第807章 突飞猛进野蛮生长(2)
至于为何越过前膛燧发枪,而选择后膛定装步枪,一方面百里燕尚无大规模生产枪械的计划,因为工业产能和资金十分不足。
永兴城当下以通用机床为主,工业化规模生产枪械就成本和工艺要求而言,最好用专机,尤其是深孔钻孔、拉孔、内径机等专机,专机生产的成本更低,合格率高,质量稳定,能显着降低造价成本。
然永兴城眼下着手扩大通用切削机床与基础工业规模,通用机床需求量极大,无暇再分配多余的产能生产大量专机,尤其是蒸汽机的需求尚不能满足通用机床的需求,此时再上马需求更大的专机,得不偿失。
其次新式火炮和榴霰弹的威力已经足够,而诸侯军绳帽枪的生产率很低,射击精度和效率更低,只能打排枪,有先进火炮的压制,短期内不足以在地面产生巨大威胁。
最后,永兴城如今车、铣、刨、磨、钻、镗、旋压、锻基本加工能力齐全,经过几次技术对比,以当前技术工艺,不考虑金属弹壳工艺和刀具材料的问题,完全有加工能力制造突击步枪【注1】,这意味着生产低级产品和高级产品,本质上高级产品更具技术和质量优势。
成熟的前膛燧发枪和后膛定装枪均采用滑膛枪管,弹一发容量的技术指标下,两者理论生产工时其实相差不大。
燧发前膛枪大致有两种结构,一种是机械转轮打火机,其次是燧发机、火镰与撞击药池整体式结构。
前者是早期燧发枪普遍结构,其结构发火率低,故障率高,机械转轮可靠性很差,且制造工艺与装配工时较长。
后者发火率得到了保证,故障率减少一半,制造工艺耗时甚至不比前者更少。
而后膛定装旋转后拉式栓动闭合步枪,整体是以回转零件与短小内孔为主,利于加工生产【注2】,可靠性高,工时较短,且供弹速度快,即便在只装一发子弹情况下,一分钟可以保证六发的射击装填速度,而前膛枪只能保证两发还无法卧姿装填。
如果就生产的便利性而言,同样是后膛定装步枪,使用活门闭锁装填【注3】的步枪生产工艺,少于装旋转后拉式栓动闭合结构。
但活门闭锁的结构缺陷制约了后膛承压能力,因此容易炸膛,活门闭锁更多用于霰弹和大威力手枪弹,极少用于全威力步枪弹,因为膛压太大。
综合现有技术条件,取舍技术指标,要在填速度、可靠性、发火率、加工可适性取平衡,后膛纸壳定装栓动步枪性能远高于前膛枪一个数量级。
当然,能造枪是一码事,能造子弹是另一码事。【注4】
弹壳的加工生产难度远高于枪械,所需的挤压机、冲压、拉深、成型、整形、成型、装配、压口生产工艺相当复杂。
白手起家从头来过需要时间积累,这也是百里燕此前开设冲压工坊,生产冲压品的主要原因,进行技术积累和数据采样是进行复杂难度冲压的前提,但凡是不可能一步到位。
由于工期排满,至当年秋季,百里燕只安排生产九十支该种步枪用于测试。
鉴于技术的制约,适合加工枪管的手段有限,无非两端钻孔与无缝钢管两条路。【注5】
而无缝钢管需冷拔、热拔、金属挤压机,设备复杂,当下并不具备条件。
于是预生产的九十支步枪,只得以预铸管的方式,预留直径十毫的通孔,先用淬火锰钢钻头两头对钻长度近九十厘米,将其接通。而后用拉刀加工成所需直径,最后顶住内孔车去外圆多余金属获取枪管。
此种方法不仅生产效率底下,且浇铸的钢管无法保证小孔质量,更不能锻压,因而并不能消除铸造缺陷提升枪管质量。
同时刀具材料的低劣制约了生产效率,锰钢钻头效果差强人意,钻削普通内孔问题不大,深孔加工会很成问题,期间经常发生拉刀断裂管中的悲剧,更别说加工膛线。
为了九十根枪管,实际生产了四百件毛坯,报废率小百分之八十,加工到好,最后核算的成本,相当于每支枪需要三十五根寸银,代价实在太大。既不能实现规模工业生产,高昂的价格也无法批量装备,还占用有限的工业资源,实在得不偿失。
为此,百里燕考虑两条腿走路,一面责令永兴城、砡工派攻关冷轧、热轧管小口径无缝钢管挤压机,同时加大高速钢【注6】研发力度,不至于一棵树上吊死。
现代枪管通常以实心枪管钢料钻孔加工,或者使用内径加工机,并不直接使用无缝钢管。
而究其原因,在于枪管材料加工前都要经过锻造和热处理,无缝钢管预留的孔并无法保存到加工环节,即便保留到加工环节,已经变形的内孔对钻头伤害极大,因此枪管多以实心特种枪钢为原料。
但并非没有前提,前提是得有合适的加工刀具,而且近现代突击枪械口径多为556和762,即便是127口径,其加工难度和工艺也很高,而口径越小,对刀具和设备的的要求越大。
因此适当放宽口径的同时,百里燕考虑使用无缝钢管,尽管无缝钢管技术指标不如锻造后的实心圆钢材质,将最终影响装药量与射程。
但就当下而言,永兴步枪的弹丸初速很低,小于三百八十米每秒,滑膛枪四百米的杀伤射距没有任何的精度可言,还不如两百米更为有效,先实现工业化生产,解决有无问题是首要问题。
如果无法攻克无缝钢管技术,就只能攻克刀具材料,提升刀具质量,使用加长钻头,适当缩短枪管长度,用钻头打通实心锻造圆钢,再用拉刀加工内孔。
当然,如果没有无缝钢管,有缝钢管同样可以是实现枪械的射击过程。早期前膛枪火绳枪也好,后期的燧发枪也罢,枪管最早都是有缝钢管进行加热合缝后再上加工机加工内孔。【注八】
此前缴获的怪异枪也证明了这一点,有缝热轧卷钢管也能加工枪管。
早期的管型火器以紫铜铸造为主,份量很大,后改由铁匠将铁板捶打合拢,而后用铁芯棒插入管中整形。
此种铁管虽然重量略有减少,实际上也不轻多少,且口径往往达到二三十毫米以上,精度根本谈不上,五十米外打出的精度足够怀疑人生,安全也很成问题。
此后蒸汽机的出现,为热轧卷管提供了动力基础,由此出现有缝钢管。
此种有缝钢管先用轧钢加热卷曲,然后在缝隙处淋上火碱、纯碱或者硼砂之类,有助于金属硬结合的催化剂,最后后进行挤压合缝,合缝后再套抱箍,从而提高膛压,防止枪管张裂而爆炸,不过安全系数仍然不高。后来刀具材料的进步,枪管加工改由实行圆钢钻孔加工。
而直到十九世纪末英国人发明了无缝钢管,早期后膛定装步枪由于要求不高,一段时间内使用无缝钢管作为枪管。
后来随着枪弹火药技术的发展,膛压逐渐增加,对枪管材质提出进一步要求,锻压后再热拔成型的无缝钢管陆续成为主流。
发展至近现代,枪弹多以两倍至三倍音速发射高速枪弹,传统的热拔无缝钢管已无法胜任合金枪管钢的生产,加之突击步枪枪管的缩短,使得多数枪支以实心合金棒料两头钻孔接通,或者上内径机,最后拉膛线,或者挤压膛线,实现内孔加工。
永兴步枪因后膛装填,使用安全无烟火药,动能威力更大,有缝钢管无法满足膛压需求,无缝钢管这条技术路线眼下基本不可能。
首批九十支步枪中,三十支发往千岳山,用于冬季高原严寒测试,其余六十支继续在咸国进行各项指标测试,以发现使用中的问题,并及时以改进,便于为日后大规模生产定型。
时间至盛元646年开春,陆续出现极不道德的事情,大量回流寸金、寸金出现短斤缺两。
由于金属钱币固有的缺点,其随着流通而磨损加剧,因此存在有自然损耗的误差,尤其是金银贵金属的硬度差质地软,磨损要比铜钱和合金币更快。
但眼下流通的贵金属以条状寸银、寸金为主,金银铤为辅,相比中国传统的元宝,条状金属的磨损率,略少于元宝。因为元宝的外形碰撞下容易产生缺口,因此大额的雪花银元宝,其元宝的两翘多少有缺口,而条状金属其表面匀称,极少出现磕碰,因此金条银条的自然损耗率不是很大。
一根寸银常年使用后通常比初期减少三分之一钱,至半钱,而国库回收金银,每根都要过秤,损耗过得多即刻回炉重铸以恢复足量。
然而在已经少了半钱的基础上,十之五六的金银条再少半钱一钱,甚至更多,这就不是自然磨损能做到的,十五根金银累计减少的就是一两,咸国每年流水贵金属以百万计,十五万根白银,就少半吨,积少成多百万根就得是几吨。
短斤缺两最早出现在644年末,进入645年形势越演越烈,十之五六的金银都有短斤缺两,有的还不止缺一钱。
之前最为担心的事情终于是发生了,黑巾当年以硝酸和王水腐蚀金银,进而通过酸置换的方式,将金银置换出。而今十之五六的金银存在短斤缺两,这意味着已经是普遍现象。
【注1】何有机械加工能力的机加工厂都具备生产枪械的能力,问题在于合不合法。
【注2】机械零件加工领域,回转体零件加工可适应性最强,既多数以圆柱为几何外形的零件最容易加工。如旋转后拉式栓动步枪,其枪机结构主要以回转体为主,典型的如毛瑟、三八大盖、莫辛纳甘。
自动火器如司登式冲锋枪,3冲锋枪,都是冲压与回转体零件枪支。
【注3】早期步枪的闭锁方式有多种,旋转后拉栓动步枪是比较典型,且经久不衰的结构。其优点是闭锁可靠,耐膛压大,可靠率高,机械故障少,缺点是供弹效率太低。
活门闭锁,是将枪机活门与枪管用脚链连接,而后用卡笋闭锁,因此装弹与退弹需要将闭锁打开,由此导致枪管与枪机活门开启。
而且活门闭锁由于需要打开枪机,导致其耐膛压性能低,因此不适合发射全威力步枪弹。同时无法使用弹仓结构,因此只能增加枪管,来获取装填更多弹药。
【注4】关于子弹壳的自造,但就看零件结构而言,枪怎么看都比造弹壳复杂。但事实上造子弹比造枪更难,还不是一星半点。因此世界上能造枪的国家很多,能造子弹的却很少。
因此造枪容易,造子弹难。
【注5】无缝钢管技术由英国人在十九世纪末发明,在此之前,钢管,尤其是中小口径深孔钢管都用钻头加工。
【注6】高速钢于上世纪初,由美国人发明,使得金属切削加工效率得以成倍增加。
当然,尽管叫“高速钢”,那是相对于高速钢之前的切削刀具而言的。高速钢通常的切削速度也就主轴每分钟三五百转,七八百已经是极限。
相较于硬质合金刀具,动则可以七八百转每分钟,高级硬质合金道具能有三两千,甚至上万,高速钢已经不够看。但即便是现代,高速钢依然是常规通用切削刀具钢。
【注7】关于枪管是有缝还是无缝的问题,一般的短管铁管仍然能够使用铸造成形生产,但孔长都比较短,四五百毫米已经是铸造小孔铁管的极限,因为铸造需要的砂型芯棒会很脆弱,浇铸过程中受到铁水和浇铸冲击压力影响而发生变形、断裂。
因此通孔越长,直径越小,铸造越无法生产,而且即便能生产,也不是规模化工业生产。
所以中期开始的火枪,都是薄轧钢合缝钢管,确切的说是一种软轧铁,轧钢的性能太好,早期其实是没有合缝加工能力的。
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永兴城当下以通用机床为主,工业化规模生产枪械就成本和工艺要求而言,最好用专机,尤其是深孔钻孔、拉孔、内径机等专机,专机生产的成本更低,合格率高,质量稳定,能显着降低造价成本。
然永兴城眼下着手扩大通用切削机床与基础工业规模,通用机床需求量极大,无暇再分配多余的产能生产大量专机,尤其是蒸汽机的需求尚不能满足通用机床的需求,此时再上马需求更大的专机,得不偿失。
其次新式火炮和榴霰弹的威力已经足够,而诸侯军绳帽枪的生产率很低,射击精度和效率更低,只能打排枪,有先进火炮的压制,短期内不足以在地面产生巨大威胁。
最后,永兴城如今车、铣、刨、磨、钻、镗、旋压、锻基本加工能力齐全,经过几次技术对比,以当前技术工艺,不考虑金属弹壳工艺和刀具材料的问题,完全有加工能力制造突击步枪【注1】,这意味着生产低级产品和高级产品,本质上高级产品更具技术和质量优势。
成熟的前膛燧发枪和后膛定装枪均采用滑膛枪管,弹一发容量的技术指标下,两者理论生产工时其实相差不大。
燧发前膛枪大致有两种结构,一种是机械转轮打火机,其次是燧发机、火镰与撞击药池整体式结构。
前者是早期燧发枪普遍结构,其结构发火率低,故障率高,机械转轮可靠性很差,且制造工艺与装配工时较长。
后者发火率得到了保证,故障率减少一半,制造工艺耗时甚至不比前者更少。
而后膛定装旋转后拉式栓动闭合步枪,整体是以回转零件与短小内孔为主,利于加工生产【注2】,可靠性高,工时较短,且供弹速度快,即便在只装一发子弹情况下,一分钟可以保证六发的射击装填速度,而前膛枪只能保证两发还无法卧姿装填。
如果就生产的便利性而言,同样是后膛定装步枪,使用活门闭锁装填【注3】的步枪生产工艺,少于装旋转后拉式栓动闭合结构。
但活门闭锁的结构缺陷制约了后膛承压能力,因此容易炸膛,活门闭锁更多用于霰弹和大威力手枪弹,极少用于全威力步枪弹,因为膛压太大。
综合现有技术条件,取舍技术指标,要在填速度、可靠性、发火率、加工可适性取平衡,后膛纸壳定装栓动步枪性能远高于前膛枪一个数量级。
当然,能造枪是一码事,能造子弹是另一码事。【注4】
弹壳的加工生产难度远高于枪械,所需的挤压机、冲压、拉深、成型、整形、成型、装配、压口生产工艺相当复杂。
白手起家从头来过需要时间积累,这也是百里燕此前开设冲压工坊,生产冲压品的主要原因,进行技术积累和数据采样是进行复杂难度冲压的前提,但凡是不可能一步到位。
由于工期排满,至当年秋季,百里燕只安排生产九十支该种步枪用于测试。
鉴于技术的制约,适合加工枪管的手段有限,无非两端钻孔与无缝钢管两条路。【注5】
而无缝钢管需冷拔、热拔、金属挤压机,设备复杂,当下并不具备条件。
于是预生产的九十支步枪,只得以预铸管的方式,预留直径十毫的通孔,先用淬火锰钢钻头两头对钻长度近九十厘米,将其接通。而后用拉刀加工成所需直径,最后顶住内孔车去外圆多余金属获取枪管。
此种方法不仅生产效率底下,且浇铸的钢管无法保证小孔质量,更不能锻压,因而并不能消除铸造缺陷提升枪管质量。
同时刀具材料的低劣制约了生产效率,锰钢钻头效果差强人意,钻削普通内孔问题不大,深孔加工会很成问题,期间经常发生拉刀断裂管中的悲剧,更别说加工膛线。
为了九十根枪管,实际生产了四百件毛坯,报废率小百分之八十,加工到好,最后核算的成本,相当于每支枪需要三十五根寸银,代价实在太大。既不能实现规模工业生产,高昂的价格也无法批量装备,还占用有限的工业资源,实在得不偿失。
为此,百里燕考虑两条腿走路,一面责令永兴城、砡工派攻关冷轧、热轧管小口径无缝钢管挤压机,同时加大高速钢【注6】研发力度,不至于一棵树上吊死。
现代枪管通常以实心枪管钢料钻孔加工,或者使用内径加工机,并不直接使用无缝钢管。
而究其原因,在于枪管材料加工前都要经过锻造和热处理,无缝钢管预留的孔并无法保存到加工环节,即便保留到加工环节,已经变形的内孔对钻头伤害极大,因此枪管多以实心特种枪钢为原料。
但并非没有前提,前提是得有合适的加工刀具,而且近现代突击枪械口径多为556和762,即便是127口径,其加工难度和工艺也很高,而口径越小,对刀具和设备的的要求越大。
因此适当放宽口径的同时,百里燕考虑使用无缝钢管,尽管无缝钢管技术指标不如锻造后的实心圆钢材质,将最终影响装药量与射程。
但就当下而言,永兴步枪的弹丸初速很低,小于三百八十米每秒,滑膛枪四百米的杀伤射距没有任何的精度可言,还不如两百米更为有效,先实现工业化生产,解决有无问题是首要问题。
如果无法攻克无缝钢管技术,就只能攻克刀具材料,提升刀具质量,使用加长钻头,适当缩短枪管长度,用钻头打通实心锻造圆钢,再用拉刀加工内孔。
当然,如果没有无缝钢管,有缝钢管同样可以是实现枪械的射击过程。早期前膛枪火绳枪也好,后期的燧发枪也罢,枪管最早都是有缝钢管进行加热合缝后再上加工机加工内孔。【注八】
此前缴获的怪异枪也证明了这一点,有缝热轧卷钢管也能加工枪管。
早期的管型火器以紫铜铸造为主,份量很大,后改由铁匠将铁板捶打合拢,而后用铁芯棒插入管中整形。
此种铁管虽然重量略有减少,实际上也不轻多少,且口径往往达到二三十毫米以上,精度根本谈不上,五十米外打出的精度足够怀疑人生,安全也很成问题。
此后蒸汽机的出现,为热轧卷管提供了动力基础,由此出现有缝钢管。
此种有缝钢管先用轧钢加热卷曲,然后在缝隙处淋上火碱、纯碱或者硼砂之类,有助于金属硬结合的催化剂,最后后进行挤压合缝,合缝后再套抱箍,从而提高膛压,防止枪管张裂而爆炸,不过安全系数仍然不高。后来刀具材料的进步,枪管加工改由实行圆钢钻孔加工。
而直到十九世纪末英国人发明了无缝钢管,早期后膛定装步枪由于要求不高,一段时间内使用无缝钢管作为枪管。
后来随着枪弹火药技术的发展,膛压逐渐增加,对枪管材质提出进一步要求,锻压后再热拔成型的无缝钢管陆续成为主流。
发展至近现代,枪弹多以两倍至三倍音速发射高速枪弹,传统的热拔无缝钢管已无法胜任合金枪管钢的生产,加之突击步枪枪管的缩短,使得多数枪支以实心合金棒料两头钻孔接通,或者上内径机,最后拉膛线,或者挤压膛线,实现内孔加工。
永兴步枪因后膛装填,使用安全无烟火药,动能威力更大,有缝钢管无法满足膛压需求,无缝钢管这条技术路线眼下基本不可能。
首批九十支步枪中,三十支发往千岳山,用于冬季高原严寒测试,其余六十支继续在咸国进行各项指标测试,以发现使用中的问题,并及时以改进,便于为日后大规模生产定型。
时间至盛元646年开春,陆续出现极不道德的事情,大量回流寸金、寸金出现短斤缺两。
由于金属钱币固有的缺点,其随着流通而磨损加剧,因此存在有自然损耗的误差,尤其是金银贵金属的硬度差质地软,磨损要比铜钱和合金币更快。
但眼下流通的贵金属以条状寸银、寸金为主,金银铤为辅,相比中国传统的元宝,条状金属的磨损率,略少于元宝。因为元宝的外形碰撞下容易产生缺口,因此大额的雪花银元宝,其元宝的两翘多少有缺口,而条状金属其表面匀称,极少出现磕碰,因此金条银条的自然损耗率不是很大。
一根寸银常年使用后通常比初期减少三分之一钱,至半钱,而国库回收金银,每根都要过秤,损耗过得多即刻回炉重铸以恢复足量。
然而在已经少了半钱的基础上,十之五六的金银条再少半钱一钱,甚至更多,这就不是自然磨损能做到的,十五根金银累计减少的就是一两,咸国每年流水贵金属以百万计,十五万根白银,就少半吨,积少成多百万根就得是几吨。
短斤缺两最早出现在644年末,进入645年形势越演越烈,十之五六的金银都有短斤缺两,有的还不止缺一钱。
之前最为担心的事情终于是发生了,黑巾当年以硝酸和王水腐蚀金银,进而通过酸置换的方式,将金银置换出。而今十之五六的金银存在短斤缺两,这意味着已经是普遍现象。
【注1】何有机械加工能力的机加工厂都具备生产枪械的能力,问题在于合不合法。
【注2】机械零件加工领域,回转体零件加工可适应性最强,既多数以圆柱为几何外形的零件最容易加工。如旋转后拉式栓动步枪,其枪机结构主要以回转体为主,典型的如毛瑟、三八大盖、莫辛纳甘。
自动火器如司登式冲锋枪,3冲锋枪,都是冲压与回转体零件枪支。
【注3】早期步枪的闭锁方式有多种,旋转后拉栓动步枪是比较典型,且经久不衰的结构。其优点是闭锁可靠,耐膛压大,可靠率高,机械故障少,缺点是供弹效率太低。
活门闭锁,是将枪机活门与枪管用脚链连接,而后用卡笋闭锁,因此装弹与退弹需要将闭锁打开,由此导致枪管与枪机活门开启。
而且活门闭锁由于需要打开枪机,导致其耐膛压性能低,因此不适合发射全威力步枪弹。同时无法使用弹仓结构,因此只能增加枪管,来获取装填更多弹药。
【注4】关于子弹壳的自造,但就看零件结构而言,枪怎么看都比造弹壳复杂。但事实上造子弹比造枪更难,还不是一星半点。因此世界上能造枪的国家很多,能造子弹的却很少。
因此造枪容易,造子弹难。
【注5】无缝钢管技术由英国人在十九世纪末发明,在此之前,钢管,尤其是中小口径深孔钢管都用钻头加工。
【注6】高速钢于上世纪初,由美国人发明,使得金属切削加工效率得以成倍增加。
当然,尽管叫“高速钢”,那是相对于高速钢之前的切削刀具而言的。高速钢通常的切削速度也就主轴每分钟三五百转,七八百已经是极限。
相较于硬质合金刀具,动则可以七八百转每分钟,高级硬质合金道具能有三两千,甚至上万,高速钢已经不够看。但即便是现代,高速钢依然是常规通用切削刀具钢。
【注7】关于枪管是有缝还是无缝的问题,一般的短管铁管仍然能够使用铸造成形生产,但孔长都比较短,四五百毫米已经是铸造小孔铁管的极限,因为铸造需要的砂型芯棒会很脆弱,浇铸过程中受到铁水和浇铸冲击压力影响而发生变形、断裂。
因此通孔越长,直径越小,铸造越无法生产,而且即便能生产,也不是规模化工业生产。
所以中期开始的火枪,都是薄轧钢合缝钢管,确切的说是一种软轧铁,轧钢的性能太好,早期其实是没有合缝加工能力的。
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