螺丝钉与人类之间的关系起源能够追溯到很久很久以前，在公元前300年前后，阿基米德发明的水泵中就使使用了螺丝钉。如图1.10所示，在这种水泵的中心轴上安装有螺旋状零件，就像我们沿着螺旋状楼梯向上爬一样，水泵能够将水通过这些螺旋状零件从低处上扬到高处。因此这种水泵被当作扬水泵来使用，主要用来汲取尼罗河的水灌溉农田。

　　如上所述，人们一开始发明螺丝钉并不是用来固定物体，而是用于使物体运动。而且，这种螺旋结构非常简单，即使液体中混杂有固体时也能高效地工作。今天的混凝土搅拌车也仍然采用这种结构，通过在内部进行正方向的旋转将混凝土排出，通过反方向的旋转对混凝土进行充分的搅拌。

　　在公元前100年，为了能够压碎葡萄和橄榄的果实，人们需要借助工具产生巨大的力量来达到目的，如图1.11所示，在这种压榨机中，木棒上被刻上了螺纹牙，沿着螺纹牙的旋转能够被转换成压缩运动，因此能够制作葡萄酒或者榨出橄榄油来。

　　公元1400年，德国的谷登堡发明了活字印刷机，其实是螺纹压榨机的新应用。如图1.12所示，其工作原理是，把涂着油墨的活字板通过螺纹装置向纸张挤压。这种螺纹压榨机不仅成为活字文明的先驱机械，同时还成为之后用于加工金属的压榨机的基础性机械。即便在今天，“印刷”也依然包含有“压榨”（press)的意义在其中，报纸和杂志的印刷也同样如此。

　　在日本同样也存在相关记录，据记载，在处于江户时代的1600年，有一种被称作龙尾车的螺旋状扬水机被用于佐渡金山的矿山中，起着排水的作用。

　　公元1500年前后，留下了很多发明的列奥纳多?达?芬奇就曾经思考过很多应用了螺丝钉功能的装置。如图1.13所示，从他留下来的笔记中我们能够找到很多装置的设计草图，有能够表现出利用丝锥和板牙进行车螺纹（螺纹加工--译者注）这一原理的设计草图，还有一幅车螺丝装置的设计草图，图中显示在宽阔的桌面上放置着刀具台，用于车螺纹的工件被直接连接到利用曲柄旋转的主轴上，等等。从这些设计草图中我们可以判断出，在公元1500年前后，金属制螺栓和螺母以及小螺丝钉可能就己经被发明出来了。

金属制螺丝钉能够大量生产是在公元1800年前后，这要归功于英国人亨利•莫兹利开发出了用金属制底盘制作的用于车螺纹的车床。在此之前，虽然利用滑轮原理使工件旋转，从而推压刀具加工物件的木工机械一直都有，但自从莫兹利将刀具固定在刀具台上，才使我们能够加工出精密的螺纹牙来。

图1.14所示的就是现在的车床的原型。这个车床的发明不仅使螺丝钉还使其他各种各样的金属零件的大量生产成为可能。

　　莫兹利的弟子约瑟夫?惠特沃斯对很多螺丝钉生产厂家接到的来自客户的订单进行了调查研究，发现这些各具特色的螺丝钉的螺纹牙形状具有一定的共同点，因此他在1841年将螺纹牙的角度确定为55°,这就是惠特沃斯螺纹，从此螺纹的生产开始标准化。因为这个缘故，所有生产厂家生产的螺丝钉的规格都统一了，这为英国的机械出口作出了巨大的贡献。

　　1864年，美国的威廉姆斯?塞拉斯对惠特沃斯螺纹进行了改良，发表了螺纹角度为60°的英制螺纹。这种螺纹被采用为美国规格，成为美制螺纹。在此之后，美国、英国和加拿大三国为了能够使彼此的军需用品可以通用，而制定了通用螺纹。另外，今天的公制螺纹的原型是1898年由法国、瑞士和德国共同制定的SI螺纹。

　　接下来我说明一下日本的螺丝钉的历史。1543年（天文12 年）葡萄牙人航行到了种子岛，当时的岛主种子岛时尧买下了葡萄牙人带来的火绳枪，这是日本最早的火绳枪。而为了堵塞枪底而被当做尾栓来使用的外螺纹螺丝钉，以及位于枪底的能够旋入这种外螺纹螺丝钉的内螺纹螺丝钉，便成了日本人第一次见到的螺丝钉，如图1.15所示。

　　时尧将这些东西--螺丝钉交给了铁匠，让他们研究制造方法。铁匠经过苦心钻研，终于在一年后成功制造出了螺丝钉。那么，铁匠到底用了什么方法才制造出了这些螺丝钉呢？

　　作为尾栓的外螺纹螺丝钉，其加工方法相对来说比较简单。例如，将线按照螺旋的形状缠绕在铁棒上，然后沿着缠绕的线用锉刀锉出螺纹就行了。但把铁匠们难住了的是位于枪口处的内螺纹螺丝钉。葡萄牙人带来的火绳枪据考证应该是利用手动丝锥加工而成，而当时的日本只有锉刀和凿子，还没有模具存在。铁匠们想出来的方法是，把铁炮的炮身进行加热，把作为尾栓的外螺纹螺丝钉插入炮口，然后用锤子等工具进行敲打以便让其成型。但是，这种手工制作的螺丝钉的精确度各不相同而且差距很大，所以并不能通用。

　　莫兹利开发出来的车螺纹车床在经过惠特沃斯的改良后开始在世界各地进行生产，1857年日本也开始采用这一螺丝钉生产技术。德川幕府也引进了这种机械，幕府的炼铁厂里开始生产军需用品中所使用的螺丝钉和螺母。据说明治维新以后，这些机械依然被广泛使用。19世纪50年代以后，欧洲发明出了冷成型锻造机械，因此螺丝钉的生产开始进入一个具有通用性的大量生产的时代。

　　1865年（庆应元年），德川幕府接受了来自法国的人才和物资供应，建设了横须贺制铁所和港湾设施，从而构筑了日本迈向近代社会的基础。日本的近代社会发展中有两个核心人物，一个是担任幕府“勘定奉行”（主管税收、金钱收支事物的职务）一职的小栗上野介忠顺，另一个是法国的海军技术工程师波鲁尼。当时所使用的压榨机的容量为3t (图1.16)和0.5t 的蒸汽锤，现在还保存在神奈川县的JR横须贺站附近的波鲁尼纪念馆内。3t的蒸汽锤自1866年从荷兰进口以来直到1996年，在130多年漫长时期内，一直作为机床被用来生产制造特大直径的螺栓等产品。蒸汽锤是利用蒸汽的压力用以完成冶炼锻造工作的机床。这个蒸汽锤可以说是日本从近代西欧引进先进技术并且消化吸收其先进文明的重要历史证据和文化遗产。

　　上文中提到的小栗上野介忠顺也是一个与螺丝钉有着千丝万缕联系的人物。1860年，作为外派到美国研究学习先进设备的官员，他回国时从美国带回了当地的特产--螺丝钉（图1.17)。然后，他参考在华盛顿郊区看到的美国海军造船厂， 借助法国的支持和援助，在横须贺建设了日本的炼铁厂和造船厂。在这里，不仅能够炼铁，还能够加工各种铁制产品，就连大炮、炮弹、枪支、帆船用绳索等都能生产制造，也就是说，船只上所需要的物品全部都能生产制造。这成为日本向近代化迈出第一步的起点，在以钢铁为基础的基础设施社会的构筑过 程中，作为紧固件的螺丝钉也越来越多地被人们所使用。即便在今天，小螺丝钉仍然被称作“vis”，这也正是造船厂是在法国人的援助下建造而成的相关证据之一。

　　另外小栗上野介忠顺被称作日本的“近代化之父”，在被称作菩提寺的位于群马县高崎市仓渕町的东善寺中，还展示着他从美国带回来的遗物，包括望远镜、手工钻头、手枪 以及头部有一字形沟槽的小螺丝钉等。