ΜΗΧΑΝΟΥΡΓΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ –
ΕΞΕΛΙΞΗ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ

Μάρκου Κτιστάκη
Α1 Γυμνασίου

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 

 1.     ΕΙΣΑΓΩΓΗ

    Εργαλεία, με την πρωταρχική έννοια του όρου, είναι χειροκίνητα όργανα που λειτουργούν με τη μυϊκή δύναμη εκείνου που τα χρησιμοποιεί και οδηγούν στο να πάρει ένα κομμάτι υλικού το επιθυμητό σχήμα. Μολονότι υπάρχουν σήμερα πάρα πολλά ειδικευμένα εργαλεία όλα είναι εξέλιξη πέντε βασικών τύπων εργαλείων. Είναι αξιοθαύμαστο ότι όλες οι κατασκευές, από μία καρφίτσα έως ένα διαστημόπλοιο, στηρίζονται στην χρήση αυτών των πέντε τύπων εργαλείων. Οι εξελιγμένες μορφές τους λειτουργούν με τις ίδιες βασικές αρχές.

Μηχανουργική Τεχνολογία είναι η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για τις κατασκευές.

  2.     ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ

  Η ιστορία των εργαλείων διαιρείται σε δύο τμήματα. Το πρώτο καλύπτει χρονικό διάστημα μεγαλύτερο των 2.000.000 χρόνων και είναι η περίοδος κατά την οποία δημιουργούνται, την Λίθινη Εποχή, μερικά βασικά εργαλεία.
 

  Αυτά εξελίχθηκαν αργά προς τις σύγχρονες μορφές τους στους πρώιμους αιώνες της εποχής των μετάλλων, καθώς πρώτα ο χαλκός, ύστερα ο μπρούτζος και τελευταίος ο σίδηρος άρχισαν να χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο στην κατασκευή εργαλείων.

   Επειδή ο σίδηρος ήταν ιδιαίτερα άφθονος, ήταν το βασικό μέταλλο που αντικατέστησε το λίθο και τα άλλα υλικά. Το στάδιο κατά το οποίο σταθεροποιήθηκε η μορφή των βασικών εργαλείων τοποθετείται περίπου πριν 4.000 χρόνια. Το σημερινό τσεκούρι, η λίμα και το πριόνι δεν είναι παρά οι εξελιγμένες μορφές των αρχαίων προγόνων τους.

 3. ΤΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ                                     

   Πριν ξεκινήσουμε να απαριθμούμε τα εργαλεία να αναφέρουμε δυο ειδών όργανα που είναι χρήσιμα στις κατασκευές:

 Α.  Όργανα για μέτρηση μηκών

     Εδώ θα εξετάσουμε τα όργανα με τα οποία κάνουμε μετρήσεις στις μηχανουργικές κατασκευές. Τα όργανα αυτά είναι διάφορων ειδών. Ανάλογα δε με το είδος της μετρήσεως ή με την ακρίβεια, που επιθυμούμε κατά την μέτρηση, χρησιμοποιούμε και το κατάλληλο, ειδικό όργανο.

    Το ποιο  «απλό» είναι οι μετρητικές ταινίες. Οι μετρητικές ταινίες είναι στενές λουρίδες από ξύλο, ύφασμα ή μέταλλο. Τα πιο συνηθισμένα μέτρα, είναι του ενός μέτρου που τα λέμε μέτρα και των δύο μέτρων που τα λέμε δίμετρα.

    Αν επιθυμούμε μεγαλύτερη ακρίβεια χρησιμοποιούμε τους κανόνες και τα παχύμετρα. Οι κανόνες είναι κατασκευασμένοι από ατσάλι και μας δίνουν ακρίβεια χιλιοστού ενώ τα παχύμετρα μας δίνουν ακρίβεια ενός δέκατου του χιλιοστόμετρου.

    Αν χρειαζόμαστε ακόμα μεγαλύτερη ακρίβεια καταφεύγουμε στα μικρόμετρα. Με τα οποία μπορούν να γίνουν μετρήσεις ακριβείας ενός εκατοστού του   χιλιοστόμετρου.    

 Β. Όργανα για μέτρηση γωνιών

     Δύο είναι οι κύριες κατηγορίες οργάνων για μέτρηση γωνιών. Η μία είναι οι γωνίες και η άλλη είναι τα μοιρογνωμόνια.

      Οι γωνίες χωρίζονται σε τρεις υποκατηγορίες. Τις γωνίες που είναι όργανα για μέτρηση ορθών γωνιών. Τις φαλτσογωνίες που είναι όργανα για μέτρηση οξειών και αμβλειών γωνιών. Και τις κεντρογωνίες που είναι γωνίες ενενήντα μοιρών, που έχουν τρίτο σκέλος. Αυτές τις γωνίες τις χρησιμοποιούμε για να βρίσκουμε το κέντρο του κύκλου.

      Τα μοιρογνωμόνια (που όλοι τα γνωρίζουμε από το σχολείο) είναι όργανα που χρησιμοποιούμε για να μετρούμε ή να ελέγχουμε γωνίες. Τα μοιρογνωμόνια χωρίζονται σε τρεις υποκατηγορίες τα μοιρογνωμόνια με υποδιαιρέσεις μοιρών, τα σύνθετα μοιρογνωμόνια μ’ αλφάδι. Και για άμα χρειαζόμαστε μεγαλύτερη ακρίβεια τα μοιρογνωμόνια με βερνιέρο. 

  3.1             Εργαλεία χάραξης

   Εργαλεία χάραξης είναι τα εργαλεία που χρησιμοποιούμε για να χαράζουμε και να σημαδεύουμε. Όταν λέμε χάραξη εννοούμε τη μεταφορά από ένα σχέδιο ή και από το μυαλό μας στο κομμάτι που πρόκειται να κατεργασθούμε. Απλό εργαλείο χάραξης μπορεί να είναι ένα μολύβι μία κιμωλία ή και ένας κοινός χάρακας. Βέβαια υπάρχουν και πιο εξειδικευμένα όργανα όπως:

  1) Το σημαδευτήρι που είναι μια λεπτή ράβδος από ατσάλι που καταλήγει σε μια μύτη με την οποία σέρνουμε γραμμές.

 2) Ο υψομετρικός χαράκτης που χρησιμοποιείται για να σημαδεύουμε διάφορα ακατέργαστα κομμάτια και για να ελέγχουμε κομμάτια που είναι δεμένα πάνω σε εργαλειομηχανές.

 3) Οι διαβήτες για χάραξη που χρησιμοποιούμε για να χαράξουμε κύκλους ή τόξα κύκλων επάνω σε κομμάτια, επίσης όταν έχουμε να χωρίσουμε κύκλους ή γραμμές σε ίσα μέρη κτλ. Οι διαβήτες αποτελούνται από δύο σκέλη ατσαλένια που καταλήγουν σε μύτες. Μ’ αυτές τις μύτες γίνεται ή χάραξη. Οι διαβήτες χαράξεως μοιάζουν με τους διαβήτες μετρήσεως. Υπάρχουν τρία είδη διαβητών: ο διαβήτης με ελατήριο, ο κοινός διαβήτης και ο διαβήτης     μονοπόδαρο κομπάσο.

       4) Διότι τα σημάδια που αφήνουν τα σημαδευτήρια, οι υψομετρικοί χαράκτες, οι διαβήτες κτλ. μπορεί να σβηστούν την ώρα που χειριζόμαστε το κομμάτι στην κατεργασία, χρησιμοποιούμε πόντες (ή κέντρα). Μ’ αυτές κάνουμε μικρές γουβίτσες.      

 3.2             Εργαλεία συγκράτησης 

  Για να κατεργαστούμε ένα κομμάτι πρέπει να το κρατάμε κάπου σταθερά. Ο πιο πρόχειρος, τρόπος βέβαια είναι να το συγκρατήσουμε με τα χέρια, όμως αυτό δεν είναι πολύ ασφαλές. Έτσι χρησιμοποιούμε ειδικά εργαλεία, τα λεγόμενα εργαλεία συγκράτησης.   

  Πριν αναφέρουμε τα εργαλεία συγκράτησης να αναφέρουμε ότι για τη σωστή επεξεργασία χρησιμοποιούμε ένα τραπέζι εργασίας, τον πάγκο, πάνω στον οποίο τοποθετούμε τα εργαλεία και τα κομμάτια που θα κατεργασθούμε.                                                                                                                

   Τα  πιο γνωστά εργαλεία συγκράτησης είναι οι μέγγενες. Υπάρχουν πολλών ειδών μέγγενες άλλες πιο απλές και άλλες πιο εξειδικευμένες.  

    Απλές μέγγενες είναι τα μεγγενόπουλα. Τα μεγγενόπουλα είναι μικρές φορητές μέγγενες.
    Χρησιμοποιούνται σαν βοηθητικά εργαλεία για συγκράτηση. Ποιο εξειδικευμένες μέγγενες, είναι η μέγγενη του εφαρμοστή και η μέγγενη του σιδηρουργού που είναι μεγαλύτερες και ποιο πολύπλοκες μέγγενες. 

   Επειδή τα μάγουλα στις μέγγενες δεν σφίγγουν παράλληλα και σε πολλές περιπτώσεις είναι μεγάλα για την εργασία που θα θέλαμε να κάνουμε μεταχειριζόμαστε τους σφιγκτήρες.

 3.3  Εργαλεία κρούσης (σφυριά)

     Εργαλεία κρούσης είναι τα εργαλεία που χρησιμοποιούμε όταν θέλουμε να ισιώσουμε, να σπρώξουμε, να πιέσουμε κάτι που κατασκευάζουμε, διαμορφώνουμε ή εφαρμόζουμε.    

     Από τα εργαλεία αυτά εδώ θα εξετάσουμε μόνο τα σφυριά του χεριού.  Κατά το σχήμα τους τα σφυριά χωρίζονται σε δυο είδη: στα σφυριά μπάλας, δηλαδή σ’ αυτά που έχουν το ένα άκρο ημισφαιρικό και σ’ εκείνα που λέγονται σφυριά πένας. Υπάρχουν σφυριά  φτιαγμένα από διάφορα υλικά τα πιο συνηθισμένα είναι: τα ατσαλένια σφυριά που  χρησιμοποιούνται για σκληρές δουλειές. Επίσης τα ξυλόσφυρα, τα αλουμινόσφυρα και τα λαστιχένια σφυριά που χρησιμοποιούνται όταν οι τεχνίτες δεν θέλουν να σημαδευτούν τα κομμάτια που επεξεργάζονται.

 3.4 Κοπτικά εργαλεία

    Τα συνηθισμένα κοπτικά εργαλεία του χεριού που μεταχειριζόμαστε για να κατεργαστούμε ένα κομμάτι υλικού είναι τα εξής

  1) Τα κοπίδια είναι εργαλεία που χρησιμοποιούνται πιο πολύ για ξεχόνδρισμα και λιγότερο για να ανοίγουμε αυλάκια. Υπάρχουν διάφορα είδη κοπιδιών όπως το πλατύ κοπίδι, το σταυροκόπιδο και το κοπίδι με ακμή σε σχήμα ρόμβου.

2) Οι ζουμπάδες είναι εργαλεία που χρησιμοποιούνται πολλές φορές σαν τα κοπίδια. Ενώ όμως τα κοπίδια κάνουν συνήθως ίσιες κοψιές οι ζουμπάδες, (όταν χρησιμοποιούνται ως κοπτικά εργαλεία) κάνουν πάντα κυκλική κοψιά. Πιο πολύ όμως τους  χρησιμοποιούμε σαν βοηθητικά εργαλεία στις συναρμολογήσεις και αποσυναρμολογήσεις. Υπάρχουν δυο είδη ζουμπάδων ο παράλληλος και ο κωνικός.

  3)      Τα Πριόνια. Εδώ θα μιλήσουμε για τα μεταλοπρίονα και τα ξυλοπρίονα. Στα μεταλλοπρίονα η χειρολαβή είναι ξύλινη ή από πλαστικό υλικό ενώ στα ξυλοπρίονα η χειρολαβή είναι πάντα  ξύλινη. Η πριονολεπίδα κατασκευάζετε από ατσάλι και στα δύο. Η κύρια διαφορά των δύο πριονιών είναι ότι η λεπίδα στα μεταλλοπρίονα σχηματίζει μια κυματοειδή γραμμή ενώ στα ξυλοπρίονα το ένα δόντι κλείνει λίγο προς τα αριστερά και το άλλο λίγο προς τα δεξιά και ούτω κάθε εξής.

   4)      Το ψαλίδι είναι ένα εργαλείο που όλοι το γνωρίζουμε από τα σπίτια μας. Στην τέχνη του μηχανουργού χρησιμοποιούμε ψαλίδια για να κόβουμε μέταλλα τα οποία λέγονται μεταλλοψάλιδα. Τα σκέλη των μεταλλοψάλιδων κατασκευάζονται από ατσάλι

   5) Στην κατηγορία των ψαλιδιών ανήκουν και οι κόφτες. Είναι κι αυτοί κατασκευασμένοι από ατσάλι, σκληροί στα κοπτικά μέρη και μαλακοί στις χειρολαβές. Τους χρησιμοποιούμε προπαντός για να κόβουμε σύρματα και λεπτά ελάσματα.

   6) Επίσης για το κόψιμο συρμάτων χρησιμοποιούμε και τις πένσες που επίσης χρησιμοποιούνται για πρόχειρα βιδώματα και για το λύγισμα συρμάτων και ελασμάτων.

   7) Για το λύγισμα συρμάτων και ελασμάτων χρησιμοποιούμε και τα τσιμπίδια με τα οποία δεν μπορούν να κόψουμε μέταλλα.

   8)  Ένα από τα ποιο συνηθισμένα εργαλεία που χρησιμοποιούμε στην τέχνη του ξυλουργού είναι η λίμα. Τη μεταχειριζόμαστε για να αφαιρέσουμε υλικό από τα κομμάτια που κατεργαζόμαστε. Οι λίμες κατασκευάζονται από ατσάλι. Υπάρχουν πολλά είδη λιμών, τα ποιο συνηθισμένα είναι η τετράγωνη, η στρογγυλή, η τριγωνική και η μαχαιρωτή. Για εργασίες ακριβείας χρησιμοποιούμε λίμες ειδικής κατασκευής που λέγονται λίμες τύπου Ελβετίας.

   9) Πολλές φορές μετά την κατεργασία με τη λίμα ή με εργαλειομηχανές, μένουν στην επιφάνεια του κομματιού μικρές ανωμαλίες. Για να κάνουμε ποιο λείες τις επιφάνειες αυτές, μεταχειριζόμαστε ένα άλλο κοπτικό εργαλείο που λέγεται ξύστρα.

10) Μια συνηθισμένη εργασία στη τέχνη του μηχανουργού είναι το τρύπημα μεταλλικών κομματιών. Την εργασία αυτή την πετυχαίνουμε με διάφορα εργαλεία εκ των οποίων τα ποιο συνηθισμένα είναι τα τρυπάνια και τα γλάφανα. Και τα δύο εργαλεία περιστρέφονται μέσα στο κομμάτι που θέλουμε να τρυπήσουμε. Σχεδόν πάντα χρησιμοποιούμε ελικοειδή τρυπάνια. Και τα δύο εργαλεία έχουν και χειροκίνητα και μηχανοκίνητα είδη. Η περιστροφή των χειροκίνητων τρυπανιών επιτυγχάνετε με ειδικά εργαλεία που πάνω τους προσαρμόζουμε τα τρυπάνια, που ονομάζονται δράπανα. Τα χειροκίνητα γλάφανα τα περιστρέφουμε εφαρμόζοντας πάνω σ’ αυτά ένα μοχλό που λέγεται μανέλα.

   11) Εργαλεία για κατασκευή κοχλιών και περικοχλίων. Στα κοπτικά εργαλεία ανήκουν τα εργαλεία με τα οποία δημιουργούμε σπειρώματα δηλαδή σπειροτόμοι και οι βιδολόγοι.

 3.5 Εργαλεία σύσφιξης κοχλιών

   Κλειδιά και κατσαβίδια. Τα κλειδιά αποτελούνται από το στέλεχος και τις σιαγόνες. Όταν έχουν σταθερό άνοιγμα ονομάζονται Γερμανικά κλειδιά.

 Όταν έχουν ρυθμιζόμενο άνοιγμα ονομάζονται Γαλλικά κλειδιά.  
 

   Τα κατσαβίδια χρησιμοποιούνται για να βιδώνουμε ή ξεβιδώνουμε βίδες.

4.     ΟΙ ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ

   ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Ή ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ονομάζουμε τις μηχανές με τις οποίες επεξεργαζόμαστε διάφορα κομμάτια και τους δίνουμε τη μορφή που επιθυμούμε. Οι μηχανές αυτές δηλαδή αντικαθιστούν τα εργαλεία του χεριού, κάνουν την παραγωγή μεγαλύτερη, δίνουν μεγαλύτερη ακρίβεια στις κατασκευές και ελαττώνουν την χειρωνακτική εργασία.

   Εργαλειομηχανές υπάρχουν για όλες τις εργασίες. Για την εργασία του μηχανουργού υπάρχει ο τόρνος, η πλάνη κλπ, ενώ για τον ξυλουργό είναι η πριονοκορδέλλα, η ξεχονδριάστρα κλπ.

   Τις εργαλειομηχανές διαχωρίζουμε σε δυο μεγάλες κατηγορίες: στις εργαλειομηχανές γενικής χρήσεως και στις εργαλειομηχανές ειδικής χρήσεως. Εργαλειομηχανές γενικής χρήσεως ονομάζουμε τις μηχανές που είναι κατασκευασμένες για να εκτελούν διάφορες εργασίες της κατηγορίας τους. Ενώ ειδικής χρήσεως όσες έχουν κατασκευασθεί για ορισμένη χρήση. Για τους σκοπούς της εργασίας αυτής θα περιγράψουμε τις βασικές εργαλειομηχανές γενικής χρήσεως: Το δράπανο, την πλάνη, τον τόρνο, την φραιζομηχανή, το πριόνι.

   Ανάλογα με την κίνησή τους οι εργαλειομηχανές κατατάσσονται σε περιστροφικής κινήσεως (τόρνος, δράπανο, φραιζομηχανή) και ευθύγραμμης κινήσεως (πλάνη, πριόνι). Την κίνησή τους παίρνουν από ηλεκτροκινητήρες. Η μετάδοση της κίνησης γίνεται ή μες λουριά ή με οδοντωτούς τροχούς (γρανάζια).

4.1             Δράπανα.

   Το δράπανο είναι εργαλειομηχανή που αποτελείται από τρία κύρια μέρη: α) το σώμα, πάνω στο οποίο στηρίζονται και εργάζονται όλα τα υπόλοιπα εξαρτήματα, β) τον μηχανισμό συγκρατήσεως του τρυπανιού και γ) τα μέσα συγκρατήσεως του κομματιού. Κύριο μέρος του σώματος του δράπανου είναι η άτρακτός του, η οποία περιστρέφεται και μαζί της περιστρέφει το τρυπάνι. Κάτω από την άτρακτο βρίσκεται ο μηχανισμός με τον οποίο συγκρατούμε τα κομμάτια που θέλουμε να τρυπήσουμε.

   Το κομμάτι που θέλουμε να τρυπήσουμε το τοποθετούμε πάνω στο τραπέζι του δράπανου, όπου και το ασφαλίζουμε για την κατεργασία. Τα εξαρτήματα με τα οποία ανοίγουμε τις τρύπες είναι τα τρυπάνια. Υπάρχουν πολλά είδη, που κάνουν διαφορετικές δουλειές. Τα πιο διαδεδομένα είναι τα ελικοειδή τρυπάνια.

 4.2             Πλάνη

   Η πλάνη είναι εργαλειομηχανή κοπής, την οποία χρησιμοποιούμε κυρίως για να αφαιρούμε υλικό από επίπεδες επιφάνειες. Η κατεργασία αυτή λέγεται πλάνισμα. Ανάλογα με το κατά πόσο η κίνηση στις πλάνες είναι οριζόντια ή κατακόρυφη οι πλάνες διαιρούνται σε οριζόντιες ή κατακόρυφες. Η πλάνη αποτελείται από τρία κύρια μέρη α) το σώμα, β) την κεφαλή και γ) το τραπέζι. Το σώμα είναι κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο, επάνω και μέσα σ΄ αυτό είναι τοποθετημένοι οι μηχανισμοί. Η κεφαλή βρίσκεται στο εσωτερικό και αποτελείται από ζεύγος γραναζιών. Ένα σημείο της κεφαλής, που ονομάζεται εργαλειοφορείο, φέρει το κοπτικό εργαλείο. Στο τραπέζι της πλάνης στερεώνουμε το κομμάτι που θα πλανίσουμε. Το εργαλείο κοπής στην πλάνη ονομάζεται χούφτα.

4.3         Τόρνος

   Τόρνος. Ο τόρνος είναι μια εργαλειομηχανή  με την οποία κατεργαζόμαστε κομμάτια κυλινδρικά, κωνικά και επίπεδα. Είναι η περισσότερο διαδεδομένη εργαλειομηχανή από εκείνες που κατεργάζονται ένα κομμάτι αφαιρώντας υλικό. Η κύρια κίνησή του είναι περιστροφική. Την εργασία που κάνει την λέμε τορνάρισμα. Ο τόρνος αποτελείται από τρία μέρη: α) Το σώμα. Το κύριο μέρος του σώματος είναι το κρεβάτι, β) το κιβώτιο ταχυτήτων το οποίο αποτελείται από την άτρακτο και το σύστημα αλλαγής ταχυτήτων και γ) το εργαλειοφορείο πάνω στο οποίο στερεώνουμε τα εργαλεία κοπής.

 4.4             Φραιζομηχανή

   Η φρεζομηχανή είναι μια εργαλειομηχανή με την οποία κατεργαζόμαστε διάφορα κομμάτια με αφαίρεση υλικού. Με διάφορους συνδυασμούς στις κινήσεις και διαλέγοντας κάθε φορά τον κατάλληλο κοπτήρα μπορούμε να επιτύχουμε διάφορες κατεργασίες όπως κατεργασία επίπεδων ή καμπύλων επιφανειών, αυλακιών κ.λ.π. Μπορούμε ακόμα να ανοίξουμε ή να μεγαλώσουμε τρύπες. Η φραιζομηχανή αποτελείται από το σώμα κοπτήρων και τα συγκροτήματα συγκρατήσεως κοπτήρων και κομματιών.

 4.5             Λειαντικές μηχανές

   Η λείανση είναι ένα είδος επεξεργασίας που χρησιμοποιούμε για να αφαιρέσουμε υλικό από ένα κομμάτι με τη βοήθεια ενός περιστρεφόμενου τροχού από σκληρό υλικό. Οι λειαντικές εργαλειομηχανές κόβουν υλικό από το κομμάτι που κατεργαζόμαστε. Το κοπτικό εργαλείο είναι ένας τροχός (σμυριδοτροχός)  που γυρίζει με μεγάλη ταχύτητα.

   Τύποι λειαντικών μηχανών είναι ο επιτραπέζιος τροχός, ο κοπτικός τροχός και (πιο πολύπλοκοι) τα ρετιφιέ.

5.     ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 

1. Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος- Λαρούς-Μπριτάνικα. 1996. Εκδοτικός Οργανισμός Πάπυρος, Αθήνα.
2. Λοπρέστη.Σ., Μπάχα,Γ. 1971. Μηχανουργική Τεχνολογία. Τόμος Α και Β. Ίδρυμα Ευγενίδου, Αθήνα.
3. Ξυλουργικά: Εργαλεία κ.ά. 1991. Επισκευές Κατασκευές. Εκδόσεις Αλκυών. Αθήνα
4. Jardinico,B. 1993. Hand Tools. Time Life Books Ed. New York.