從藍圖設計到成品槍械

楊曉波 揚羽

槍械制造中的諸般問題

槍械制造流程和工藝的設計并不亞于槍械本身的設計，制造工程師并非一項能輕易勝任的工作。就一種槍械的整個生產過程來看，制造工程師們首先要進行整體規劃，除了建立起從各個部件到最后的總裝流水線，還要考慮在保持槍械原有設計標準的前提下如何盡可能地簡化生產過程或工藝，縮短制造時間并提高生產效率……此外，他們還要處理各種技術問題，最常見的是超出設計公差規格的零部件，這些零部件由于制造上的誤差導致最終無法與其他機件裝配在一起，或無法實現設計之初預定的功能。可以說，沒有哪家槍械生產企業不會遇到這些問題。當出現類似問題時，制造工程師有時需耗費幾天甚至更長時間加以解決，如此你就可想像這些制造工程師所從事工作的難度了。

當制造工程師遇到非常困難的技術問題，并在經過各種努力依然無效的情況下，他如何尋求進一步的幫助？有時在這樣的情況下，他們就必須求助于槍械設計師了。

但在現代市場條件下，大宗槍械制造通常由政府或軍方發合同。以美國政府為例，其往往是在競標后將生產合同交由出價最低或承諾提供更優質生產質量的生產商。這就意味著這些槍械很可能由某人、某公司設計，卻交由另一家公司生產，很有可能兩家還是商業上的競爭對手。在這種情況下，生產廠的制造工程師與設計公司之間的交涉就更難處理了。

通常，在設計槍械時，設計方都會保留大量設計資料，比如各部件的應力數據、槍械射擊循環各過程的動態分析等，其中最重要的便是槍械各部件的公差范圍分析，這些資料直接決定了各個部件在制造時所允許的公差大小。如果缺乏這些文件資料，在生產過程中，假設要對這類數據進行修改，就意味著需要重新進行公差分析，這個工作量之大，不是短時間內能完成的。有時即使修改一處公差，可能暫時解決了問題，但也可能導致在后續使用和維護時出現更大的問題。因此，為了控制好公差，制造企業最好得到設計方的分析數據，這樣會少走很多彎路。

企業經營者需要達到預期產量，并盡可能節省生產成本以獲取利潤。要實現這一目標，槍械生產線就需要有條不紊地持續運轉。從這個層面上看，制造工程師的作用正是維護生產的順利進行，他們需要及時解決生產中出現的問題，防止整條生產線停頓或延誤。同時，還要保障生產出的成品廢品率降到最低。制造工程師的工作緊張且充滿壓力。

嚴格遵循技術數據包和性能指標

當政府將一項槍械生產合同給予某家企業時，通常也會向其提供完整的技術數據包（TDP），包括一堆圖紙和各種技術說明，這些資料將向生產商提供槍械每個部件的尺寸、材料、硬度和表面處理指標。TDP資料一般作為合同附件的一部分提供給生產商。當然，也存在著軍方所采購槍械由設計商進行生產制造的案例，這時就無需提供TDP資料。但不管槍械由設計方或其他制造企業生產，政府都會要求生產型號的設計不能泄密，其對應的TDP數據也由此凍結。TDP數據是生產過程中必須遵循的指標，未得軍方同意，TDP數據不允許進行絲毫修改。

對于制造工程師而言，他們希望TDP數據擁有大量試驗和生產經驗的支撐，理論上，只要有了TDP數據，任何一家工廠都能按此標準生產出合格的槍械，但在實際生產中，這些零件圖紙和數據只回答了制造和生產些什么零件，以及這些零件最終要達到的標準，卻并未涉及如何實現生產。

一些設計年代較久遠的經典槍械，比如M2重機槍，由于生產廠商眾多，因此其TDP數據也經歷千錘百煉，已非常完善和成熟了。而一些較新的槍械，如M240 7.62mm機槍的TDP數據在進入生產階段后由經驗豐富的設計師、工程師進行深入論證，其各個部件的公差也幾乎達到了所能允許的最大限值，也就是說，只要零件制造的精度在此公差范圍內，它們就能較好地組合在一起并實現預期的設計功能。

槍械制造公司在從設計圖紙轉入實際生產階段要有嚴格的把控。比如通用電氣公司軍械分部在生產米尼崗機槍和加特林機槍時，這些槍械的TDP資料中每個零件的圖紙在交付生產前都須經過專家的審查，他們同意后，質量工程師再次復查這些圖紙，以確保圖紙上的每個數據都準確無誤，完成這兩道檢查后圖紙才交付生產部門。在生產過程中，制造工程師還要經常抽查零件，利用精密設備核對零件數據，保證其符合質量要求。

上述幾個案例都屬于比較理想的狀況，制造工程師最怕面對的情況是TDP數據來自那些未經嚴格管理和分析的槍械開發項目。比如美國陸軍1960～1970年代的M73/M219 7.62mm坦克機槍，這種槍械在設計階段就存在問題，其很多后續生產所必需的試驗和驗證步驟被取消，結果導致M73成為一種屢遭詬病的槍械，甚至被美國槍械界視作“失敗”的代名詞。從生產角度看，這款機槍未完成正式的工程制圖以及公差分析就匆忙投入生產。當時軍方過分強調生產進度，甚至直接使用研發階段的圖紙，略作修改就封裝為TDP資料。

M73/M219機槍的生產對制造工程師來說簡直就是噩夢，由于資料不全，缺乏相關試驗分析數據，其整個生產幾乎在磕磕碰碰中完成，組裝后槍械本身的故障率居高不下。當時美國向以色列軍方應急出售了一批M73機槍，但很快以方就向美方抱怨稱其所提供的槍械糟糕透了。這件事當時鬧得很大，很多方面各執一詞，美國國會內的親以人士甚至還專門就此事發起了國會調查。

槍械在生產期間，除TDP資料外，其性能指標也是另一套非常重要的文件資料，通常也隨合同附件一起交付生產商強制執行。性能指標是對武器各個方面性能的最終表述和定義，比如槍械的全質量、全長、射速、彈匣容彈量等。此外，性能指標還對完成槍械生產后所需的試驗項目及其試驗結果指標做出硬性規定，比如零件互換試驗、持續射擊試驗、防水防塵試驗等等。如果生產出的武器未能達到性能指標中的要求，則是另一個令制造工程師們頭痛不已的問題。特別是所有生產出的零件被認為符合TDP標準，但將它們組裝成槍械后卻未能通過相關試驗時，制造工程師就必須和生產及技術方面的專家們分析問題原因，提出改進措施，直到糾正這些錯誤。

改進生產流程及工藝要進行充分論證

表面上看，制造工程師們在槍械生產過程中是一線問題的處理者和解決者，他們最常抱怨的便是零件的公差范圍過于嚴苛，最必須的工作就是論證如何改進生產流程及工藝，使其既符合TDP數據及性能指標要求，又能夠提高生產效率。特別是對于后者，當制造工程師們提出要改進制造流程及工藝時，必須進行大量試驗、分析和驗證工作，最終要證明以新方法生產的零件至少與之前老方法生產出的產品完全一樣，也就是說兩者要完全可以互換。否則，即便新方法再省時省力，也不要指望政府會同意更改設計。

與發合同方總工程師存在必然的沖突

對于每份槍械生產制造合同，政府或者軍方都要雇傭他們自身的生產工程師參與生產制造，其主要代表發合同方監督、控制槍械生產質量，處理與生產有關的各種問題。他們通常由經驗豐富、資歷較深的專家擔任，也稱為“總工程師”。通常而言，任何對TDP資料以及生產流程及工藝的修改，都必須征得他們的同意。

發合同方總工程師還有另一項職責，即保證生產進度如期完成，包括與槍械未來的接收方接洽（通常是軍方或聯邦機構）、與試驗靶場聯系，以及采購必要的配附件、消耗品（潤滑油、維修工具）等。對于政府或軍方采購的全新槍械，他們還要根據生產過程編制一套使用方保養作業要求，發放給軍方的主要軍械倉庫。可以想像，生產商的制造工程師和代表政府或軍方的總工程師之間總會因工作發生沖突，畢竟雙方所代表的利益和著眼點并不一致。

制造工程師運用的工具設備

隨著時代的發展，制造工程師們在履行其職責期間所使用的工具也發生了很大變化，鉛筆、紙張和計算器的時代早已過去，現在計算機輔助設計軟件（CAD）是工程師們最常用的設備，工作時只需輕點鼠標就能完成大量工作。

此外，槍械試驗和檢驗還廣泛采用高速連拍攝像機，將槍機各部件工作時的運動狀態完整地拍攝下來，之后使用CAD軟件對這些視頻進行動態分析。而過去耗時耗力的材料金屬試驗分析也被手持式X射線分析儀所取代，后者可實時檢驗分析部件的金屬材料情況，包括內部裂紋、應力強度等。

當然，在一些小型槍械生產企業里，并非都配備有類似的先進設備，但無論如何，制造工程師們的職責要求他們必須利用現有條件快速、準確地對出現的問題提出可靠的處理方案。

編輯/劉蘭芳