螺丝在我们日常生活中广泛使用的基础零件。虽然它们隐藏在产品内部并不显眼,但是螺丝被称做“产业之盐”,由此可见其重要性。在日常中我们也是经常可以看见的。

  以工业领域为首,“螺丝”是日常生活中广泛使用的基础零件。

  例如钟表、医疗器械、房屋、汽车、隧道、信号灯、建筑物、桥梁、电车、船舶、飞机、火箭,等等。甚至可以说,我们目之所及的物体没有不使用螺丝的。一辆汽车大约要使用2万颗螺丝。虽然螺丝隐藏在产品内部并不显眼,但在日本,螺丝被称做“产业之盐”,由此可见其重要性。

  盐自古以来就是神圣的存在,也被视为生命的象征。另外,古罗马军队支付给士兵的军饷就是盐,因此还有一种说法认为“salary”(薪水)一词来源于盐(salt)。

  所以,把螺丝比喻成“盐”,足以证明其存在价值之高。这次嘉兴匠心就来介绍一下制造业的代表性基础技术——螺丝。

  螺丝的历史要追溯到很久很久以前。

  德国《波拉徳火器史》收录的一篇成稿于1475年的手稿中,详细记载并绘出了最早的火绳枪,其枪机是用两颗带沟槽的螺丝钉固定在枪托上的。之所以使用螺丝钉,是为了应对枪管连续引爆火药时所产生的震动,使枪机不致因此从枪托上松脱。

  早期的螺丝钉都是通过手工制作的。在制作时,要先锻造出螺丝钉的钉胚,再用锤子在钉胚上敲出钉头和圆形的钉身;然后,用锯子在钉头上锯出一道沟槽,再使用一种叫做“板牙”的螺丝钢板制造螺纹。

  由于制作工序复杂且价格昂贵,早期的螺丝钉是论个卖的,其应用并不广泛。直到16世纪中叶,它的应用领域也仅限于盔甲、火枪以及钟表制造等为数不多的行业。

  虽然螺纹的历史可以追溯到公元前400年,但现代螺栓和螺丝工艺中最重要的发展却是在过去150年间取得,而专家们对微不足道的螺母和螺栓的起源持有不同看法。Frederick E. Graves在他的文章《螺母与螺栓》 中提出,螺纹栓和配套螺母用作紧固件的历史只能追溯到15世纪。他依据15世纪早期的一本书中第一次出现以印刷形式记录的螺丝,得出该结论。

  但是,Graves也承认尽管螺纹栓可以追溯到15世纪,然而没有螺纹的螺栓却可以追溯到罗马时代,当时这些螺栓被用来「闩门,作为开关门的转轴和楔形螺栓:闩条或螺杆上带有槽口,可将楔子插入当中,让螺栓无法移动。」他还表示罗马人用青铜甚至是银制造出第一个螺丝。螺纹为手工挫制,或是先将金属丝绕在螺杆上,焊接后形成螺纹。

  根据螺栓专家Bill Eccles的研究,螺纹的历史还要更早些。阿基米德发现了螺旋原理,并用于建造提水的设备。但是,有迹象显示螺旋抽水机或许诞生于埃及,时间早于阿基米德时期。该设备用木头建造,被用来灌溉土地以及排出船舱底的污水。Eccles在他的网站上写道:「但是许多人都认为螺纹在公元前400年前后由〔希腊哲学家〕阿尔希塔斯发明。阿尔希塔斯被称为力学创始人,与柏拉图属于同一时代。」

  历史可以分成两个部分:公元前400年前后,螺纹问世,人们用它来提水、压榨葡萄汁酿酒等;而紧固件本身的历史则大概已有400年左右。步入15世纪,古腾堡在他印刷机的紧固件中使用螺丝。接着,使用螺丝的趋势日渐广泛,使用范围更扩大到时钟和装甲等物品。据Graves表示,莱奥纳多·达·芬奇在15世纪晚期和16世纪早期留下的笔记本中载有一些关于螺纹切削机床的设计。