Процесс производства пушек и колоколов на Пушечном дворе начинался с получения царского указа – отлить такое-то количество изделий такого-то веса и размера. Причем часто в указе содержалось требование изготовить орудие того или иного «чертежа» или «образца». Дело в том, что оправдавшие себя конструкции тех или иных изделий Пушечного двора тщательно фиксировались и вносились в специальный реестр – «Роспись пищальных образцов старого и нового завода» и ряд других аналогичных документов, позволявших копировать уже изготовленные артиллерийские образцы. Затем мастер, которому было поручено выполнение заказа, должен был подготовить детальную смету («сказку») требуемых для изготовления материалов, деталей, механизмов. Изучение этих «сказок», между прочим, показывает, что мастера при их составлении часто пользовались некими справочными материалами, руководствами по литейному делу, которые, по-видимому, имелись в Пушкарском дворе. Это рождает у историков догадку, что в данной мануфактуре имелась своя, не дошедшая до нас подсобная техническая библиотека. Под это «техническое задание» начинали готовить необходимые по размеру плавильные печи и формовочные ямы.
Несколько иначе, по-видимому, обстояло дело с изготовлением уникальных по тяжести и размеру колоколов и пушек. Составление сметы и тут было обязательным этапом, но в дополнение к нему требовалось представить модель будущего изделия и (что не менее важно!) модель механизма, который позволит извлечь это изделие из формовочной ямы. Так было, например, при изготовлении мастером Иваном Моториным в 1730 г. Царь-колокола весом в 12 000 пудов.
Четких данных о процессе производства не сохранилось. Тем не менее известно, что формовка пушек, установившаяся в XIV в., – так называемая «медленная формовка», по аналогии с производством колоколов, использовалась сравнительно долго. В ее основу был положен древний способ изготовления колоколов по шаблону, но с горизонтальной осью вращения.
В первую очередь готовили глиняную модель корпуса пушки. На деревянный круглый или граненый сердечник слегка конической формы накладывали соломенный жгут, повторяя приблизительно наружные очертания ствола пушки. Далее формовщик руками наносил слои глины, предварительно просушивая предыдущий слой на воздухе. Первые слои состояли из жирной влажной глины, смешанной с молотым кирпичом, последние – из тонко размолотой жирной глины, смешанной с волосом (шерстью) и конским навозом. Излишек глины срезали кружалом, повторяющим конфигурацию наружной поверхности ствола. На полученную глиняную модель прибивали деревянные модели цапф, закрепляли модели ручек и украшений. Последние изготавливали из смеси