锁

背景

自古以来，锁就被用来锁门以防止小偷。旧约中多次提到锁，而最早的锁考古证据大约有 4,000 年的历史。这些是金字塔中描绘的埃及锁。这些最早的锁是一种称为销栓的类型，它们实际上与今天使用的普通门锁没有太大区别。埃及锁由一个安装在门上的沉重的木制外壳组成。一根木栓穿过锁，由铁销固定，铁销落入槽中并使其牢固。钥匙是一块笔直的木头，木钉从它的末端伸出。当钥匙插入并向上推时，钥匙上的钉子抬起锁中的销钉，螺栓被释放。

公元前 700 年左右，希腊人发明了一种简单的门锁。 这使用闩锁将螺栓拉过门上的支架。通过拉绳子，房主可以从外面锁上门。然后，将绳子从钥匙孔塞回。钥匙本身是一块两到三英尺长的镰刀形金属。钥匙可以插入锁的孔中，从外面拉回螺栓。这种锁的主要缺点是任何人都可以用弯曲的棍子或自己的钥匙打开它。而且，大金属钥匙很笨重。

罗马人采用了希腊的锁系统，但解决了重钥匙的问题，把它拴在一个奴隶身上，然后把奴隶拴在门柱上。最终，罗马人开发了一种新的锁，称为受保护的锁。在防护锁中，在钥匙孔中切出称为防护的槽口和凹槽，在钥匙上切割出相应的槽口和凹槽。只有合适的钥匙才能插入钥匙孔，然后它的尖端与螺栓啮合并拔出。受监护的锁比它的前身小得多，钥匙也小到不需要奴隶来照顾它。但是因为经典的罗马长袍没有口袋，钥匙仍然不便于携带，所以它通常附在指环上。到 13 世纪，防护锁在欧洲很普遍，并且一直使用到 18 世纪。尽管它们很容易被捡到，但它们仍然坚持，并且对于有决心的盗贼来说几乎没有障碍。

罗马人还使用挂锁，用钥匙转动螺栓，释放锁扣上的弹簧。这些用于锁定行李箱。同一个时代，中国、印度和俄罗斯发明了类似的锁。中国人还发明了密码锁。它有刻有数字或字母的可移动环，只有当环按照正确的符号顺序排列时，它的搭扣才会松开。密码锁进入欧洲，并在中世纪使用，特别是在信使的派送箱上。

中世纪的欧洲锁匠制造了漂亮、复杂的锁，这些锁需要花费大量的时间来建造，而且几乎没有真正的安全性。锁匠学徒 10 年才能达到熟练工的水平。锁匠要达到大师的级别，必须完成一把杰作锁，并获得公会的认可。这些杰作需要数千小时才能完成，其结果通常更具装饰性而不是功能性。直到 18 世纪后期才开发出能提供更好防盗保护的锁，当时英国锁匠罗伯特·巴伦 (Robert Barron) 于 1788 年为双动杠杆-弹子锁申请了专利。巴伦的锁有两个由弹簧固定的内部杠杆.这些杠杆或制动栓具有钩在螺栓上并保持关闭的凹口。钥匙上也有与杠杆上的凹槽相对应的凹槽。当插入正确的钥匙时，它会抬起两个制动栓，然后可以拉出螺栓。其他发明者在这种设计中添加了更多的不倒翁，事实证明，它比早期的受保护锁更难撬。

1821 年出生的美国锁匠小莱纳斯·耶鲁 (Linus Yale Jr.) 于 1861 年发明了现代弹子锁，对锁的设计进行了重大改进。设计原理类似于埃及锁。这种锁有一个旋转圆柱体，由一系列五个不同高度的弹簧驱动销固定在螺栓上。钥匙上有五个凹口，对应于五个销的高度。插入正确的钥匙后，销钉对齐，可以转动圆柱体以松开螺栓。如果插入错误的钥匙，销会卡住。事实证明，挑选一把耶鲁锁非常困难，而且锁的零件可以通过机器廉价地批量生产。在其发明的几年内，耶鲁锁成为标准，取代了几乎所有早期的锁技术。

20 世纪还开发了更复杂的锁，包括用于银行金库的定时锁、按钮锁和使用信用卡等钥匙操作的电子锁。接下来的制造过程适用于标准的弹子锁。这种锁可以在任何前门或文件柜抽屉上找到。

原材料

标准的五弹子钥匙锁由各种坚固的金属制成。锁的内部机构一般由黄铜或压铸锌制成。凸轮是从锁中伸出以固定锁的舌片，通常由钢或不锈钢制成。锁的外壳可以由黄铜、铬、钢、镍或任何其他耐用的金属或合金制成。

制造
过程

设计

• 1 锁有等级，从低安全性到高安全性。低安全性锁通常由更便宜的材料制成，其零件可以批量生产。制造低安全性锁的公司可能有两三个可用的型号，并保留定制它们所需的零件。除了低安全性之外，锁制造商通常是所谓的原始设备制造商，这意味着他们制造锁的零件以及最终产品。这种制造商可能只保留最基本和最常用的零件，并且其大部分订单都需要定制设计。

  该过程从制造商评估客户的规格开始。例如，客户订购了一把锁以适合某个尺寸的门，并要求可以用万能钥匙打开锁。然后，锁具制造商会根据该客户的需求提出最佳设计。在某些情况下，客户可能过去曾从一家公司购买过锁具，现在想要从另一家制造商那里购买更多相同的锁具，而该制造商承诺会更经济地制造这些锁具。然后，锁制造商检查客户的原始锁并进行所谓的逆向工程过程。制造商的设计团队从现有的锁中找出如何使他们的产品与之匹配。在许多情况下，客户的第一家锁具公司已为其锁具结构的各个方面申请了专利。第二制造商不得在不侵犯其他公司专利的情况下对其进行复制。因此，设计师围绕第一家公司的产品进行“设计”，生产出一种与客户原件相匹配的锁，用于相同的目的，但使用不同的机制。中高安全锁在大多数情况下都会经历这个设计阶段，使得锁的生产成为一个耗时的过程。一家生产除低安全性锁以外的任何其他产品的知名制造商可能需要 8 到 12 周的时间来为订单生产锁，从给出规格到锁的包装和运输。

  标准耶鲁锁的剖面图。这种锁有一个旋转圆柱体，由一系列不同高度的五个弹簧驱动销固定在螺栓上。钥匙上有五个凹口，对应于五个销的高度。插入正确的钥匙后，销钉对齐，可以转动圆柱体以松开螺栓。如果插入错误的钥匙，销会卡住。

钥匙

• 2 对于标准的五弹子钥匙锁，首先制作钥匙。锁制造商购买钥匙坯并在每把钥匙上切割脊或组合。每个键上都有五个切割成不同级别的凸起。这些级别由数字指定。低切是一个，接下来是两个，然后是三个。在许多情况下，只有四个级别，但有些制造商可能会使用多达七个级别。钥匙中有四层的五弹子钥匙锁产生四到五次方，或 1024，钥匙中不同可能的脊组合。五个脊按每一层的高度列出，产生所谓的键组合。带有组合 12341 的键被切割，第一个脊在一级，第二个在两个，下一个在三个，依此类推。锁制造商从随机列表中选择组合并以不同方式切割每把钥匙。

内部机制

• 3 接下来制作内部机制。这些是为适应这种特殊的锁定顺序而设计的，制造它们的机器可能需要重新加工或重置。因为微小的内部零件，特别是销，必须以极好的公差制造，机械师可能会在开始一项大工作之前进行试运行。然后，如有必要，可以重新设置机器。小型黄铜零件的加工需要很多步骤。它们可以被铸造，然后开槽、脊、宝石镶嵌和抛光。精密工具处理这些工作，将金属切割到正负 0.001 英寸的公差范围内。

其他部分

• 4 制造商还制造锁的其他部件。钥匙插入的圆柱体或塞子、护板、垫圈、螺栓或凸轮以及外壳都是根据设计规范，通过压铸然后进一步加工制成的。零件的数量因锁的设计而异，但即使是小型且相对简单的锁也可能有三十个单独的零件，其中一些零件需要多个工具。制造锁组件的过程可能需要数周时间。

组装

• 5 当所有部件都准备好后，手工组装锁。锁工坐在光线充足的桌子旁，箱子里放着一套锁件，钥匙放在他们面前的架子上。有经验的工人只要看一眼就能分辨出钥匙的组合。工人首先用与钥匙组合相对应的销钉填充锁的塞子或圆柱体。工人插入一个小弹簧，然后插入锁销，使用称为装配镐的小工具来固定小零件。装配镐的一端有一个小螺丝刀，另一端有一个尖头，工人用它来戳动脆弱的零件。一旦 典型锁的横截面。插头根据钥匙组合装满，工人将锁周围的其他部件卡扣或拧在一起。虽然是技术活，但不需要特别的训练，而且这些工人也不是锁匠。

最后的步骤

• 6 锁完全组装好后，工作人员会用钥匙检查它以确保其正常工作。此时它可能会传递到质量控制站，然后进行除尘或抛光。工人将完成的锁打包并装箱装运。

质量控制

锁具制造中质量控制的最重要方面是确保微小的机加工零件具有指定的精确尺寸。对于新的定制订单，机械师通常会生产零件的试制样品，并且可以使用精确的量规手动检查和测量每个样品。如果一切似乎进展顺利，机械师将执行订单的其余部分，然后可能每 500 或 1,000 个零件中的一个进行检查。工人组装好锁后，他或她用钥匙测试它以确保它正常工作。在这个阶段，质量控制专家也可以抽查锁。

未来

许多使用大量锁的大学和大型公司总部等实体正在转换为电子密码系统。它们使用磁性刷卡来开门。卡片上可以有条形码，计算机可以用来存储每扇门进出的人的信息，这给一些相关人员带来了隐私问题。其他高科技锁可通过语音激活或手掌或指纹识别打开。这种锁提供了相对较高的安全性，但对于普通公民的家庭来说通常过于昂贵和复杂。然而，在 90 年代后期，这种电子和计算机控制的锁的趋势正在增长，毫无疑问，它们在未来会更加流行。