心——摆弄着上面刻着一个字母的顶针游标尺他惊叹于这一动作的流畅,以及针从铁砧上缩回时几乎察觉不到的运动。带着淡淡的木头和机油气味的千分尺给了我一种强烈的联系感,在这个时代,精确测量从个人的痴迷变成了技术的基石。

人们常常把19世纪与蒸汽机的兴起联系在一起,蒸汽机推动了工业革命。但另一个发展是能够真正精确地切割金属。是车床制造了威廉·布莱克笔下的机器部件。黑暗的撒旦磨坊”。车床旋转夹在心轴钳口之间的物体,确保它可以使用操作员握住的刀片或夹在车床上的刀片进行切割。尽管几千年来,人们一直在用脚踏式车床来加工木材,但用铁来加工却需要一些不同的东西。虽然有几个人对车床的发展做出了贡献,但亨利·莫德斯雷将所有的想法汇集在一起。

莫德斯莱是一个车匠的儿子。他12岁开始工作,在伦敦伍尔维奇兵工厂给步枪和大炮子弹装炸药。他搬到木匠的店,然后到铁匠铺,在那里他发展了一流工匠的声誉。没过多久,他就被约瑟夫Bramah他把自己的声誉押在了制造市场上最安全的锁上。布拉玛的要求如此复杂,以至于莫德斯莱开始开发一套全新的工具。莫德斯雷的技术和创造力是如此惊人,以至于布拉玛在一年之内就让年仅19岁的莫德斯雷担任了自己工作室的负责人。

为了切割和研磨金属,车床必须坚硬而沉重。用铸铁建造框架,两侧有一对平坦的轨道,在整个切割过程中保持精确的对齐。接着,莫德斯莱把切割刀片放在一个坚固的支架上,这个支架是滑动架,用螺栓牢牢地固定在平面框架上。利用齿轮系统,切削刃可以以毫米为单位进行调整。

为了移动被切割的物体,纺纱芯轴被连接到一个长长的金属螺丝上导螺杆,在框架的平面下面运行。丝杠的螺距确保了芯轴现在可以前后移动,通过一系列齿轮,运动可以与切割刀片相连,因此两者一起移动。

图为“大法官”长凳千分尺

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莫德斯莱工作台千分尺的超高精度为其解决纠纷的能力赢得了“大法官”的绰号

现在可以精确地、可重复地切割任何尺寸的螺丝。莫德斯雷发明了螺钉的标准螺距。这带来的直接后果是,零件和组件变得可以互换,而不是必须一次制造一个。大规模生产成为可能。

布拉玛的生意蒸蒸日上,但当这位年轻人要求大幅加薪时,他的雇主拒绝了。令布拉玛懊恼的是,莫德斯雷自己开了家,并在窗户上挂了一个巨大的黄铜螺丝,以显示他的手艺和精度。不久,他就和这位工程师一起建造了用于批量生产滑轮的新机床马克·布鲁内尔这既能满足智力需求,又能带来丰厚的利润。在工作中,莫德斯雷不断创新。

他发明了一种确定物体平整度的方法。虽然人们可以通过在一个物体上涂上墨水,然后把它们压在一起来检查一个物体是否和另一个物体一样平——一个物体上微小的凸起和沟槽在另一个物体上立即可见——但两者可能有相应的缺陷的危险总是存在的。莫德斯莱建议使用三个平面;人们可以逐渐磨碎它们,直到三个都匹配。它带来了如此完美的平滑度,以至于有可能将两个表面“拧”在一起,这样就不会被拉开,除非横向滑动。标准量块允许在任何车间通过这种绞制过程建立精确的长度。

为了每天检查做工的质量,莫德斯雷发明了一种千分尺,这是一种微型工作台,上面有一个固定的块,表面平整,另一个可移动的块连接在细螺纹上。有了它,莫德斯雷和他的工人们可以测量到千分之一英寸以内的尺寸。它是如此完美,以至于它被戏称为大法官,因为它有解决争端的能力。

今天我们很少制造仪器。我们使用的几乎所有部件都是可互换的,都是从供应商那里购买的。尽管如此,走进许多实验室,在工具箱里你会发现一套数字千分尺卡尺,在订购零件之前可以用来检查,这是以前的遥远回忆。

当我离开车间时,我问我的同事关于千分尺的事。“我想没有人会想念它,是不是?”我把盒子塞进口袋,回到办公室,心里很难过。