布蘭查德的“槍托車床”讓他獲得了持久的聲譽(yù)。這是自1818年以來一個(gè)真正原創(chuàng)性的、制造方面的突破,而那年他才30歲。車床,或者叫“旋轉(zhuǎn)機(jī)器”,屬于最古老的機(jī)器工具之一,在古代和中世紀(jì)的時(shí)候就已經(jīng)廣為人知。把一塊木頭或者別的什么材料夾緊固定,沿縱向放在一個(gè)固定的切割刀片旁邊。當(dāng)人搖動(dòng)手曲柄或者通過其他動(dòng)力來使木頭旋轉(zhuǎn)時(shí),刀片便切割出一個(gè)圓形的切口來。沿木頭的長軸來回移動(dòng)木頭同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)木頭,切割刀片就能把木頭切割成各種圓柱形的物品,如桌子腿、長矛把兒等類似形狀的東西。通過調(diào)整木頭和切割工具的位置,還可以制作出凸出或者凹槽等裝飾性的效果。文藝復(fù)興時(shí)代的工匠使用滑動(dòng)部件以獲得平滑的縱向運(yùn)動(dòng),并通過螺絲調(diào)節(jié)器來精確地控制切割刀片的位置,從而取得了非常好的效果。到了18世紀(jì),在上流社會(huì)的紳士中,以及王室里那些喜歡通過制作各種復(fù)雜而精美的木頭、黃銅、象牙或者牛角小工藝品來打發(fā)閑暇時(shí)光的玩家們中,玩羅塞特切割車床都是非常流行的一種娛樂活動(dòng)。當(dāng)然,這個(gè)機(jī)床有一個(gè)最大的缺點(diǎn),那就是只能制作橫截面是圓形或者最多是橢圓形等近似圓形的物品。
在康涅底格河河谷地區(qū)有一個(gè)名叫阿薩·沃特斯的槍械制造商,布蘭查德發(fā)明的槍托車床正是源自他提出的一個(gè)咨詢請求。他已經(jīng)制造出了一種能夠生產(chǎn)錐形槍管的專利車床,但是他卻無法解決槍管后膛的制造問題,因?yàn)闃尮茉谀抢镒兂伤讲⑴c槍托連接在一起。沃特斯把這個(gè)問題拿來咨詢布蘭查德,這說明布蘭查德當(dāng)時(shí)雖然年輕,但已經(jīng)很有名氣了。據(jù)沃特斯的兒子說——他后來也成為一個(gè)重要的制造商——布蘭查德聽完問題后,“兩眼緊盯著那臺(tái)機(jī)器,低聲地吹著單調(diào)的口哨,就像他平時(shí)陷入思考時(shí)的樣子。過了沒多久,他就提出了一個(gè)非常簡單的方法,那就是再加裝一個(gè)獨(dú)創(chuàng)的凸輪……使用之后,問題一下子就得到了解決,證明這個(gè)設(shè)想是一個(gè)完美的成功?!保ㄍ馆喚褪且环N用來調(diào)整切割工具或者被切割材料的運(yùn)動(dòng)路線以切割出橢圓或者其他非圓形的零件。)
當(dāng)布蘭查德帶著改進(jìn)過的車床回來時(shí),沃特斯高興的說:“我說,托馬斯,我不知道你下一步還有什么事情不會(huì)做,你就是把槍托翻轉(zhuǎn)過來我都不會(huì)吃驚的!”當(dāng)托馬斯結(jié)結(jié)巴巴地說他想試一試的時(shí)候,圍在那臺(tái)新車床四周的工人們一下子都哄堂大笑起來。當(dāng)時(shí),槍托的確是一種復(fù)雜的產(chǎn)品,在政府的軍工廠里也是一個(gè)嚴(yán)重的瓶頸。它有多條精細(xì)的曲線,而且各有不同的軸;還有幾十個(gè)凹進(jìn)處和結(jié)合點(diǎn),分別與槍扳機(jī)、槍管以及其它金屬部件結(jié)合。所以,在19世紀(jì)早期,槍托都是手工雕刻出來的。一組熟練的工人一星期也只能制作出八到十個(gè)槍托。布蘭查德對這個(gè)問題著了迷,開始認(rèn)真地思考問題的所在。直到有一天,就在回家的路上,“用一種模式旋轉(zhuǎn)出不規(guī)則的形狀的整體原則突然出現(xiàn)在他的腦海中?!睋?jù)一個(gè)鄰居說,布蘭查德站在路上大喊:“我想出來了!我想出來了!”一個(gè)路過的農(nóng)場主嘟囔著說:“我猜這人是個(gè)瘋子?!?/p>
這個(gè)設(shè)想既簡單又非常了不起。布蘭查德制造出的新機(jī)床由兩個(gè)不同的部分組成,各自都有獨(dú)立的動(dòng)力。第一部分包含一個(gè)由齒輪帶動(dòng)的、可以高速旋轉(zhuǎn)的切割工具,與一個(gè)“示蹤器”(就是一個(gè)可以自由移動(dòng)的輪子)一起固定在一個(gè)堅(jiān)固的機(jī)座上;第二部分包含一個(gè)木制的加工對象,通過一個(gè)類似的框架與一個(gè)成型的槍托,即“標(biāo)準(zhǔn)模型”結(jié)合在一起。加工對象與標(biāo)準(zhǔn)模型做同樣的運(yùn)動(dòng),沿它們的長軸往復(fù)移動(dòng),同時(shí)又慢慢旋轉(zhuǎn)。示蹤器輪緊貼著標(biāo)準(zhǔn)模型,而切割輪則緊貼著被加工的木塊。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)模型旋轉(zhuǎn)并縱向移動(dòng)時(shí),標(biāo)準(zhǔn)模型表面上的起伏不平就推動(dòng)示蹤器輪往復(fù)運(yùn)動(dòng),同時(shí)又推動(dòng)切割輪做同樣的運(yùn)動(dòng)。這樣,經(jīng)過幾次往復(fù)運(yùn)動(dòng),切割輪就可以把被加工的木料切割成與標(biāo)準(zhǔn)模型完全一樣的形狀[5]。
布蘭查德非常清楚,他解決了一個(gè)共性問題:如何從根本上解決用機(jī)器制造出各種不規(guī)則形狀的物體這一難題。他做了許多以前只能用手工制造的物品的模型,如鞋楦子(像腳的形狀,是制鞋廠和制靴廠的主要工具)、斧頭柄、犁把、車輪輻條等。在1857年的巴黎博覽會(huì)上,他完全用機(jī)器制作了一個(gè)歐仁尼皇后[6]的半身雕像。他還是一個(gè)專利保護(hù)的先驅(qū),把每一項(xiàng)應(yīng)用和可能的領(lǐng)域都做了詳細(xì)的說明并用許可證加以保護(hù),還與別人的仿制進(jìn)行堅(jiān)決的斗爭。在長壽的一生中,他的發(fā)明多達(dá)幾十項(xiàng),而且涵蓋了所有他感興趣的領(lǐng)域,包括蒸汽機(jī)和汽船技術(shù)。1865年,這個(gè)久經(jīng)世故、擁有大量財(cái)富、曾經(jīng)到過許多地方的紳士去世了,享年77歲。有人這樣贊譽(yù)他:“無論你走進(jìn)哪一家工具店、機(jī)械商店或者任何種類的車間——不管是加工木頭或者是鋼材,只要那里使用動(dòng)力,你就不可能看不到或多或少的布蘭查德的機(jī)械理念的痕跡?!?/p>