Как обрабатывают материалы
Для того чтобы изготовить из материалов нужные предметы, их надо обработать. Как утверждают ученые, это было доступно даже доисторическим людям, которые жили много миллионов лет назад. Уже тогда они научились изготавливать для себя инструменты и орудия из камня.
Первые инструменты были предназначены для резки — разделения чего-либо на части. Первобытные охотники обнаружили, что убить и разделать животное гораздо легче специально заостренным твердым камнем. Он получил название рубило.
Два лезвия, посередине — ось
Ножницы были известны человеку с древних времен, но особое распространение они получили только в XV—XVI вв. Этот ручной инструмент состоит из двух пересекающихся лезвий, скрепленных общей осью. Первые ножницы, появившиеся в эпоху бронзового века, состояли из двух лезвий, соединенных пружиной так, что по окончании нажима лезвия автоматически разъединялись. В наши дни этот принцип используется в садовых секаторах.
Рубящие и режущие
В начале бронзового века, примерно 5 тыс. лет назад, люди создали еще несколько режущих орудий. С этого времени в распоряжении человека появилось два типа таких инструментов: рубящего (например, топор, долото и стамеска) и режущего действия, в которых режущая кромка движется вдоль материала (например, пила, нож, ножницы, коса и серп).
Увеличить силу удара
Ориентировочно 9,7 тыс. лет назад была изобретена рукоятка. После того как первобытный человек прикрепил к ней рубило, он получил более надежный и эффективный инструмент — каменный топор, который позволял в несколько раз увеличить силу удара. После того как люди научились отливать изделия из бронзы, а затем и из железа, металлическую головку топора стали делать с отверстием, в которое вставлялась деревянная рукоятка.
Каменная пила
Вероятно, пилить человек научился тогда, когда заметил, что зазубренный нож режет лучше, чем гладкий. Тогда же была изобретена и первая каменная пила — ножовка. Работа с ней требовала больших физических усилий, но зато это приспособление позволяло успешно справляться с распилкой дерева и кости. Более совершенные пилы появились в бронзовом веке и внешне мало
Зеркальная шлифовка
Вслед за разрезанием материала древний человек освоил и другие методы его обработки, например шлифовку. Старинные источники утверждают, что доспехи древних воинов были обработаны очень мелким порошком, и в них, как в зеркале, можно было увидеть свое отражение.
Сталь упрочила напильники
Предмет можно также обработать напильником. Поверхность этого инструмента представляет собой множество мелких режущих зубчиков. Первые напильники существовали в Египте еще в 1500 г. до н. э. Они были изготовлены из бронзы и быстро приходили в негодность. Более долговечными напильники стали только в XIX в. после изобретения прочных стальных сплавов.
Позволяет скрепить и зафиксировать
Кроме станков и инструментов, позволяющих разделять материал на части, существует множество устройств для соединения, скрепления и фиксирования частей. Простейшим из таких приспособлений являются тиски. Винтовые тиски были изобретены еще в XVI в., и до нашего времени их конструкция практически не изменилась. Так же, как и сотни лет назад, одна из губок тисков неподвижна, а вторая перемещается с помощью винта по направляющей.
Инструментарий плотника
Для более тонкой ручной обработки деревянных изделий в распоряжении плотника имеются долота, стамески и рубанки. Все эти инструменты пришли к нам из очень далеких времен. Так, например, долото впервые появилось еще в каменном веке и вначале изготавливалось из кремня. А рубанок — ручной инструмент, предназначенный для строгания плоских деревянных поверхностей, — был основным в наборе инструментов плотника, живущего в Древнем Риме.
Причудливые заготовки
Самым первым станком является токарный. Несмотря на весьма древнюю историю, с годами его конструкция практически не изменилась. Приводя во вращение заготовку, мастер с помощью острого резца мог придать ей самую причудливую цилиндрическую форму. При этом глубина обтачивания зависела от силы нажима на резец.
Огромный вклад в развитие конструкции токарного станка внес английский инженер-механик и изобретатель Генри Модели (1771—1831). В 1794 г. он снабдил станок суппортом — устройством, которое не только удерживало резец, но и позволяло перемещать его в продольном и поперечном направлениях с большой точностью.
Один конец заострен, на другом — шляпка
Простейшим и старейшим приспособлением для продолжительного соединения деталей (в основном деревянных) является гвоздь. Этот небольшой заостренный металлический стержень с расширенным концом был известен еще в Месопотамии 3 тыс. Лет до н. Э. Вначале их отливали из бронзы, затем ковали из железа, но в любом случае их изготавливали вручную. Только в XVIII в. Были изобретены первые гвоздильные станки.
Две головки
Не менее древним способом неразборного соединения деталей является клепка. Заклепка вставляется в отверстия, просверленные в соединяемых деталях, а другой ее конец расклепывается так, чтобы появилась вторая головка и заклепку нельзя было вытащить.
При необходимости можно рассоединить
Если заготовки необходимо надежно соединить, но при этом оставить возможность со временем разъединить, не нарушая их целостности, применяют резьбовое соединение. Оно состоит из болта (винта) — стержня с резьбой и головкой на конце — и гайки — бруска с аналогичной внутренней резьбой.
Гайке и головке болта обычно придают форму многогранника (обычно шестигранника), с тем, чтобы их можно было закручивать гаечным ключом. Принцип работы этого инструмента прост: выемка в головке гаечного ключа по форме совпадает с формой гайки или головкой болта, и, действуя им как рычагом, можно их завернуть или отвернуть.
Создали в каменном веке
Очень часто в предмете или заготовке надо просверлить отверстие. Инструмент, позволяющий это сделать, получил название «дрель». Ученые считают, что первая дрель появилась еще в каменном веке и представляла собой обыкновенную палку, к концу которой было приделано каменное острие. Мастер просто катал ее между ладоней и одновременно прижимал к заготовке. Первая же ручная дрель появилась в Германии в 1816 г.
Винтовое соединение
Винт отличается от болта меньшими размерами. Поэтому его закручивание или откручивание . требует меньшего усилия. Головка винта служит для прижатия соединяемых деталей и захвата винта отверткой, гаечным ключом или другим инструментом. В наши дни получили распространение крепежные винты с круглой, шестигранной или квадратной головками.
