Työkalu, väline, jolla tehdään materiaalimuutoksia muihin esineisiin, kuten leikkaamalla, leikkaamalla, lyömällä, hankaamalla, hiomalla, puristamalla, mittaamalla tai muulla tavalla. Käsityökalu on pieni manuaalinen instrumentti, jota perinteisesti käyttää käyttäjän lihasvoima, ja työstökone on moottorikäyttöinen mekanismi, jota käytetään leikata, muotoilla tai muokata materiaaleja, kuten puuta ja metallia. Työkalut ovat ensisijainen keino, jolla ihmiset hallitsevat ja manipuloivat fyysistä ympäristöään.
käsityökalu
sellaisia voidaan pitää käsityökaluina.
Seuraava on työkalujen lyhyt käsittely. Katso täydellinen käsittely käsityökalusta ja työstökoneesta.
Vanhimmat tunnetut työkalut, jotka koostuivat primitiivisistä vasaroista, alasista ja leikkuutyökaluista, löydettiin vuosina 2011 ja 2012 Lomekwi 3 -alueelta, joka sijaitsee kuivassa joenrannassa lähellä Kenian Turkana-järveä. Noin 3,3 miljoonan vuoden takaisesta kivikerroksesta, joka esiintyi plioseenikauden keskellä (5,3 - 2,6 miljoonaa vuotta sitten), työkalut edeltävät Homo-tutkimuksen vanhimpien yksilöiden syntymistä melkein miljoonalla vuodella. Paleontologit spekuloivat, että estämättä vielä löytämättömän Homo-lajin löytämistä, työkalut todennäköisesti rakensivat Australopithecus- tai Kenyanthropus-jäsenet, jotka asuivat alueella tuolloin.
Seuraavien vanhimpien työkalujen, joita on löydetty Etiopian kallioista, on peräisin noin 2,6 miljoonaa vuotta sitten - paleoliittisen ajanjakson perinteinen alku tai vanha kivikausi - uskotaan olevan H. habilisin valmistamia. Kokoelma koostui erikokoisista esimerkeistä kivi-työkalusta tai silppurista. Hakkuri koostui tyypillisesti vedestä kuluneesta nyrkkikokoisesta kalliosta, joka oli hakattu pois toisesta päästään karkeasti hammastetun reunan muodostamiseksi. Sitä käytettiin metsästyksen aikana vangittujen eläinten ihon ja nivelten leikkaamiseen. Ihmiskunta käytti hakkuria lähes kahden miljoonan vuoden ajan, kunnes käsisirve, joka on hakkurin ylivoimainen versio, ilmestyi. Tässä työkalussa koko kallion pinta oli työstetty. Koska molemmat kasvot oli halkaistu, käsiakselin reuna oli huomattavasti terävämpi kuin aikaisemmassa hakkurissa.
Vuosina 300 000 - 200 000 vuotta sitten Neanderthals kehittyi. Erinomaiset työkalunvalmistajat, neandertalit käyttivät monia erityyppisiä käsiakseleita, samoin kuin ensimmäisiä reikiä, veitsiä ja keihäitä. Voimakkaasti sahatuista teristä tehtiin sahamaisia, jolloin niitä voitiin käyttää sarven, luun ja puun leikkaamiseen ja leikkaamiseen.
Cro-Magnons, ensimmäiset modernit ihmiset, ilmestyi 45 000 - 30 000 vuotta sitten ja toi esiin uuden tyyppisiä työkaluja. Tärkeimpiä näistä olivat burini tai kovempi, tämä oli vahva, kapeateräinen kivet, joka pystyi raapimaan kapeat viillot luuhun, mikä mahdollisti neulojen, koukkujen ja ammusten valmistuksen. Kauden merkittävin myöhempi innovaatio oli hafting tai kahvan asentaminen työkaluun. Veitset ilman kahvoja ovat vain hankalia, mutta akseleita tai vasaraa ilman niitä on lähes mahdotonta käyttää tehokkaasti.
Neoliittinen ajanjakso (uusi kivikausi) esiintyi eri aikoina ympäri maailmaa, mutta sen yleensä ajatellaan alkavan joskus välillä 10 000–8 000 bce, kun ensimmäinen maa ja kiillotetut työkalut valmistettiin ja kasvien ja eläinten koditseminen aloitettiin. Kivityökalujen hiominen tekee niistä vahvempia ja antaa heille tasaisen leikkuureunan; maatyökalujen kasvun ansiosta neoliittiset kirvesmahdolliset metsät puhdistivat maataloutta, polttoainetta ja suojaa. Kolmetuhatta vuotta myöhemmin neoliittisen ajanjakson kiviakselit alkoivat kuitenkin antaa tietä ensimmäisille metallista valmistetuille työkaluille, yleensä pahoinpidellylle kuparille. Vuosisatoja myöhemmin ihmiset oppivat sulattamaan kuparia ja paljon sen jälkeen rautaa ja metallityökalujen käyttö levisi ympäri maailmaa. Ensimmäistä kertaa tehtiin työkaluja, joiden suunnittelussa oli käytetty nykyistä käyttöä, lähinnä siksi, että rautateollisuuden suhteellisen helppous antoi yksilöille mahdollisuuden käyttää erikoistyökaluja tiettyihin tehtäviin.
Nykyaikaiset käsityökalut kehitettiin 1500 bce: n jälkeisenä ajanjaksona. Niitä pidetään nyt yleensä seuraavissa luokissa: lyövät työkalut, jotka antavat iskuja (kirves, adz ja vasara); leikkaus-, poraus- ja hiomatyökalut (veitsi, kierre, pora, saha, viila, taltta ja taso); ruuvipohjaiset työkalut (ruuvimeisselit ja jakoavaimet); mittausvälineet (viivain, putkijohto, taso, neliö, kompassi ja liituviiva); ja lisälaitteet (työpöytä, ruuvi, pihdit ja pihdit).
Kehittämällä höyrykone moottorinsa 1800-luvulla, ihmiskunta löysi, kuinka ajaa työkaluja mekaanisesti. Erityisesti konekäyttöiset työkalut tulivat välttämättömiksi niiden koneiden osien valmistamiseksi, jotka nyt valmistaneet tavaroita, jotka aiemmin valmistettiin käsin. Yleisimmät työstökoneet on suunniteltu 1800-luvun puoliväliin mennessä. Nykyään kodin ja teollisuuden työpajoissa käytetään lukuisia erilaisia työstökoneita. Ne luokitellaan usein seitsemään tyyppiin: sorvauskoneet; muotoilijat ja höylät; sähköporat; jyrsinkoneet; hiomakoneet; moottorisahat; ja paina.
Perusteellisin kaikista seitsemästä on sorvi nimeltään vaakatasossa oleva metallin sorvauskone, jota käytetään lukuisissa sorvaus-, sorvaus- ja poraustoimissa.
Muokkaimet ja höylät käyttävät yhden pisteen työkaluja tasaisten pintojen koneistamiseen. Muokkaimet liikuttavat leikkuutyökalua edestakaisin materiaalin yli kuorimalla pinnan pois, kun taas höylässä on kiinteät työkalut, ja pinta siirretään kohtaamaan ne. Sähköporakoneet tunnetaan yleensä porapuristimina, ja niissä on kierrepora, joka leikkaa reikiä metalliin ja muihin aineisiin. Niitä voidaan käyttää myös moniin syvennys-, poraus-, kierteitys- ja muihin tarkoituksiin, joihin sorveja käytetään usein.
Jyrsinkoneissa on pyörivät leikkuupinnat, jotka hankaavat aineita, joiden kanssa ne joutuvat kosketukseen. Tavallisissa jyrsinkoneissa liukuva pöytä, jonka päällä on työkappale, työnnetään pyörivää leikkuria vastaan. Hiomakoneet toimivat samalla tavalla paitsi, että leikkuri korvataan pyörivällä hiomalaikalla, jota kutsutaan hiomalaikana, tai hihnalla. Kaikkein tarkimmista työstöprosesseista hionta voi luoda metallipintoja halutun mitan 0,0001 tuuman (0,0025 cm) sisällä.
Moottorisahat koostuvat usein pitkistä ohuista liikkuvista hihnoista tai hampailla vuorattuista ketjuista, kuten vannesahoissa tai ketjusahoissa. Puristimia käytetään materiaalin puristamiseen kovaa pintaa vasten; pinta koostuu usein muotista, ja puristimen tehtävänä on puristaa metalli tai muovi, joka on lyöty muotin muotoon.
Jotkut materiaalit ja metalliseokset ovat liian kovia tai liian hauraita, jotta niitä voidaan työstää tavanomaisilla työkaluilla; näille materiaaleille on kehitetty useita epätavanomaisia menetelmiä. Elektroni- tai ionisädetyöstössä voimakkaasti energisoitujen elektronien tai ionien virta suunnataan työkappaletta vastaan. Sähköpurkauksessa ja sähkökemiallisessa koneistuksessa nestemäisen väliaineen läpi pienen raon läpi kulkeva sähkövaraus liuottaa materiaalin työkappaleesta. Ultraäänikäsittelyssä värisevä työkalu aiheuttaa nestemäisen hioma-aineen poistamisen materiaalista. Muita epätavanomaisia menetelmiä ovat laser-, plasmakaari-, kemiallinen, fotokemiallinen ja vesisuihkukoneistus.
Automaattiset työstökoneet voivat tuottaa osia toistuvasti ilman käyttäjän apua. Tietojen numeerinen ohjaus luo täysin automaattiset työstökonejärjestelmät syöttämällä koneohjeet, jotka on alennettu digitaalisiin tai numeerisiin arvoihin.
