此帖原本發(fā)在寶泉網(wǎng)，是應(yīng)尊雅曾先生之囑，將原倫敦皇家造幣廠總工程師丹尼斯-庫柏（Denis Cooper）所著“造幣的藝術(shù)和工藝 (The Art and Craft of Coin Making)”一書的第 15 章譯出。該著作專業(yè)性比較強，有些概念超出本人的知識范圍，術(shù)語翻譯可能不準(zhǔn)確，請幣友在閱讀時留意。

15 幣模制作和相關(guān)機器
公元 1780-1939

（1）幣模

新型造幣壓機的生產(chǎn)效率大大提高，總的造幣量也隨之增加。馬修-博爾頓（英國工業(yè)革命的先驅(qū)，索霍造幣廠的創(chuàng)建人– 譯者）的推銷工作引發(fā)了對精良的金屬貨幣的廣泛需求。工業(yè)化在何處發(fā)生，該處對硬幣的需求就節(jié)節(jié)高漲。為了生產(chǎn)這些硬幣，必須手工雕刻每一枚幣模，至少是部分雕刻。此外，幣模所用的鋼料需要在鐵匠爐中精心打制。這些做法當(dāng)然無法滿足新的需求。工業(yè)革命帶動了材料和制造工藝方面的新進展，使得幣模可以用翻模壓機（hobbing press）來壓制，見圖 164。新的幣模材料是亨茨曼的坩堝鋼，前面第 12 章里提到過。亨茨曼發(fā)明了一種熔煉堿性生鐵的工藝，來生產(chǎn)含 1% 碳的鋼料，鋼料的其余成分是鐵和不可避免的雜質(zhì)（有益或有害雜質(zhì)?。?。


圖 164 由機械驅(qū)動的早期翻模壓機，現(xiàn)在挪威 Kongsberg 的挪威皇家造幣廠做展示

這種鋼能澆鑄成鋼錠，然后鍛造成棒料。這種新鋼料還有一個好處，就是任何一根棒料各處都相對均質(zhì)。馬修-博爾頓對這一新生事物的考察來得很快。1797 年他給亨茨曼的信中說，“我相信我找出了我那些幣模無法持久使用的原因…雕刻圖案被置于鋼料的邊緣，而不是其端部…我請求您馬上派人進行鍛造，如果成功，我會大批訂貨…它們將被用來壓制分幣（“車輪”分幣）…但是它們要在模圈里壓制，因此需要非常大的沖擊力。如果內(nèi)部的鋼質(zhì)不均勻，幣模的中心部分會下陷。如果下半截是普通的泡鋼，倒可以一試，但是我擔(dān)心把泡鋼焊接到鑄鋼會影響質(zhì)量”。他的洞察力催生了將模坯跨紋理進行鍛造的做法，而紋理是順著鋼棒走的。這種工藝直到今天還在使用。博爾頓和亨茨曼的初始合作可能是亨茨曼得以進入幣模鋼市場的起因。亨茨曼的公司和歐洲各地的造幣廠做生意。在退火以后，這種材料很軟，但是加熱和快速淬火以后，則變得異常堅硬。退火狀態(tài)下，其延展性也很好。這三種性質(zhì)結(jié)合起來，就產(chǎn)生了一種制模工藝求之不得的材料，直到最近才被替代。

生產(chǎn)所需數(shù)量幣模的經(jīng)濟問題是這樣解決的：按照整個設(shè)計圖案制作一個陰紋原模，然后用陰紋原模再接連制作兩個幣模，一個上面是凸浮雕，又叫陽模。陽模被用來制作一個陰模，圖 165。原模是一個凹浮雕的手雕模，圖 166。手雕是一項技能高超的工作，因此需要 Pistrucci 和韋恩家族這些具有藝術(shù)才華的能工巧匠來為19世紀(jì)上半葉的硬幣制作原始幣模。原模又稱“母?！保靡粔K新鋼料雕刻而成，在淬火硬化后被置入一臺更大、更強勁的螺旋壓機，又稱翻模壓機。在這臺機器中，它被用作幣模，把自身的圖案通過冷壓方式印制到稱為“父模”的一根相似鋼料的錐形拋光表面上。父模又叫二元模。二元模在硬化處理以后被用來壓制陰紋的工作模。每一枚幣都要有正面和背面幣模，而每一副模具的預(yù)期生產(chǎn)壽命是 25,000 到 50,000 枚硬幣。這種乘積效應(yīng)是驚人的– 一副制作優(yōu)良的父?？梢陨a(chǎn)幾百副幣模、數(shù)百萬枚硬幣。如果父模磨損，還可以從原始的母模重新壓制父模來替代它們，圖 165。從理論上來說，這種做法能夠保證任何一種面值的所有硬幣都完全相同，但是雕刻師往往會修飾父模，因此造成微小的差別。這種制模的新方式的另一個優(yōu)勢，是設(shè)計圖案可以連續(xù)多年保持一致。不需要的年號可以從父模上磨掉，再用這個父模壓印新的母模。接下來只需要在新的母模上雕出新的年號，就可以用它來壓印新的父模。這個做法有一個小小的不利之處，那就是在每個步驟以后，設(shè)計圖案會向四周擴展約 0.1%。這樣一來硬幣圖案珠圈周圍的內(nèi)齒就會略微縮小。一枚相同圖案的硬幣第二年及以后年份中發(fā)行時一般會顯示出這一區(qū)別。


圖 165 制模操作的順序

(1)：A 藝術(shù)家浮雕石膏模的陰模；B 用 A制作的陽模，用鑄鐵或青銅制成，后來被電鑄版取代； C 縮雕機制成的鋼質(zhì)陽模； D 用 C 壓印而成的鋼質(zhì)陰紋母模； E 用 D 壓印而成的陽紋父模（又稱二元模）； F 用 E 壓印而成的陰紋幣模。(2)：G 陽紋沖子，用于中心圖案；H 用 G 壓印而成的母模，通過手工雕刻加上其余成分；J 陽紋二元模；K 陰紋幣模。(3)：L 陽紋沖子；M 陰紋幣模，通過手工雕刻加上其余成分。


圖 166 一位總雕刻師在工作。據(jù)稱他的手腕動作要和小提琴家一樣靈活。

和壓制同樣圖案的硬幣相比，從母模翻制二元模，再從二元模翻制工作模，都需要大得多的壓力。壓力最大的壓機被用于這些翻模工序，但是在十九世紀(jì)初，這些壓機還是靠人力操作。它們被設(shè)計成以低速推動沉重的機件，由兩個人進行操作，圖 167。壓制鋼制模坯所需的壓力比壓制類似尺寸的硬幣要大兩三倍，而且所有幣模都要多次壓印，只有最小的幣模除外。另外，從陰紋的母模壓制陽紋的二元模要難于用二元模壓制陰紋的工作模。（把凸出的陽紋圖案向下壓入工作模坯的表面要比強迫金屬向上填入凹陷的陰紋圖案來得容易。）新技術(shù)帶來了模體的新樣式 – 一根鋼質(zhì)鍛件的端部被車成錐形，然后拋光。圖 168 中顯示了各種錐形尖頂?shù)氖纠?。由于模具鋼在制模過程中會快速硬化，第一次壓印只能將圖案的中心部分大部壓印到尖頂上。這樣會造成尖頂基部的邊圈變形。這個不完全壓印的幣模隨后被光亮退火，以便把壓印圖案周圍變形的邊圈車去，這樣就產(chǎn)生了一個新的尖頂 - 一個矮矮的圓臺。如果不去掉邊圈部分的金屬，它會對圓臺的中心造成約束，在下一次壓印時妨礙金屬的流動。這個過程要酌情重復(fù)多次，直到整個圖案被壓印完全。最后模體被加工成適當(dāng)?shù)某叽?，以便裝入壓機中的印模夾具， 圖 169。在各次壓印之間，如果圖案的某些部分沒有壓印完全，修模工會使用手工工具重現(xiàn)圖案的細(xì)部，這樣有助于金屬在后來的操作中流動順暢。雖然這項工作不要求最初雕模所需的藝術(shù)鑒賞力，但也是一個技術(shù)活。這些人力操作的翻模壓機有許多連續(xù)使用了很長時間。早期的一些壓機保留在布魯塞爾造幣廠博物館內(nèi)，而巴黎造幣廠的一臺壓機一直使用到不久以前。制造這臺壓機的材料取自于奧斯特里茨戰(zhàn)役期間繳獲的青銅大炮。


圖167 人力操作的翻模壓機。壓機的結(jié)構(gòu)有助于操作工精心控制壓制過程


圖168 工作模翻制的幾個步驟。(1) 第一次壓??；(2) 退火；(3) 第二次壓印；(4) 形成圓臺；(5) 重新退火；(6) 第三次（最后）壓印。(1) 和 (3) 中的小圖是黑白示意圖，因而是陽紋，而不是工作模上應(yīng)有的陰紋。


圖169 A 拋光的錐形幣模鍛件，幾十年一直保持不變；B 壓制完成的鍛件，已經(jīng)過部分車床加工；C 工作模成品

十九世紀(jì)晚些時候，有人發(fā)明了一種特殊的裝置來驅(qū)動翻模壓機，圖 170。由皮帶傳動的一根橫軸被裝在一個飛輪的上方，而飛輪被固定到主螺桿的頂端。飛輪取代了搖臂。沿飛輪邊緣挖出一道凹槽，皮革條被嵌入槽中以形成一個摩擦驅(qū)動面。而橫軸的兩端則各安裝了一個圓盤。橫軸被設(shè)計為可以橫向移動，讓兩個圓盤中的一個來摩擦飛輪的邊緣。這樣操作工就能夠根據(jù)不同圓盤提供的動力，隨意將螺桿升起或降下。操作工用腳控制飛輪，讓螺桿上的飛輪停留在所需的任意高度，然后按照所需的壓力讓螺桿落下。主夾具被安放在壓機開合處的基座上，雕刻圖案的一面朝上，而錐形的模坯則被用手垂直抓住，錐形的尖端頂在圖案的中心。然后螺桿被壓下，撞擊在模坯根部。這類壓機增大了壓力，對經(jīng)過硬化處理的陽模和陰模都會產(chǎn)生更大的沖擊力，因此就有必要將陽模和陰模放在一個安全環(huán)套里，防止它們爆裂。為了保護操作工的手，還在壓機內(nèi)加放了一個止動塊，也就是一個墊塊，以限制螺桿向下移動的行程。在圖170 中，操作工正在準(zhǔn)備對陰模進行二次或更多壓印。為此目的，陰模被裝入主夾具內(nèi)，然后裝好陰模的主夾具被置入壓機的開合處。這項工作并非易事，因為兩個帶有圖案的表面必須精確對正，而且不得有損壞。還要給兩個表面之間加上潤滑劑，而這些潤滑劑通常是操作工口中吹氣所含的水分！操作工身邊的小型手工壓機被用來將幣模壓入安全套環(huán)內(nèi)。



圖 170 上 – 倫敦皇家造幣廠內(nèi)的 250 噸大型 Greenwood and Batley 翻模壓機；下 – 操作工準(zhǔn)備翻模時在壓機內(nèi)握住模坯和二元模

把雕刻圖案壓印到拋光的表面上以后，模體要車成一個圓柱體，圖案到底部的總長度要嚴(yán)格控制在規(guī)定限度之內(nèi)，以便裝入新式壓機的圓形幣模夾具內(nèi)。到了十八世紀(jì)末，有車床可以承擔(dān)此項任務(wù)。造幣廠和幣模制造商對幣模模體的最佳形狀各有自己的看法。以壓印圖案為基準(zhǔn)來車出底部和模體對頂針車床操作工來說是技能要求很高的活。通常使用一個八爪卡盤來固定壓印好的幣模，而對模面邊緣進行調(diào)整，使其轉(zhuǎn)動時一邊保持正確的角度，一邊和車床中心線對正，是件非常費神的工作，圖 171。最后幣模還要硬化、淬火、裝在泥封的盒子里進行回火處理。這些方法自古以來就沒有什么變化，在各地使用到 1900 年前后被液體鹽浴法所取代。（液體鹽中含有氰化鉀和其它鹽類。）雕刻好的模面在加熱和淬火之間暴露在空氣之中的問題依然存在，而且還需要快速淬火。在巴黎造幣廠，Droz 使用噴水技術(shù)來進行淬火處理。140 年以后倫敦的皇家造幣廠還在沿用這一方法。其它各地的造幣廠也可能進行了廣泛模仿。幣?；鼗鹛幚砗芎唵危ǔＲ慌鷰拍１环旁谝粋€熱盤子上，抹了油的雕刻面朝上。盤子下面加熱到適當(dāng)?shù)幕鼗饻囟?，通常為“麥稈”色（攝氏 205 度左右 – 譯者）。這樣做的結(jié)果是幣模根部的溫度要高于雕刻面的溫度，因此雕刻面能保持最大硬度，而根部則能保持最大的抗沖擊強度。

圖 171 模擬將翻模完成的幣模裝入夾具，準(zhǔn)備車削加工（今天已經(jīng)沒有八爪卡盤，但是操作工導(dǎo)引，也就是箭頭處刀架上的指示銷，還是原樣未變。）

(2) 復(fù)刻和縮雕機器

一些最具藝術(shù)才華的鋼模雕刻師的技能和新的翻模方式相結(jié)合，導(dǎo)致了前所未有的高質(zhì)量幣模圖案。但是批量生產(chǎn)還需要其它一些輔助工具。手工雕刻圖案非常緩慢，而且每次面值變化以后必須雕刻一個新的陰紋模。這樣會增加成本，還可能造成圖案的差異。這個問題的解決方法，是把藝術(shù)家的模型在一臺復(fù)刻機上復(fù)制成所需的尺寸。這樣的復(fù)刻機其實是一臺車床，在十九世紀(jì)初已經(jīng)發(fā)明出來。這類機器的首條記錄要歸于 Christophe Scheiner 名下。他是一名耶穌會哲學(xué)家兼天文學(xué)家，生于 1575 年，卒于 1650 年。但是現(xiàn)代縮雕機的雛形是由 Dollond 于 1743 年制成的。它被叫作 "singe"，也就是猴子或模仿的意思。這些機器被用來將雕刻圖案復(fù)制到比一般幣模鋼要軟的材料上。1780 年左右，被稱為“肖像車床”(portrait lathe) 的類似機器在巴黎的法國造幣廠問世，并由 Dupeyrat 系統(tǒng)生產(chǎn)。1790 年，馬修-博爾頓為他的索霍造幣廠訂購了一臺。據(jù)稱他說過用肖像車床來雕刻一枚現(xiàn)有幣模的較小版本能夠把工作成本降低一半。在十九世紀(jì)初，縮雕機已經(jīng)在許多歐洲造幣廠使用，有幾臺保留至今。由 Braemt 制造的縮雕機（圖 172）陳列在布魯塞爾的造幣博物館，而由 Hulot 制造的另一臺縮雕機（圖 173）則保留在布魯塞爾的皇家圖書館的造幣部。一臺類似的機器位于德國卡爾斯魯爾的 Badisches 國家博物館內(nèi)，圖 174。所有這些早期的機器都是貨真價實的車床，因為它們使用固定的刀具在旋轉(zhuǎn)的工件上切割出圖案。后來旋轉(zhuǎn)刀具被用來切割圖案，它們就變成了銑床。這一區(qū)別非常重要，因為旋轉(zhuǎn)刀具切割相同深度所需的壓力較小。


圖 172 布魯塞爾造幣博物館內(nèi)的 Braemt 縮雕機。這實際上是一臺帶有固定刀具的車床，可以縮刻幣模，但浮雕也需按比例降低。照片由比利時皇家造幣廠提供。


圖 173 布魯塞爾皇家圖書館內(nèi)的 Hulot 縮雕機。該機器經(jīng)過改裝，可使用旋轉(zhuǎn)刀具。


圖 174 卡爾斯魯爾國家博物館所收藏的早期縮雕機后視圖，顯示了一個必須長時間不斷踩動的腳踏板式驅(qū)動裝置。驅(qū)動裝置上裝有兩根蝸桿，它們分別驅(qū)動模型和縮雕頭軸桿上的傳動輪。左手第三根蝸桿驅(qū)動一個下降裝置。這根蝸桿可以更換，以調(diào)整探針在模型上移動的速度。

Pistrucci（倫敦皇家造幣廠的意大利籍總雕刻師 – 譯者）于 1819 年在倫敦造幣廠安裝了一臺縮雕機。先前在意大利他曾經(jīng)用一臺類似的機器生產(chǎn)寶石浮雕。此時縮雕機還只能按相同比例縮小圖案的浮雕高度和直徑。例如，如果復(fù)刻正確，一個 50 毫米直徑和 2 毫米浮雕高度的圖案或模型可以縮刻成直徑為 25 毫米、浮雕最高為 1 毫米的幣模。五年后，倫敦造幣廠接收了一臺可以把直徑和浮雕高度按不同比例進行縮刻的機器。這臺機器如今保存在倫敦科學(xué)博物館內(nèi)，圖175。這些機器實際上是帶有固定刀具的肖像車床，因此它們要縮雕的模型只能使用鋼或類似的堅硬材料制成。據(jù)說 Pistrucci 曾用硬石來雕模。雕刻硬石肯定和雕刻鋼質(zhì)陰紋模同樣費事。后來，縮雕機用上了鑄鐵或青銅制成的硬質(zhì)模型，但是它們的粗糙表面非常令人討厭。最后試用了電鑄銅型，也叫 galvano，可以在電解槽或電解罐里制成。在鎳電解過程中，陰紋的模型表面會首先沉淀一層鎳金屬。隨后的銅電解過程會產(chǎn)生更多的沉淀物，增加鎳鍍層的強度。模型由此轉(zhuǎn)變成了一個硬殼。殼的背面可加上硬蠟來增加表面強度。這樣的電鑄銅型被裝在模型夾具上能夠承受探針尖的壓力，圖 176。


圖175 1824 年倫敦的皇家造幣廠購買供 Wyon 兄弟使用的縮雕機。這是一臺固定刀具的車床。綁在刀具臂右側(cè)伸展部分的懸吊鋼柱顯示出刀具所需的強大壓力。機器后部和側(cè)面的兩根軸桿不知是何用意。側(cè)面軸桿的前端可以安裝一根蝸桿，來與轉(zhuǎn)動樞軸懸掛螺絲的蝸輪接合。這意味著可以進行 1:1 復(fù)刻操作。圖中顯示的懸臂裝置可能會產(chǎn)生不同深淺程度的浮雕。照片由倫敦科學(xué)博物館提供。


圖 176 縮雕機的模型夾具有一個裝在蠟餅上的現(xiàn)代電鑄銅型。女王肖像中心的圓形痕跡顯示出探針的拋光作用。照片由皇家造幣廠提供。

到了 1850 年，縮雕機加上了旋轉(zhuǎn)刀具和其它改進措施。雕刻師 C J Hill 在 1851 年的“萬國工業(yè)博覽會 ”上展示了一臺最新式雕刻機，由位于沃克斯豪爾（倫敦中部地區(qū) – 譯者）的 George Wailes & Company 制造。但不幸的是在該公司 1890 年搬遷到埃德蒙頓以后，所有記錄資料全部丟失。在那以前，George Wailes 向各地造幣廠交付了數(shù)臺縮雕機，也交付了一臺給附近的章牌公司 John Pinches。Pinches 另外還需要一臺縮雕機，而他們與巴黎的章牌雕刻師讓維爾 (Janvier) 的交情使得后者主動提出要為他們造一臺。結(jié)果，讓維爾在隨后的半個世紀(jì)中成為縮雕機的主要制造商。這些縮雕機至今還聞名于世，因為許多早期的型號仍在使用，圖 177。1866 年， C J Hill 為另一種縮雕機取得了專利權(quán)。他的縮雕機與已有的機器結(jié)構(gòu)不同。電鑄銅型在一根垂直的軸上轉(zhuǎn)動，而裝有刀具和探針的縮刻臂在水平面上掃描縮刻比例和模型，圖 178。機器的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。此外 Hill 還設(shè)計了輔助設(shè)備來正確設(shè)定刀具和探針。但是機器難以操作，最終成為倫敦科學(xué)博物館里的另一件展品。德國和瑞士也制造了另外一些型號，但是它們在原理上和讓維爾的設(shè)計無甚差別。巴黎的工藝美術(shù)博物館收藏了一組縮雕機。


圖 177 讓維爾縮雕機的較新設(shè)計，1900 年左右。


圖 178 Hill 的縮雕機。照片由倫敦科學(xué)博物館提供。

旋轉(zhuǎn)刀具的應(yīng)用降低了切割縮雕模所需的壓力，探針承受的壓力也相應(yīng)減小，因此較軟的材料，如上文中提到的電鍍銅型，就可被用作模型。較輕的壓力意味著可以使用尖部更細(xì)的探針，更加精確地探知圖案的細(xì)節(jié)，這樣做出來的縮雕模只需少許手工修模便可完成。然而巴黎造幣廠為了確保圖案的銳度，還會用手工挖低直雕模上有些平坦的背景部分，因此用直雕模壓出的陰模上留下的金屬較多。這些多余的金屬然后用手工銼掉，以增加圖案輪廓的銳度。該工藝被稱為“底板升高”法。
  
在縮雕過程中，刀具和探針從圖案的中心開始工作。需要在可行的情況下讓旋轉(zhuǎn)刀具勻速沿著縮雕模的表面移動?？s雕模和模型同步轉(zhuǎn)動，因此需要一種裝置能讓它們在探針和刀具位于其中心時快速轉(zhuǎn)動，然后逐漸降低轉(zhuǎn)速，直到探針和刀具到達邊緣部分。最早的縮雕機上只有用腳操作的踏板直接驅(qū)動裝置，但是到了 1850 年，有人發(fā)明了某種機械結(jié)構(gòu)來滿足這一理論要求。讓維爾的做法是讓一根傳動帶穿過兩個同軸錐筒。（上面一個錐筒起張緊作用，并不傳動 – 譯者）同一根軸上另有一根傳動帶來驅(qū)動刀具，圖 177。德國 Augenstein 公司制造的另一種縮雕機有一個從理論上來說是最為理想的解決方法：一個旋轉(zhuǎn)的球體在一個圓盤的表面上滾動，帶動圓盤以越來越低的速度轉(zhuǎn)動，但不幸的是這個球體很容易打滑。
  
刀具和探針的尖部變得非常細(xì)。1905 年，倫敦造幣廠的愛德華-里格爵士找出了一種方法來確定兩者尖端半徑之間的關(guān)系。刀具的尖端越做越細(xì)，因此掃描一個特定區(qū)域所需的圈數(shù)就相應(yīng)增加，而且刀具用鋼必須是當(dāng)時最高質(zhì)量的鋼材，才能保證在重新磨刀前刀具能夠保持適當(dāng)?shù)氖褂脡勖?。同時直雕模所用的鋼材經(jīng)過精心選擇，做到盡量軟，因此其碳含量比通常的幣模鋼略低一些。在最初磨刀后，刀具的尖部立即被浸入少量汞液中淬火。這種迅速淬火處理可形成最堅硬的表層。探針沿著模型表面每走一圈的動作都受縮雕機中變速齒輪的控制，并由此形成粗雕或精雕效果。這些齒輪也通過改變傳動帶在錐筒上的位置來控制模型夾頭的轉(zhuǎn)速。這些縮雕機能夠雕刻約0.25 毫米的深度，因此得多次掃描模型。此刻一位藝術(shù)家就可以在油土上雕出巴黎的淺浮雕塑像，然后用它制作造幣壓機所使用的工作模。

（3）模圈

新式壓機使用的模圈也是用鋼制作。如果是生鐵模圈，通常會加裝一個經(jīng)過硬化處理的小模圈嵌套。所有模圈都必須經(jīng)過車床加工，才能裝入壓機。模圈直徑一般為 100 毫米，外緣帶肩，以放入造幣壓機的進料臺（見第 14 章圖 154）。如果幣邊是光邊或帶陰紋文字，幣模開孔是光滑的，但如果幣有邊齒或銑成的幣邊，模圈就要經(jīng)過刻制。有兩種產(chǎn)生邊齒的方式，一種使用一個帶錐度的沖桿，另一種則利用一個滾花輪，圖 179。一個小壓機被用來把沖桿壓入光滑的開孔，直到所需的直徑。而滾花輪則被裝上車床的刀架上，壓向開孔的表面，直到完全壓出邊齒的深度。這道工序可以和模圈車削同時進行。使用沖桿可以保證模圈孔內(nèi)邊齒的數(shù)目，而滾花所產(chǎn)生的邊齒數(shù)目可能會稍稍不同。在沖制方式中，模圈孔要做成略帶錐度，以配合沖桿，但是這反而是一個優(yōu)點，因為這樣壓成的硬幣會緩緩脫離模圈，保證其被頂出時不至于突然跳出。即使是壓花，也可以對車床中的滾花輪進行適當(dāng)調(diào)整，在模圈孔內(nèi)產(chǎn)生類似的錐度。順便講一下模圈承受的壓力和應(yīng)力。如果是全負(fù)荷壓制，壓印時模圈孔的直徑會增加百分之零點五到百分之一。負(fù)荷消失后，模圈會收縮，將硬幣抱死。接著硬幣要被下模頂出來，這一做法過去和現(xiàn)在都一樣。其證據(jù)是許多硬幣平坦的邊圈周圍稍稍突起的部分。有時突起部分出現(xiàn)在一側(cè)。具體情況和幣模的車削和調(diào)設(shè)有關(guān)。模圈的工作壽命通常是幣模的兩到三倍。如果使用模圈嵌套，得把它取出來丟掉。但如果實心模圈不宜繼續(xù)使用，可以車削成再大一號的尺寸，如此這般地重復(fù)使用兩三次。


圖 154 1966 年拉合爾造幣廠的瓦特壓機。進料臺的前半部靠在壓機右側(cè)底部。圖中顯示出十字形頂部和導(dǎo)軌，以及裝卸螺絲用的進料臺槽。進料管和橋接部分被放在壓機的基座上。圖中前景里的基座螺栓不知何用。


圖 179 上圖 – 可在模圈孔中形成邊齒的滾花輪；下圖 – 使用沖桿制作邊齒的方式

整體式模圈不可用于邊緣文字凸出的錢幣。即使有可能在模圈內(nèi)雕刻出陰紋的文字，壓印出的陽紋文字在硬幣壓完脫模時也會從幣邊刮掉。在幣邊需要使用陽紋時，會采用“virole brisé”法，也就是分離式模圈，以便同時壓出正面、背面和幣邊。這樣做的好處，是在模具設(shè)置正確的前提下，能夠保證幣邊的圖案與正面圖案和背面圖案始終保持同樣的關(guān)系。此外，該方式也是最好的防偽手段：沒有其它可行的生產(chǎn)方法。通常分離式模圈會按照放射方向分成三個同等的組塊。組合后它們會形成一個圓環(huán)，其外緣帶有錐度，與一個特殊的鋼環(huán)中相應(yīng)的錐形孔相配合，而這個特殊鋼環(huán)安裝在壓印機的進料臺上，圖 180。幣模的模體要經(jīng)過特制。上模有一個短短的凸出部，以便把模圈組塊壓向模圈孔里的葉片彈簧。這些葉片彈簧安裝在進料盤鋼環(huán)的底面。下模也有一個凸出部，其長度足以讓坯餅在模圈被壓下時保持正確的高度。這樣在壓印時，凸出的文字就能夠在邊緣上對著中心方向印制出來，圖 181。在壓印過程中，模圈組塊最初被三片彈簧托起，組塊的上緣與進料臺的表面持平。坯餅由進料爪放入模圈深處。隨后上模下降，把模圈組塊下壓。同時因為下模肩部周圍的錐形作用，模圈組塊被向內(nèi)擠壓。造幣的壓力迫使金屬擴張，流入模圈上的陰紋中。此時模圈被牢牢夾在上下模之間的錐形孔里，但是模圈組塊周圍的鋼環(huán)會擴張。這一點可以從所有這樣壓制的硬幣幣邊上的三道垂直線上看出來。模圈組塊的瞬間分離造成了這種現(xiàn)象。壓印以后，上模提起，緊接著下模升起，并且在三片彈簧的協(xié)助下提升模圈組塊，后者隨即相互分離。模圈孔打開后，硬幣被釋出，直到它和進料臺上端的表面持平。生產(chǎn)這類硬幣要求頂級水平的技能。模圈上的雕刻內(nèi)容與兩個幣模設(shè)定之間的關(guān)系不允許壓印光邊或齒邊硬幣時所具有的余地。在 Uhlhorn 或類似具有移動進料臺的壓機上，壓印的一剎那要對進料臺進行支撐。隨后支撐部分移走，進料臺降低以完成造幣循環(huán)中的硬幣排出過程。Uhlhorn 壓機上與曲柄銷的額外連接可能提供了所需的機械結(jié)構(gòu)。


圖 180 安裝在進料盤上的分離式模圈組合。上模降下，把模圈組塊向下壓。它們在模圈外環(huán)的錐孔中下移時逐步閉合。硬幣頂出時下模把模圈組塊推回打開的位置。此時它們由被螺絲擰在模圈外環(huán)上的三個葉片彈簧所支承。


圖 181 一個用分離式模圈壓印出來的硬幣（西班牙 250 比塞塔）的印字幣邊展開圖。箭頭指示的是模圈組塊的接合處。這個幣邊印跡上的字母當(dāng)然是反的。

一種翻模形式被用來雕刻分離式模圈。有時會模仿壓機的進料臺以提供一個定位夾具。一個三片式模圈母模經(jīng)過雕刻和硬化，被用來壓印一個具有硬幣厚度和直徑的鋼盤。這個鋼盤經(jīng)過硬化后成為父模。父模在定位夾具中被用來壓印模圈組塊的模坯，圖 180。如果幣模和模圈的設(shè)置正確，硬幣成品上設(shè)計圖案的關(guān)系便能夠保持一致。

Droz 對分離式模圈非常投入。他竭力倡導(dǎo)這一方法，并進行了試制工作。但是他遺留下來的試驗成果中含有一些難解的不一致之處。“國家學(xué)院”于 1803 年在巴黎發(fā)表的一份報告以說明和圖示的方式講解了他的方法。圖 135 展示了他的六片式模圈的全景圖和剖面圖。在伯明翰金銀檢驗所收藏的博爾頓的幣模中，有一個模圈實樣。它毫無疑問出自 Droz 之手， 圖182。Droz 的模圈組塊不是整體上升和下降，而是依靠外緣的鉸鏈在中心部分升起。Droz 圖紙所示的圓形外圈不可能做到這一點！外圈必須是六邊形才能讓鉸鏈工作。對伯明翰金銀檢驗所模圈的觀察證明了這一點。此外，伯明翰金銀檢驗所的模圈沿著鉸鏈的延伸線水平拆分，兩半可以組裝起來。這個模圈實際存在，其真實性毋庸置疑，但是令人不解的是 Droz 如何允許這樣的錯誤出現(xiàn)在他的圖紙之中。


圖 135 用于壓印陽紋邊緣文字的分離式模圈


圖 182 Droz所設(shè)計的六片分離式模圈部件。這個模圈經(jīng)過精心制作，每一個螺絲都編了號，以放入自己獨有的孔中。照片由伯明翰金銀檢驗所提供。

總共有近9000字，有興趣者需耐心閱讀。這段時間一直在翻譯這篇資料，錢幣知識欄沒有及時更新。抱歉！

王版辛苦了！

    

王版又見您的大作了。上海聚會，沒機會當(dāng)面討教，十分遺憾。
這遍大作，讀讀數(shù)次仍難開巧。太專業(yè)，技術(shù)性極強，是一遍極其精致的好文章。
王版，辛苦了。
喜歡技術(shù)帖的網(wǎng)友，絕對都是您的粉絲。當(dāng)然包括我啦！

王版辛苦了，又有好東西可以學(xué)習(xí)了?。。?img src="images/post/smile/default/1.gif" />

謝謝盧兄。我在美國，沒有去上海的聚會。

這篇文章是很難讀，我翻譯時也查了許多資料。讀時需要許多背景知識，如幣模加工過程中的退火等。其實翻譯時我已經(jīng)稍稍做了一些變動，否則文字的邏輯順序更難把握。如果您對帖子的某個具體說法有疑問，請盡管提出，大家共同探討。我翻譯時盡量做到理解了以后才翻，比如說用鉸鏈的分離式模圈的原理。但也有可能翻譯表達得不夠確切，或者說作者以為很容易的事，我們卻很陌生。機器的具體工作原理等不一定非得掌握。就縮雕機來說，知道是從仿形車床開始，過渡到仿形銑床，到如今機械仿形變成電腦仿形就差不多了。

       慢慢學(xué)習(xí)研究

王版您好，謝謝您百忙中回帖。
上海聚會，我張冠李戴對不起。
在帖中，圖154敘述中，基座螺栓不知何用？
我認(rèn)為，螺栓功能為調(diào)節(jié)高低。
因為瓦嗎特壓機與宅地平面不可能處處接觸，這樣基座[壓機]某部分就傾斜，對壓機性能有一定影響。
在現(xiàn)代企業(yè)中，車床、磨床、銑床及加工中心等等，按裝時都必需水平儀校驗，以確保機器的良好性能。
由于義務(wù)能力缺乏，不到子處請包涵。

盧兄所提基座螺栓的作用我認(rèn)為作者是知道的，要不然也不可能當(dāng)了那么多年的皇家造幣廠總工。從圖中情況看，這兩顆螺栓離壓機的機座似乎有一段距離，而且處于未擰緊狀態(tài)，可能不是用在這臺壓機上的。因此作者說“不知何用”。

非常好的資料，王版辛苦了。