莫茲利當(dāng)時(shí)所能見(jiàn)到的車床仍然是這種木制車床。他經(jīng)過(guò)對(duì)已有的車床觀察認(rèn)為，現(xiàn)有的車床有三大缺點(diǎn)需要改進(jìn)：一是支持工件的床身是用木頭做的，容易變形，因而常使工作件在定中心和校直時(shí)受到破壞；二是用腳踏板驅(qū)動(dòng)太費(fèi)力，無(wú)法加工大件金屬材料；三是手持刀具難以做到精密、穩(wěn)定的加工，特別是要加工那些尺寸要求較嚴(yán)格的部件時(shí)，不經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期訓(xùn)練的人是加工不出來(lái)的。當(dāng)莫茲利考慮改進(jìn)車床的時(shí)候，一場(chǎng)轟轟烈烈的工業(yè)革命正在歐洲大地展開(kāi)，由瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)已進(jìn)入實(shí)用階段，阿克萊特等人建立的紡紗廠已經(jīng)使用蒸汽作動(dòng)力。莫茲利很自然地想到，可以用瓦特蒸汽機(jī)代替人力來(lái)為機(jī)床旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。這樣，第二個(gè)缺點(diǎn)即可得到克服。第一個(gè)缺點(diǎn)可用鐵來(lái)代替木料，也不難解決。惟一困難的是想個(gè)什么辦法能不用手來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具和工件的接觸呢？為此，莫茲利開(kāi)始了艱苦的攻關(guān)。他按自己的設(shè)想制作了模型，開(kāi)始整天埋頭于構(gòu)想和實(shí)驗(yàn)之中，簡(jiǎn)直到了廢寢忘食的程度。他的行動(dòng)，使布拉馬大為感動(dòng)，于是，也加入了莫茲利的攻關(guān)行列，幫他出主意，想辦法，并允許他自主地調(diào)動(dòng)工廠里的人、財(cái)、物，供研究之用。他們?cè)岢鲞^(guò)很多設(shè)想來(lái)實(shí)現(xiàn)非人力的刀具和工件的接觸，最終確定，必須用一個(gè)鐵架來(lái)把刀具固定在床身上。但隨之而來(lái)的問(wèn)題是，如何才能實(shí)現(xiàn)刀架沿工件徑向的進(jìn)刀和軸向的移動(dòng)，從而保證加工出一個(gè)完整的圓柱形表面。經(jīng)過(guò)苦思冥想和反復(fù)試驗(yàn)，徑向的進(jìn)刀問(wèn)題被攻克了，即在刀架上安裝一個(gè)手柄，搖動(dòng)手柄，帶動(dòng)一組螺旋機(jī)構(gòu)，進(jìn)而帶動(dòng)刀具前后移動(dòng)。最后只剩下刀架的軸向移動(dòng)尚未解決。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，為這個(gè)問(wèn)題的解決帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)。一天，莫茲利車床模型用的蒸汽機(jī)壞了，他為了查找病因便將蒸汽機(jī)拆開(kāi)了，當(dāng)他擺弄蒸汽機(jī)中可以來(lái)回移動(dòng)的滑閥時(shí)，突覺(jué)眼前一亮：為什么不可以用滑動(dòng)的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)呢！

1794年，莫茲利終于制造出第一臺(tái)車床。這臺(tái)車床便是現(xiàn)代車床的鼻祖，它比以往的車床有三點(diǎn)重大的改進(jìn)：一是車床的全部零部件由鐵制成；二是采取了蒸汽驅(qū)動(dòng)；但主要的改進(jìn)還是采用了滑動(dòng)刀架。有了它，刀具不再拿在工人手中，而是固定在刀架上。刀具用兩根絲桿送向工作件，還可以沿工件的旋轉(zhuǎn)軸平行移動(dòng)，車工只須操作手柄就可以了，這樣就使車工省去了為按壓和操縱刀具付出艱苦的體力勞動(dòng)。更重要的是，有了滑動(dòng)刀架，可以大大提高加工的精密度，車刀可以以百分之一英寸的精度移動(dòng)，不會(huì)再因?yàn)檐嚬さ臒o(wú)意動(dòng)作或肌肉收縮而產(chǎn)生顫抖和沖擊。另一個(gè)優(yōu)越之處是，滑動(dòng)刀架和蒸汽機(jī)的結(jié)合不但大大提高了加工速度，而且極大地拓展了加工范圍。有了這種發(fā)明之后，機(jī)器各部分所必要的幾何學(xué)形狀，就能容易地、準(zhǔn)確地、迅速地生產(chǎn)出來(lái)，即使最熟練的工人積累的經(jīng)驗(yàn)，也不能做到這樣。的確，在此以前要加工平滑如鏡，沒(méi)有坑坑洼洼的表面很少獲得成功，而現(xiàn)在每個(gè)車工都能做到。

人們也許以為，有了車床就可以向紡織機(jī)制造、蒸汽機(jī)制造等行業(yè)提供迫切需要的精密零件了。但在1794年莫茲利發(fā)明第一臺(tái)車床時(shí)，其直接目的還是著眼于提高布拉馬工廠的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，所以此后莫茲利又造了幾臺(tái)這樣的車床，都是作為秘密武器在工廠內(nèi)部自用。布拉馬為了保持自己在本行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，也不希望把車床在社會(huì)上普遍推廣。1849年，布拉馬的一位朋友約翰·費(fèi)亞利在回憶中記敘了當(dāng)年的情景：“在布拉馬的秘密工廠里，有幾臺(tái)新奇的機(jī)器，這是當(dāng)時(shí)其他同類工廠中所沒(méi)有的，這些機(jī)器都是由莫茲利制造的?！庇捎谶@個(gè)原因，這項(xiàng)偉大發(fā)明的巨大社會(huì)效益，在他最初發(fā)明的幾年中被壓抑住了。恰在此時(shí)，莫茲利的命運(yùn)中出現(xiàn)了第二次重要的轉(zhuǎn)折，從而也為這一問(wèn)題的解決帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)。

發(fā)明家兼企業(yè)家

1793年，莫茲利與布拉馬家中的女傭人薩拉·臺(tái)茵達(dá)爾結(jié)了婚。1797年，由于家庭人口增多，莫茲利要求增加工錢(qián)，但是遭到了布拉馬的拒絕。于是，在工作了八年之后，他離開(kāi)了布拉馬工廠，并在牛津附近的威爾士大街建立了自己的新工廠，開(kāi)始獨(dú)立經(jīng)營(yíng)。當(dāng)時(shí)莫茲利只有26歲。自立后的第一批主顧是前來(lái)定做新式鐵畫(huà)架的藝術(shù)家。他帶領(lǐng)工人們小心謹(jǐn)慎地制了尺寸正確的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，由此取得了信譽(yù)，訂貨便接踵而來(lái)。莫茲利的名聲逐漸傳開(kāi)了，這使他在1800年贏得了第一項(xiàng)大宗訂貨——為海軍部制作大批的船用索具的標(biāo)準(zhǔn)滑輪。他于1801年畫(huà)出了圖紙。但要完成這樣大規(guī)模的生產(chǎn)任務(wù)，工廠現(xiàn)有的場(chǎng)地和人手都顯得力不從心。為此，莫茲利于1802年把工廠搬到珍珠大街，將工廠規(guī)模擴(kuò)大，雇用了80個(gè)工匠，并在同一年自制了制作滑輪的全部機(jī)械設(shè)備，僅制作的機(jī)床就有44臺(tái)。經(jīng)過(guò)莫茲利的努力，終于順利地完成了海軍部的這批訂貨。這批滑輪制成后被海軍部安裝在普茨茅斯港，成為該港長(zhǎng)期使用的重要設(shè)施。這使得莫茲利的名聲更高了，生意也更興隆了。

盡管生意興旺，可是莫茲利還是沒(méi)有忘記自己心愛(ài)的車床。就在他獨(dú)立辦廠的第一年，即1797年，他對(duì)車床又作了一個(gè)重要改進(jìn)。在此之前，他的車床刀架在工件軸向的移動(dòng)仍需靠手動(dòng)，這一次他在車床的床身中又設(shè)置一旋轉(zhuǎn)的絲杠與驅(qū)動(dòng)輪連接，使絲杠的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑動(dòng)刀架均勻地沿著工件的軸向移動(dòng)，使刀架在工件的軸向進(jìn)給實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。這樣一來(lái)，車床上轉(zhuǎn)動(dòng)的任何材料都能夠自動(dòng)地加工成為一只精密的圓柱體。它的大小取決于工件的最初表置，而且只要裝置好了，車床就能生產(chǎn)出任何數(shù)量的同樣的圓柱體。由于這樣的改進(jìn)，就使車床在社會(huì)上普遍推廣的條件更為成熟了。

事實(shí)上，莫茲利不僅是一個(gè)高明的技術(shù)權(quán)威，而且還是一個(gè)有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的企業(yè)家。這時(shí)，他已經(jīng)開(kāi)始考慮要把他的發(fā)明實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，要把車床作為商品到市場(chǎng)上去銷售。當(dāng)時(shí)雖然已經(jīng)有了以紡紗機(jī)、機(jī)械織布機(jī)和蒸汽機(jī)為產(chǎn)品的機(jī)械制造廠，但幾乎都是一些以手工技術(shù)為基礎(chǔ)的小作坊和制造所。由于缺乏機(jī)械化工具，這些機(jī)器全是工匠用手工工具，通過(guò)砍、鑿、鏟、削等方式一臺(tái)一臺(tái)單獨(dú)制造出來(lái)的，不但成本高、產(chǎn)量低，更為嚴(yán)重的是，機(jī)械零件缺乏必要的精度，很難令顧客滿意。如齒輪常常不能完全咬合，絲杠和螺母互相撞擊，蒸汽機(jī)的活塞同缸壁間的間隙甚至能容下兩個(gè)手指，為了不漏氣、能動(dòng)作常常不得不用破布填塞。

因此，在機(jī)械制造業(yè)中采用機(jī)器生產(chǎn)，不但是機(jī)械行業(yè)自身的迫切需要和當(dāng)務(wù)之急，而且關(guān)系到工業(yè)革命能否最終得以完成的大局。莫茲利看到了這一前景，也看好了這塊大市場(chǎng)。作為一個(gè)發(fā)明家，也許他首先想到的是發(fā)明的完善化；但作為一個(gè)企業(yè)家，首先想到的就是市場(chǎng)，因此就要把發(fā)明的成果商品化。

1810年，莫茲利的工廠遷移到蘭帕森，并進(jìn)行了擴(kuò)建。與此同時(shí)，他吸收了一個(gè)出資者，成立了莫茲利·福爾德商會(huì)，把原來(lái)的工廠發(fā)展成為機(jī)床生產(chǎn)廠家。

莫茲利在他的機(jī)床廠中，又搞出了許多新的發(fā)明。如他發(fā)明了鍋爐鋼板的打刻機(jī)，使過(guò)去的手工打刻改用機(jī)械進(jìn)行了。此外，引人注目的是，他通過(guò)改進(jìn)車床而實(shí)現(xiàn)了各種尺寸標(biāo)準(zhǔn)的螺紋的制造。

自從螺紋問(wèn)世以來(lái)，它就被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備和日常生活中，因此，自古以來(lái)，人們就非常注意螺絲、螺紋的制造。但以往都是靠手工操作，制造出來(lái)的螺紋精度較差，配合效果不好。莫茲利為了改進(jìn)螺紋的制造，又發(fā)明了可以帶動(dòng)刀架平行于車床中心線運(yùn)動(dòng)的耦合器具，這樣就能在圓柱體上刻出螺旋狀的痕跡，然后再用刀具沿螺旋線切削成螺紋。此外，他還采用了齒輪組合體把主軸箱與絲桿連結(jié)起來(lái)，只要選用不同直徑的齒輪，車床就可以多級(jí)改變絲桿的轉(zhuǎn)速，從而可以實(shí)現(xiàn)加工不同螺距的螺紋。

莫茲利不但創(chuàng)造出正確加工螺紋的方法，而且還利用螺紋機(jī)構(gòu)制作了各種測(cè)量器具，對(duì)提高加工精度作出了重要貢獻(xiàn)。其中一項(xiàng)，便是他所制作的準(zhǔn)確測(cè)量零件尺寸的千分尺，其精度可達(dá)00001英寸。這種千分尺直到今天仍然被機(jī)械工廠的工人們應(yīng)用著，用來(lái)測(cè)量加工零件的尺寸。

在莫茲利的工廠中，還制作了極為平整的平面，作為加工平面的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備。在機(jī)械制造中，除了圓柱體和螺紋以外，平面部件或真正的平面也是不可缺少的。如在車床床身上，平面對(duì)于保證滑動(dòng)刀架的平穩(wěn)移動(dòng)十分重要；蒸汽機(jī)滑閥的啟動(dòng)部位也需利用平面。以往生產(chǎn)平面的方法是將一個(gè)鑄件或者鍛件的面用鏟子修成大體上是平的，然后再用另一個(gè)已制定為是平的面來(lái)研磨它。利用這種方法生產(chǎn)出來(lái)的平面是很不精確的，因?yàn)榧词箖蓚€(gè)面在所有點(diǎn)上都接觸，也不能保證兩個(gè)平面就一定是平的，而很可能出現(xiàn)一個(gè)平面凹一個(gè)平面凸的情況。在莫茲利的親自指導(dǎo)下，他的徒弟——后來(lái)也成為著名機(jī)械專家的約瑟夫·惠特沃斯，研究并解決了真正平面的制作問(wèn)題?；萏匚炙拐J(rèn)識(shí)到，兩個(gè)在所有點(diǎn)上緊貼的面并不一定是平面，但要是有三個(gè)面能兩兩緊貼的話，那它們就一定是真正平的。這樣，在實(shí)際制作平面時(shí)，用三個(gè)平面互相研磨，就可以同時(shí)研磨出三個(gè)平面來(lái)。在莫茲利的工廠中，利用這種方法成功地制出了標(biāo)準(zhǔn)平面。這以后就可以將這種標(biāo)準(zhǔn)平面放在操作者身邊，供作加工新平面的標(biāo)準(zhǔn)使用。莫茲利的另一位高徒、蒸汽錘的發(fā)明者詹姆斯·納斯米希當(dāng)時(shí)曾經(jīng)贊賞地稱這種方法為“空前的絕招”。

經(jīng)過(guò)莫茲利本人和他眾多的徒弟們的不懈努力，莫茲利工廠的機(jī)械制造技術(shù)達(dá)到近乎完善化的程度，莫茲利本人被公認(rèn)為是英國(guó)機(jī)械制造業(yè)的最高權(quán)威，他和他的工廠指導(dǎo)著英國(guó)的機(jī)械工業(yè)，莫茲利工廠生產(chǎn)的機(jī)床都要打上莫茲利的刻印。在生產(chǎn)機(jī)床的過(guò)程中，莫茲利還注意使其結(jié)構(gòu)不斷簡(jiǎn)化。他的工廠里整天顧客盈門(mén)，用戶們都贊嘆他的車床名不虛傳。1832年，美國(guó)技術(shù)家塞勒訪問(wèn)了莫茲利工廠，后來(lái)他稱贊說(shuō)，莫茲利所發(fā)明的切削螺紋車床，堪稱一切車床之父，這是一種靠齒輪的組合而切削不同螺距螺紋的絕妙的機(jī)器。

莫茲利的一生，以其眾多的發(fā)明奠定了近代機(jī)械制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)，而他帶頭推進(jìn)其發(fā)明的產(chǎn)業(yè)化又使他成為“用機(jī)器生產(chǎn)機(jī)器時(shí)代”的開(kāi)拓者。正是由于車床的發(fā)明和普遍推廣，才使得用大機(jī)器工業(yè)取代工場(chǎng)手工業(yè)的第一次革命得以最后完成。

注重人才培養(yǎng)

在莫茲利一生的眾多發(fā)明中，最重要的還是滑動(dòng)刀架的發(fā)明，這是具有劃時(shí)代意義的發(fā)明。

正是由于莫茲利發(fā)明了滑動(dòng)刀架，啟發(fā)了整整一代機(jī)械發(fā)明家。他們通過(guò)掌握滑動(dòng)原理，并以不同的形式把它運(yùn)用于自己的發(fā)明活動(dòng)中，相繼發(fā)明了鏜床、刨床、插床、鉆床和其他各種機(jī)床。其中刨床是由莫茲利的高徒之一約翰·克萊門(mén)特于1825年發(fā)明的。

莫茲利的一生，為機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展竭盡了全力，同時(shí)還培養(yǎng)了許多優(yōu)秀的機(jī)械人才。在莫茲利工廠工作過(guò)的許多機(jī)械技師，在莫茲利的親自教誨和指導(dǎo)下，都練就了一身堅(jiān)實(shí)的技術(shù)功底。莫茲利積極推進(jìn)發(fā)明革新的產(chǎn)業(yè)化和勇于創(chuàng)業(yè)的精神也深深地影響了他們，這些人后來(lái)都成了領(lǐng)導(dǎo)英國(guó)工業(yè)界的優(yōu)秀技術(shù)家。除了發(fā)明刨床并積極推進(jìn)精密機(jī)床制造工作的約翰·克萊門(mén)特外，還有發(fā)明船用發(fā)動(dòng)機(jī)的詹姆斯·西瓦德，有制造機(jī)床的威廉·姆亞；有創(chuàng)辦機(jī)車工廠、發(fā)明自動(dòng)紡紗機(jī)，使動(dòng)力織機(jī)最早付諸實(shí)用的理查德·羅伯茨；有成為19世紀(jì)最大的機(jī)床制造商的約瑟夫·惠特沃斯，以及建立了許多機(jī)械工廠，發(fā)明了落錘高度可調(diào)節(jié)的蒸汽錘的詹姆斯·納斯米奇。

在眾多的高徒中，有一位值得專門(mén)提到的是約瑟夫·惠特沃斯。他曾想出了“空前的絕招”，制作出標(biāo)準(zhǔn)平面；曾制成了能測(cè)量出一英寸百萬(wàn)分之一誤差的標(biāo)準(zhǔn)螺旋規(guī)；經(jīng)他改進(jìn)的精密車床、刨床、磨床和牛頭刨床，使他在1851年的世界博覽會(huì)上贏得了全球性的聲譽(yù)。但是他的最大功績(jī)是結(jié)束了螺紋尺寸和種類雜亂不堪的局面，創(chuàng)立了標(biāo)準(zhǔn)化螺紋的生產(chǎn)。這是現(xiàn)代互換式生產(chǎn)的開(kāi)端。以后，美國(guó)的伊萊亞斯·惠特尼在這個(gè)思想的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了標(biāo)準(zhǔn)化——互換式的生產(chǎn)體制，后來(lái)汽車大王亨利·福特又將其與流水作業(yè)相結(jié)合，形成了近代機(jī)械工業(yè)的大批量生產(chǎn)體制，并為當(dāng)代的計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

1831年1月，莫茲利為了探望一位患重病的法國(guó)朋友，遠(yuǎn)道前往波洛紐，在那里呆了一個(gè)星期，直到朋友的病情好轉(zhuǎn)方才離去。在歸途中他患了流行性重感冒，回到蘭帕斯便一病不起，不幸于1831年2月14日去世，終年59歲。人們?yōu)橐淮鷻C(jī)械技術(shù)宗師的辭世而悲傷不已。按照他生前的設(shè)計(jì)圖，人們?cè)谑ァ溊烫美餅樗藿四乖?，以此?lái)緬懷這位偉大的發(fā)明家。

新時(shí)代的開(kāi)創(chuàng)者愛(ài)迪生

愛(ài)迪生是美國(guó)的一位偉大的發(fā)明家、企業(yè)家。他的名字不僅在我國(guó)，而且在全世界也是家喻戶曉的?！皭?ài)迪生”三個(gè)字一直被人們看做是勤奮與天才的象征，尤其是對(duì)千百萬(wàn)青少年，它就像一塊巨大的磁石，有著強(qiáng)烈的吸引力。

愛(ài)迪生除了在留聲機(jī)，電燈、電話、電報(bào)、電影等方面的發(fā)明和貢獻(xiàn)以外，在礦業(yè)、建筑業(yè)、化工等領(lǐng)域也有不少著名的創(chuàng)造和真知灼見(jiàn)。愛(ài)迪生的一生，總計(jì)有一千多項(xiàng)發(fā)明，也就是說(shuō)，當(dāng)他進(jìn)入成年之后，幾乎平均每?jī)芍芫蜕陥?bào)一次發(fā)明專利。愛(ài)迪生之所以受到各國(guó)人民的敬仰，正如一個(gè)美國(guó)作家所說(shuō)：“他雖不發(fā)明歷史，卻為歷史錦上添花?！?

的確，愛(ài)迪生為我們開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)嶄新的電器時(shí)代，雖然他離開(kāi)我們已半個(gè)多世紀(jì)，可我們?nèi)粘Ｉ钏佑|到的許多方面，都依然閃爍著愛(ài)迪生智慧的光芒。他的名字連同其發(fā)明一道被世人代代傳頌著。那么，愛(ài)迪生究竟是怎樣成了一個(gè)世界聞名的偉大發(fā)明家的呢？