螺絲釘與人類(lèi)之間的關(guān)系起源能夠追溯到很久很久以前，在公元前300年前后，阿基米德發(fā)明的水泵中就使使用了螺絲釘。如圖1.10所示，在這種水泵的中心軸上安裝有螺旋狀零件，就像我們沿著螺旋狀樓梯向上爬一樣，水泵能夠?qū)⑺ㄟ^(guò)這些螺旋狀零件從低處上揚(yáng)到高處。因此這種水泵被當(dāng)作揚(yáng)水泵來(lái)使用，主要用來(lái)汲取尼羅河的水灌溉農(nóng)田。

　　如上所述，人們一開(kāi)始發(fā)明螺絲釘并不是用來(lái)固定物體，而是用于使物體運(yùn)動(dòng)。而且，這種螺旋結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，即使液體中混雜有固體時(shí)也能高效地工作。今天的混凝土攪拌車(chē)也仍然采用這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)在內(nèi)部進(jìn)行正方向的旋轉(zhuǎn)將混凝土排出，通過(guò)反方向的旋轉(zhuǎn)對(duì)混凝土進(jìn)行充分的攪拌。

　　在公元前100年，為了能夠壓碎葡萄和橄欖的果實(shí)，人們需要借助工具產(chǎn)生巨大的力量來(lái)達(dá)到目的，如圖1.11所示，在這種壓榨機(jī)中，木棒上被刻上了螺紋牙，沿著螺紋牙的旋轉(zhuǎn)能夠被轉(zhuǎn)換成壓縮運(yùn)動(dòng)，因此能夠制作葡萄酒或者榨出橄欖油來(lái)。

　　公元1400年，德國(guó)的谷登堡發(fā)明了活字印刷機(jī)，其實(shí)是螺紋壓榨機(jī)的新應(yīng)用。如圖1.12所示，其工作原理是，把涂著油墨的活字板通過(guò)螺紋裝置向紙張擠壓。這種螺紋壓榨機(jī)不僅成為活字文明的先驅(qū)機(jī)械，同時(shí)還成為之后用于加工金屬的壓榨機(jī)的基礎(chǔ)性機(jī)械。即便在今天，“印刷”也依然包含有“壓榨”（press)的意義在其中，報(bào)紙和雜志的印刷也同樣如此。

　　在日本同樣也存在相關(guān)記錄，據(jù)記載，在處于江戶(hù)時(shí)代的1600年，有一種被稱(chēng)作龍尾車(chē)的螺旋狀揚(yáng)水機(jī)被用于佐渡金山的礦山中，起著排水的作用。

　　公元1500年前后，留下了很多發(fā)明的列奧納多?達(dá)?芬奇就曾經(jīng)思考過(guò)很多應(yīng)用了螺絲釘功能的裝置。如圖1.13所示，從他留下來(lái)的筆記中我們能夠找到很多裝置的設(shè)計(jì)草圖，有能夠表現(xiàn)出利用絲錐和板牙進(jìn)行車(chē)螺紋（螺紋加工--譯者注）這一原理的設(shè)計(jì)草圖，還有一幅車(chē)螺絲裝置的設(shè)計(jì)草圖，圖中顯示在寬闊的桌面上放置著刀具臺(tái)，用于車(chē)螺紋的工件被直接連接到利用曲柄旋轉(zhuǎn)的主軸上，等等。從這些設(shè)計(jì)草圖中我們可以判斷出，在公元1500年前后，金屬制螺栓和螺母以及小螺絲釘可能就己經(jīng)被發(fā)明出來(lái)了。

金屬制螺絲釘能夠大量生產(chǎn)是在公元1800年前后，這要?dú)w功于英國(guó)人亨利?莫茲利開(kāi)發(fā)出了用金屬制底盤(pán)制作的用于車(chē)螺紋的車(chē)床。在此之前，雖然利用滑輪原理使工件旋轉(zhuǎn)，從而推壓刀具加工物件的木工機(jī)械一直都有，但自從莫茲利將刀具固定在刀具臺(tái)上，才使我們能夠加工出精密的螺紋牙來(lái)。

圖1.14所示的就是現(xiàn)在的車(chē)床的原型。這個(gè)車(chē)床的發(fā)明不僅使螺絲釘還使其他各種各樣的金屬零件的大量生產(chǎn)成為可能。

　　莫茲利的弟子約瑟夫?惠特沃斯對(duì)很多螺絲釘生產(chǎn)廠(chǎng)家接到的來(lái)自客戶(hù)的訂單進(jìn)行了調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)這些各具特色的螺絲釘?shù)穆菁y牙形狀具有一定的共同點(diǎn)，因此他在1841年將螺紋牙的角度確定為55°,這就是惠特沃斯螺紋，從此螺紋的生產(chǎn)開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)化。因?yàn)檫@個(gè)緣故，所有生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)的螺絲釘?shù)囊?guī)格都統(tǒng)一了，這為英國(guó)的機(jī)械出口作出了巨大的貢獻(xiàn)。

　　1864年，美國(guó)的威廉姆斯?塞拉斯對(duì)惠特沃斯螺紋進(jìn)行了改良，發(fā)表了螺紋角度為60°的英制螺紋。這種螺紋被采用為美國(guó)規(guī)格，成為美制螺紋。在此之后，美國(guó)、英國(guó)和加拿大三國(guó)為了能夠使彼此的軍需用品可以通用，而制定了通用螺紋。另外，今天的公制螺紋的原型是1898年由法國(guó)、瑞士和德國(guó)共同制定的SI螺紋。

　　接下來(lái)我說(shuō)明一下日本的螺絲釘?shù)臍v史。1543年（天文12 年）葡萄牙人航行到了種子島，當(dāng)時(shí)的島主種子島時(shí)堯買(mǎi)下了葡萄牙人帶來(lái)的火繩槍?zhuān)@是日本最早的火繩槍。而為了堵塞槍底而被當(dāng)做尾栓來(lái)使用的外螺紋螺絲釘，以及位于槍底的能夠旋入這種外螺紋螺絲釘?shù)膬?nèi)螺紋螺絲釘，便成了日本人第一次見(jiàn)到的螺絲釘，如圖1.15所示。

　　時(shí)堯?qū)⑦@些東西--螺絲釘交給了鐵匠，讓他們研究制造方法。鐵匠經(jīng)過(guò)苦心鉆研，終于在一年后成功制造出了螺絲釘。那么，鐵匠到底用了什么方法才制造出了這些螺絲釘呢？

　　作為尾栓的外螺紋螺絲釘，其加工方法相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。例如，將線(xiàn)按照螺旋的形狀纏繞在鐵棒上，然后沿著纏繞的線(xiàn)用銼刀銼出螺紋就行了。但把鐵匠們難住了的是位于槍口處的內(nèi)螺紋螺絲釘。葡萄牙人帶來(lái)的火繩槍據(jù)考證應(yīng)該是利用手動(dòng)絲錐加工而成，而當(dāng)時(shí)的日本只有銼刀和鑿子，還沒(méi)有模具存在。鐵匠們想出來(lái)的方法是，把鐵炮的炮身進(jìn)行加熱，把作為尾栓的外螺紋螺絲釘插入炮口，然后用錘子等工具進(jìn)行敲打以便讓其成型。但是，這種手工制作的螺絲釘?shù)木_度各不相同而且差距很大，所以并不能通用。

　　莫茲利開(kāi)發(fā)出來(lái)的車(chē)螺紋車(chē)床在經(jīng)過(guò)惠特沃斯的改良后開(kāi)始在世界各地進(jìn)行生產(chǎn)，1857年日本也開(kāi)始采用這一螺絲釘生產(chǎn)技術(shù)。德川幕府也引進(jìn)了這種機(jī)械，幕府的煉鐵廠(chǎng)里開(kāi)始生產(chǎn)軍需用品中所使用的螺絲釘和螺母。據(jù)說(shuō)明治維新以后，這些機(jī)械依然被廣泛使用。19世紀(jì)50年代以后，歐洲發(fā)明出了冷成型鍛造機(jī)械，因此螺絲釘?shù)纳a(chǎn)開(kāi)始進(jìn)入一個(gè)具有通用性的大量生產(chǎn)的時(shí)代。

　　1865年（慶應(yīng)元年），德川幕府接受了來(lái)自法國(guó)的人才和物資供應(yīng)，建設(shè)了橫須賀制鐵所和港灣設(shè)施，從而構(gòu)筑了日本邁向近代社會(huì)的基礎(chǔ)。日本的近代社會(huì)發(fā)展中有兩個(gè)核心人物，一個(gè)是擔(dān)任幕府“勘定奉行”（主管稅收、金錢(qián)收支事物的職務(wù)）一職的小栗上野介忠順，另一個(gè)是法國(guó)的海軍技術(shù)工程師波魯尼。當(dāng)時(shí)所使用的壓榨機(jī)的容量為3t (圖1.16)和0.5t 的蒸汽錘，現(xiàn)在還保存在神奈川縣的JR橫須賀站附近的波魯尼紀(jì)念館內(nèi)。3t的蒸汽錘自1866年從荷蘭進(jìn)口以來(lái)直到1996年，在130多年漫長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，一直作為機(jī)床被用來(lái)生產(chǎn)制造特大直徑的螺栓等產(chǎn)品。蒸汽錘是利用蒸汽的壓力用以完成冶煉鍛造工作的機(jī)床。這個(gè)蒸汽錘可以說(shuō)是日本從近代西歐引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)并且消化吸收其先進(jìn)文明的重要?dú)v史證據(jù)和文化遺產(chǎn)。

　　上文中提到的小栗上野介忠順也是一個(gè)與螺絲釘有著千絲萬(wàn)縷聯(lián)系的人物。1860年，作為外派到美國(guó)研究學(xué)習(xí)先進(jìn)設(shè)備的官員，他回國(guó)時(shí)從美國(guó)帶回了當(dāng)?shù)氐奶禺a(chǎn)--螺絲釘（圖1.17)。然后，他參考在華盛頓郊區(qū)看到的美國(guó)海軍造船廠(chǎng)， 借助法國(guó)的支持和援助，在橫須賀建設(shè)了日本的煉鐵廠(chǎng)和造船廠(chǎng)。在這里，不僅能夠煉鐵，還能夠加工各種鐵制產(chǎn)品，就連大炮、炮彈、槍支、帆船用繩索等都能生產(chǎn)制造，也就是說(shuō)，船只上所需要的物品全部都能生產(chǎn)制造。這成為日本向近代化邁出第一步的起點(diǎn)，在以鋼鐵為基礎(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施社會(huì)的構(gòu)筑過(guò) 程中，作為緊固件的螺絲釘也越來(lái)越多地被人們所使用。即便在今天，小螺絲釘仍然被稱(chēng)作“vis”，這也正是造船廠(chǎng)是在法國(guó)人的援助下建造而成的相關(guān)證據(jù)之一。

　　另外小栗上野介忠順被稱(chēng)作日本的“近代化之父”，在被稱(chēng)作菩提寺的位于群馬縣高崎市倉(cāng)渕町的東善寺中，還展示著他從美國(guó)帶回來(lái)的遺物，包括望遠(yuǎn)鏡、手工鉆頭、手槍 以及頭部有一字形溝槽的小螺絲釘?shù)取?/p>