从蓝图设计到成品枪械

杨晓波 扬羽

枪械制造中的诸般问題

枪械制造流程和工艺的设计并不亚于枪械本身的设计，制造工程师并非一项能轻易胜任的工作。就一种枪械的整个生产过程来看，制造工程师们首先要进行整体规划，除了建立起从各个部件到最后的总装流水线，还要考虑在保持枪械原有设计标准的前提下如何尽可能地简化生产过程或工艺，缩短制造时间并提高生产效率……此外，他们还要处理各种技术问題，最常见的是超出设计公差规格的零部件，这些零部件由于制造上的误差导致最终无法与其他机件装配在一起，或无法实现设计之初预定的功能。可以说，没有哪家枪械生产企业不会遇到这些问題。当出现类似问題时，制造工程师有时需耗费几天甚至更长时间加以解决，如此你就可想像这些制造工程师所从事工作的难度了。

当制造工程师遇到非常困难的技术问題，并在经过各种努力依然无效的情况下，他如何寻求进一步的帮助？有时在这样的情况下，他们就必须求助于枪械设计师了。

但在现代市场条件下，大宗枪械制造通常由政府或军方发合同。以美国政府为例，其往往是在竞标后将生产合同交由出价最低或承诺提供更优质生产质量的生产商。这就意味着这些枪械很可能由某人、某公司设计，却交由另一家公司生产，很有可能两家还是商业上的竞争对手。在这种情况下，生产厂的制造工程师与设计公司之间的交涉就更难处理了。

通常，在设计枪械时，设计方都会保留大量设计资料，比如各部件的应力数据、枪械射击循环各过程的动态分析等，其中最重要的便是枪械各部件的公差范围分析，这些资料直接决定了各个部件在制造时所允许的公差大小。如果缺乏这些文件资料，在生产过程中，假设要对这类数据进行修改，就意味着需要重新进行公差分析，这个工作量之大，不是短时间内能完成的。有时即使修改一处公差，可能暂时解决了问題，但也可能导致在后续使用和维护时出现更大的问題。因此，为了控制好公差，制造企业最好得到设计方的分析数据，这样会少走很多弯路。

企业经营者需要达到预期产量，并尽可能节省生产成本以获取利润。要实现这一目标，枪械生产线就需要有条不紊地持续运转。从这个层面上看，制造工程师的作用正是维护生产的顺利进行，他们需要及时解决生产中出现的问題，防止整条生产线停顿或延误。同时，还要保障生产出的成品废品率降到最低。制造工程师的工作紧张且充满压力。

严格遵循技术数据包和性能指标

当政府将一项枪械生产合同给予某家企业时，通常也会向其提供完整的技术数据包（TDP），包括一堆图纸和各种技术说明，这些资料将向生产商提供枪械每个部件的尺寸、材料、硬度和表面处理指标。TDP资料一般作为合同附件的一部分提供给生产商。当然，也存在着军方所采购枪械由设计商进行生产制造的案例，这时就无需提供TDP资料。但不管枪械由设计方或其他制造企业生产，政府都会要求生产型号的设计不能泄密，其对应的TDP数据也由此冻结。TDP数据是生产过程中必须遵循的指标，未得军方同意，TDP数据不允许进行丝毫修改。

对于制造工程师而言，他们希望TDP数据拥有大量试验和生产经验的支撑，理论上，只要有了TDP数据，任何一家工厂都能按此标准生产出合格的枪械，但在实际生产中，这些零件图纸和数据只回答了制造和生产些什么零件，以及这些零件最终要达到的标准，却并未涉及如何实现生产。

一些设计年代较久远的经典枪械，比如M2重机枪，由于生产厂商众多，因此其TDP数据也经历千锤百炼，已非常完善和成熟了。而一些较新的枪械，如M240 7.62mm机枪的TDP数据在进入生产阶段后由经验丰富的设计师、工程师进行深入论证，其各个部件的公差也几乎达到了所能允许的最大限值，也就是说，只要零件制造的精度在此公差范围内，它们就能较好地组合在一起并实现预期的设计功能。

枪械制造公司在从设计图纸转入实际生产阶段要有严格的把控。比如通用电气公司军械分部在生产米尼岗机枪和加特林机枪时，这些枪械的TDP资料中每个零件的图纸在交付生产前都须经过专家的审查，他们同意后，质量工程师再次复查这些图纸，以确保图纸上的每个数据都准确无误，完成这两道检查后图纸才交付生产部门。在生产过程中，制造工程师还要经常抽查零件，利用精密设备核对零件数据，保证其符合质量要求。

上述几个案例都属于比较理想的状况，制造工程师最怕面对的情况是TDP数据来自那些未经严格管理和分析的枪械开发项目。比如美国陆军1960～1970年代的M73/M219 7.62mm坦克机枪，这种枪械在设计阶段就存在问題，其很多后续生产所必需的试验和验证步骤被取消，结果导致M73成为一种屡遭诟病的枪械，甚至被美国枪械界视作“失败”的代名词。从生产角度看，这款机枪未完成正式的工程制图以及公差分析就匆忙投入生产。当时军方过分强调生产进度，甚至直接使用研发阶段的图纸，略作修改就封装为TDP资料。

M73/M219机枪的生产对制造工程师来说简直就是噩梦，由于资料不全，缺乏相关试验分析数据，其整个生产几乎在磕磕碰碰中完成，组装后枪械本身的故障率居高不下。当时美国向以色列军方应急出售了一批M73机枪，但很快以方就向美方抱怨称其所提供的枪械糟糕透了。这件事当时闹得很大，很多方面各执一词，美国国会内的亲以人士甚至还专门就此事发起了国会调查。

枪械在生产期间，除TDP资料外，其性能指标也是另一套非常重要的文件资料，通常也随合同附件一起交付生产商强制执行。性能指标是对武器各个方面性能的最终表述和定义，比如枪械的全质量、全长、射速、弹匣容弹量等。此外，性能指标还对完成枪械生产后所需的试验项目及其试验结果指标做出硬性规定，比如零件互换试验、持续射击试验、防水防尘试验等等。如果生产出的武器未能达到性能指标中的要求，则是另一个令制造工程师们头痛不已的问題。特别是所有生产出的零件被认为符合TDP标准，但将它们组装成枪械后却未能通过相关试验时，制造工程师就必须和生产及技术方面的专家们分析问題原因，提出改进措施，直到纠正这些错误。

改进生产流程及工艺要进行充分论证

表面上看，制造工程师们在枪械生产过程中是一线问題的处理者和解决者，他们最常抱怨的便是零件的公差范围过于严苛，最必须的工作就是论证如何改进生产流程及工艺，使其既符合TDP数据及性能指标要求，又能够提高生产效率。特别是对于后者，当制造工程师们提出要改进制造流程及工艺时，必须进行大量试验、分析和验证工作，最终要证明以新方法生产的零件至少与之前老方法生产出的产品完全一样，也就是说两者要完全可以互换。否则，即便新方法再省时省力，也不要指望政府会同意更改设计。

与发合同方总工程师存在必然的冲突

对于每份枪械生产制造合同，政府或者军方都要雇佣他们自身的生产工程师参与生产制造，其主要代表发合同方监督、控制枪械生产质量，处理与生产有关的各种问題。他们通常由经验丰富、资历较深的专家担任，也称为“总工程师”。通常而言，任何对TDP资料以及生产流程及工艺的修改，都必须征得他们的同意。

发合同方总工程师还有另一项职责，即保证生产进度如期完成，包括与枪械未来的接收方接洽（通常是军方或联邦机构）、与试验靶场联系，以及采购必要的配附件、消耗品（润滑油、维修工具）等。对于政府或军方采购的全新枪械，他们还要根据生产过程编制一套使用方保养作业要求，发放给军方的主要军械仓库。可以想像，生产商的制造工程师和代表政府或军方的总工程师之间总会因工作发生冲突，毕竟双方所代表的利益和着眼点并不一致。

制造工程师运用的工具设备

随着时代的发展，制造工程师们在履行其职责期间所使用的工具也发生了很大变化，铅笔、纸张和计算器的时代早已过去，现在计算机辅助设计软件（CAD）是工程师们最常用的设备，工作时只需轻点鼠标就能完成大量工作。

此外，枪械试验和检验还广泛采用高速连拍摄像机，将枪机各部件工作时的运动状态完整地拍摄下来，之后使用CAD软件对这些视频进行动态分析。而过去耗时耗力的材料金属试验分析也被手持式X射线分析仪所取代，后者可实时检验分析部件的金属材料情况，包括内部裂纹、应力强度等。

当然，在一些小型枪械生产企业里，并非都配备有类似的先进设备，但无论如何，制造工程师们的职责要求他们必须利用现有条件快速、准确地对出现的问題提出可靠的处理方案。

编辑/刘兰芳