Металлообработка и машиностроение
Важнейшей областью маталлообрабатывающей промышленности в мануфактурный период является изготовление изделий из железа.
Железоделательные заводы, являющиеся главным типом предприятия этой отрасли техники, сочетаются в большинстве случаев с переделочным производством и рассчитаны на выпуск в первую очередь предметов военного назначения. Побочную отрасль металлообработки представляют собой проволочные мануфактуры. Из предприятий, занимающихся обработкой цветных металлов, на первый план необходимо выделить медно-латунные заводы и монетное производство.
Структура военно-железоделательных заводов обычно включает в себя в качестве основных производственных ячеек: 1) переделочные мастерские; 2) молотовые; 3) кузницы; 4) мастерские для сверления пушек; 5) мастерские для заваривания и обточки ручного огнестрельного оружия, 6) формовочные мастерские; 7) мастерские для производства инструментов и машин. Внутренний вид железоделательной мастерской показан на рис. 21, изображающем французскую металлообрабатывающую мануфактуру в середине XVIII в. Для таких крупных заводов характерен довольно обширный ассортимент выпускаемых изделий: на ряду с производством пушек, ядер, гранат, ружей, изготовляются материалы строительного характера (дверно-прутовое, досчатое железо, засовы, косяки, кованые доски для ворот и кровли), инструменты рудокопного дела (кирки, заступы, лопаты, молотки), предметы хозяйственного обихода (плиты, ножи, тазы, посуда), земледельческие орудия.
Если для металлообрабатывающей мануфактуры, больше чем для какой-либо другой, типичным является применение чрезвычайно специализированных и усовершенствованных орудий (различного рода клещи, буравы, долота, ступы, кочерги, ручные молоты, ножницы, сверла, топоры, точила и т. д.), то, с другой стороны, здесь же мы имеем, при выполнении некоторых элементарных операций, использование машин, по своим свойствам однако неспособных (см. гл. I, стр. 364—365) революционизировать производство.
Часть этих машин — сверлильные, проволочные —в своих элементарных формах возникли еще в XIV—XV вв., другие — точильные, шлифовальные, прокатные, резальные — являются изобретением технической мысли мануфактурного периода.
Наибольший интерес для нас представляют горизонтальные сверлильные, вернее расточные, машины, употреблявшиеся преимущественно для обработки пушек. Первый тип такой машины появился, повидимому, в первой половине XVI в.: он описан в сочинении Бирингуччио. Примитивный сверлильный станок, при помощи которого растачивалась внутренняя поверхность деревянных труб, был известен в Германии еще в середине XV в. и явился, очевидно, прототипом будущих пушечно-свер-лильных станков. Вертикальная конструкция пушечно-свер л ильного станка описана в некоторых немецких рукописях XV в.
Машина Бирингуччио (рис. 22) представляла собой топчак, который двигал ходивший внутри его человек, или лафетное колесо, приводившееся в действие валом водяного колеса; в колесо вставлялась четырехгранная головка, а в последнюю — длинная прямая штанга; к противоположному концу штанги припаивался кусок четырехгранной хорошо закаленной стали. Орудие, подлежащее рассверливанию, помещалось на соответствующей раме, служащей направляющей и поставленной на платформу. Для подтягивания орудия вперед и отклонения его назад перед
дулом пушки и сзади ее помещались два ворота, натягивавшие те или иные канаты. Каналы орудий не высверливались из цельного куска металла, а отливались по форме и только дополнительно растачивались сверлом до требуемой ширины.
Как указывает Бирингуччио, типы применявшихся сверл были довольно разнообразны. В одних случаях удобно было производить сверление круглым стержнем, в который вставлялись восемь лезвий из закаленной стали, образовывавших два ряда сверл (рис. 23,а). В других — употреблялись сверла, имевшие форму жолоба с режущим концом (рис. 23,Ь). Наиболее распространенным в то время являлось сверло, представлявшее собой насаженную на стержень бронзовую головку, в четыре канала которой вставлялось четыре стальных ножа (рис. 23,с).
Горизонтальная сверлильная машина становится в XVII— XVIII вв. необходимой принадлежностью всех крупных военно-металлургических заводов, причем конструкция ее мало видоизменяется по сравнению с описанной выше; некоторые сделанные в ней улучшения относятся, главным образом, к устройству механизма для подъема пушек, укреплению сверл в гнездах и другим второстепенным деталям.
Другая важная машина металлообрабатывающих мануфактур— проволочно-волочильный станок — также появляется впервые в феодальной мастерской конца ремесленного периода. В Нюрнберге еще до 1400 г. зарегистрирован такой станок с ручным приводом. Применение водяного колеса к волочильным аппаратам начинается в XV в.
У Бирингуччио мы находим описание двух способов изготовления золотой и серебряной проволоки-—-одного механического, другого ручного — и вододействующей волочильни для производства железной проволоки.
Первый способ сводится к волочению проволоки при помощи вертикального или горизонтального ворота, канат которого, натягиваясь, зажимает клещи, захватывающие конец проволоки; при этом проволока проходит через несколько рядов уменьшающихся отверстий волока, неподвижно закрепленного в деревянной колодке.
В тех случаях, когда необходимо получить очень тонкую проволоку, употребляют другой способ: проволока протягивается при помощи двух роликов и, будучи пропущена через одно из отверстий волока, наматывается на первый ролик, вращаемый вручную; затем она вводится в более узкое отверстие и также наматывается на второй ролик и т. д.
Если работа при втором способе зависит исключительно от личного искусства рабочего, то и в первом способе, несмотря на частичную механизацию, участие рабочего в собственно-трудовых операциях требуется еще в значительных размерах.
Что касается волочильни (рис. 24), то она представляет собой станок, в котором водяное колесо, при помощи коленчатого вала, периодически натягивает кожаный ремень, к которому прикреплены клещи, тянущие проволоку, пропущенную через волок; рабочий сидит в яме на качающейся доске и в тот момент, когда клещи приближаются к месту расположения волока, захватывает при помощи их проволоку. Таким образом и здесь рабочий полностью не устранен от непосредственного воздействия на предмет труда.
Одним из оригинальных достижений мануфактуры в области металлообработки являются плющильно-прокатные станки.
Они (если не считать рисунков Леонардо да-Винчи) начинают попадаться в технических сочинениях лишь с первых десятилетий XVII в. Как свидетельствует итальянский инженер Цонка, в Италии в то время употреблялся небольшой прокатный стан для прокатки оконного свинца, представлявший собой закрытый металлический ящик, в котором при помощи рукоятки вращаются диски, режущие свинец; последний выходит в форме ленты через выпускную трубу. Во Франции в начале XVII в. был известен плющильный станок для прокатки свинцовых и оловянных пластин. На рис. 25 видны два гладких железных вальца; к оси верхнего прикреплена крестовина; между вальцами вставляется плита, обрабатываемая при вращении человеком крестовины; степень прижимания верхнего вала к нижнему— в зависимости от толщины плиты — регулируется особыми винтами.
Техника прокатки тесно связана с одним из наиболее интересных сдвигов, происходящих в металлообрабатывающей промышленности в мануфактурный период—? переходом к механической чеканке монеты. Основные моменты в процессе механизации монетного дела — это: 1) изобретение в середине XVI в. плющильного валика французом Брюлье, 2) введение во второй половине XVII в. станка для выделывания монетных кружков и станка для штамповки монеты, 3) появление в 1685 г.
в Англии гуртильного станка (для отделки монетных гуртиков). Прогресс в технике монетного производства является следствием, с одной стороны, «революции цен» и необычайно увеличившейся добычи благородных металлов, а с другой — роста капиталистического хозяйства европейских стран, обусловливающего широкое развитие денежного обращения. Повидимому, переход к чеканке монет дал первый толчок к распространению прокатного искусства вообще.
Одной из важных машин мануфактурной металлообработки являются шлифовальные аппараты. Первые шлифовальные мельницы зарегистрированы в Аугсбурге в 1389 г. В Италии в начале XVII в. в употреблении находились как шлифовальни с ручным приводом, так и вододействующие. Образец первой показан на рис. 26. Приводное колесо, вращаемое человеком, соединено шнуром с роликом горизонтального вала, на противоположном конце которого укреплены два точильных круга. Другая шлифовальня того же времени, описанная немецким техником Цейзингом, интересна с точки зрения примененного в ней способа передачи вращательного движения скрещенным ремнем, (см. рис. 2, стр. 373). Иногда точильные круги приводились в действие канатом, как это видно из рисунка, помещенного в сочинении де-Страда (изд. 1629 г.) (см. рис. 1, стр. 372). Сфера применения шлифовальных аппаратов была довольно многообразной. Они употреблялись при полировке мрамора, для гравировки драгоценных камней (напр. алмазов),, для обточки различных металлических изделий. В последней области среди объектов шлифования на первом месте стоит холодное и огнестрельное оружие (рапиры, клинки, мушкеты, карабинные стволы). В особенности важную роль играют шлифо-вально-точильные механизмы в производстве ружья, где они необходимы в приготовлении стволов, замков и окончательной отделки разных деталей.
Принадлежностью почти всех крупных металлообрабатывающих мануфактур была мастерская для изготовления средств производства, обычно рассчитанная на удовлетворение нужд самого предприятия. Здесь выделывались как ручные инструменты рабочего (молот, бурав, резец, сверла, клещи, ножницы, кочерги, точила и т. д.), так и станки и аппараты, частично развившиеся до формы машины (воздуходувный аппарат, гидравлический молот, сверлильно-пушечный и ружейный станки и т. д.). Из орудий, производивших средства производства, на первом месте должен быть поставлен токарный станок. Обычным его типом является так наз. лучковый станок, в котором обрабатываемый предмет, зажатый между двумя остриями, приводится во вращательное движение обкрученным вокруг него шнуром от ножной педали, а рабочий оперирует ручным резцом, который он прилагает к поверхности подлежащего обработке-предмета. Здесь качество изделий всецело зависит от личного искусства рабочего, его ловкости, внимания, сообразительности и т. п., и такой токарный станок представляет собой, вследствие этого, не машину, а лишь сложное орудие: рабочий непосредственно выполняет собственно трудовые операции при помощи своего ручного инструмента. Однако в мануфактурный период, имеют место попытки превратить токарный станок из орудия в машину. В конце XVI в. французский инженер Жак Бессон изобретает токарный станок для нарезки простых и конических винтов, в котором ручная подача резца заменена механической. Он представлен на рис. 27.
На верхнем валу станка — 3 ролика со шнурами. Рабочий тянет за средний шнур и приводит этим во вращение вал, а через него обрабатываемый предмет, на котором намотан левый шнур,, и шкив винта, горизонтально установленного в деревянной неподвижной раме (правый шнур); к ведущей гайке винта, перемещающейся попеременно справа налево и наоборот, прикреплен деревянный брус, а к последнему — гильза, служащая держателем для специальной насадки, в верхнем конце которой прикреплен резец; при посредстве крайних шнуров с грузами резец поднимается и прижимается к обрабатываемому предмету. При поднимании рабочим руки со шнуром, вал, а вместе с ним и обрабатываемый предмет, начинают вращаться под действием противовесов в противоположную сторону, и рабочий должен нажать ногой на подвешенную к подножке скобу, чтобы резец на это время перестал соприкасаться с поверхностью обрабатываемой детали. Так как перемещение резца вверх происходит легко и автоматически, нарезку оказывается возможным производить на детали цилиндрической, конической и тому подобной формы. Станок Бессона, повидимому, не получил практического применения в мануфактурный период, но он интересен с точки зрения осуществления в нем идеи самоходного винта с резцом, принципа, лежащего в основе металлообрабатывающих станков, вызвавших переворот в машиностроении конца XVIII — нач. XIX в. Это прообраз революционизирующей производство машины, которой принадлежит решающая роль в эпоху перехода от мануфактурной техники к машинной, и пример того, как «мануфактура развивает первые технические элементы крупной промышленности» (Маркс). «Мастерская для производства самих орудий труда, особенно сложных механических аппаратов», — говорит Маркс, — была «одним из наиболее совершенных созданий мануфактуры».1 Вместе с тем эта мастерская подготовила те новые факторы, которые в конечном счете уничтожили самый технический базис мануфактуры: «она производила машины, при помощи которых крупная промышленность положила конец ремесленному и мануфактурному производству»