Чертёж

Пример чертежа детали

Чертёж — документ в виде графического изображения, выполненный в определённом масштабе, с указанием размеров и условно выраженных технических условий, соблюдение которых, в зависимости от назначения чертёжа, должно быть обеспечено при изготовлении, монтаже, контроле и упаковке изделия.[1][2]. При создании чертежа используются чертёжные инструменты.

Краткие сведения

Чертёж — один из видов конструкторских документов[3], содержащий данные для производства и/или эксплуатации изделия. Правила графического отображения вырабатывались веками, и установившаяся сейчас система практически едина для всех стран и в наибольшей степени соответствует особенностям человеческого мозга в восприятии объектов окружающего мира[источник не указан 186 дней]. Современным высокотехнологическим машинам для работы чертежи не нужны — они работают с математическими моделями объектов. Легко прослеживается связь — образец эталон — математическая модель — воспроизведение её в металле.

Чертёж детали — изображение изделия, изготавливаемого из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций. Например: вал, втулка, литой корпус, резиновая манжета (неармированная). К деталям относятся также изделия, подвергнутые покрытиям (защитным или декоративным) или изготовленные с применением местной сварки, пайки, склейки. К примеру: корпус, покрытый грунтовкой; стальная гайка, подвергнутая цинкованию; коробка, изготовленная сваркой из одного листа металла, и т. п.

Чертёж сборочной единицы — изображение изделия, состоящего из двух и более составных частей, соединённых между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (сшиванием, свинчиванием, сваркой, пайкой, клёпкой, развальцовкой, склеиванием, соединение металлическими скобками и т. д.). Например: станок, конвейер, литейный ковш, мотор-редуктор, сварной корпус и т. д.

Сборочный чертёж — документ, содержащий изображение сборочной единицы и данные, необходимые для её сборки и контроля.

 
Сборочный чертеж

Человек должен настроить машину и проконтролировать величину отклонений геометрии продукции от эталонной модели. В традиционном для XX века производственном процессе, при котором функции системы управления выполняет человек, для обеспечения удобства в восприятии им, изготавливаемого объекта, вместо математической модели используют графическую модель на бумажном носителе. Для сокращения объёмов информации, модель разбивают на элементарные геометрические фигуры, фактически выполняя этим графическое кодирование — знак диаметра и две цифры несут информацию об объекте в математике известном как «геометрическое место точек, равно удалённых…». Работать с геометрическими формами сложно: если поверхность не сводится к элементарным геометрическим формам, её выводят по точкам.

А точечные поверхности воспроизводят путём интерполяции их различного рода устройствами, имеющими программное управление (в том числе и механическими копирами). Здесь имеет место следующая связь: образец-эталон — графическая модель — воспроизведение её в металле. Удобства очевидны: графическая модель — чертеж, легко тиражируется, она дёшева — можно напечатать большое количество экземпляров. Именно удобство в работе позволяет чертежам, как сейчас, так и в обозримом будущем, оставаться полноправными участниками производственного процесса: машины работают с 3D моделями, а человек — с чертежами. Пока трудно представить, что у рабочего в тумбочке рядом с фрезами лежит планшет или ноутбук, и вряд ли такое произойдет в ближайшее время, так как размеры чертежа порой достигают нескольких метров, и рассматривать его на экране 10" просто неудобно, а голографические чертежи, которые могли бы и подойти для этих целей, пока ещё не разработаны конструкторами, и на их разработку и внедрение, нужно время. Но даже и при их внедрении в производство чертежи все равно останутся незаменимыми, так как они представляют собой копию электронной закодированной информации, и при поломке электроники или полной утрате электронных файлов с помещённой на них информацией по чертежам можно гораздо быстрее, наглядным образом, ознакомиться с этой информацией вновь, а также и предотвратить в определённых случаях возможность её утраты.

Таким образом, чертежи выполняются по правилам, представляющим собой правила кодирования информации об объекте, с целью сокращения её объёма.

Принятые в России основные требования к выполнению чертежей изложены в ГОСТ 2.109—73[4].

История чертежа

Древний мир

История возникновения и развития науки об изображении предметов на плоскости берет своё начало в далёком прошлом. Ещё не зная бумаги и карандашей, человек с помощью угля, мела или ещё какого-нибудь другого красящего вещества изображал на стенах своих жилищ предметы из окружающей его природы. Чаще всего это были рисунки животных и птиц, охота на которых служила человеку источником существования.

Древние египтяне передавали свои мысли и представления с помощью знаков-рисунков, которые называются иероглифами.

Длинными строчками выстраивались на плитках и стенах змеи, совы, ястребы, руки, головы, люди, жуки. Среди них всевозможные фигуры: квадраты, треугольники, круги, петли.

Ученые проследили длинный путь от картинки до современных букв. И те, и другие знаки не чужды друг другу. Оба вида изображений служат одной цели: передать сообщение от одного человека другому.

Появление чертежей связано с практической деятельностью человека — строительством укреплений, городских построек. Первоначально их выполняли прямо на земле. Но также археологами были обнаружены чертежи, выполненные на камне, папирусе, глиняных дощечках, пергаменте, а более поздние — на бумаге. Для записей на папирусе древние египтяне делали первые чернила из золы корней папируса, которую смешивали с клейким соком акации или вишни, а древним грекам были известны графитовые стержни для письма и рисования.

Исследователи утверждают, что деревянная линейка и циркуль являются самыми древними чертежными инструментами. Потому что удивительно ровные прямые линии и правильные круги, например, на стенах и куполах храмов и домов Вавилонии и Ассирии невозможно было бы провести без специальных инструментов. Железным и бронзовым циркулям, найденным при раскопках в разных местах земли, более 2 тысяч лет.

Примером древнеегипетского чертежа служит изображение водоема с растущими возле него пальмами. На нём соединены изображения, полученные с двух точек зрения: спереди и сверху. Они удивительным образом переплетены друг с другом.

Древнегреческий чертеж лабиринта содержит только одно изображение — сверху. Но, тем не менее, это первые примеры изображения конструкции на плоскости.

Стремление к стандартизации объектов трудовой деятельности людей можно проследить с глубокой древности. Известно, что хетты за 40 веков до н. э. ввели стандарты на городские постройки. В Древнем Египте были стандартизированы луки, стрелы; из камней стандартных размеров возводились пирамиды.

Много внимания стандартизации уделяли римские императоры. Помимо линейных мер, мер объёма и массы, календаря стандартизация коснулась предметов вооружения, а также знаменитых римских дорог, часть которых сохранилась до наших дней. Были стандартизированы диаметры труб, подводящих воду к жилым домам (нарушение этого стандарта каралось весьма сурово).

Таким образом, жители Древнего мира заложили основы графических изображений, которые были усовершенствованы и обоснованы изобретателями следующих поколений. Было положено начало стандартизации, во многом упростившей деятельность по созданию построек и механизмов.

Средневековье

С развитием технической мысли сохраняется потребность в изображении конструкций. Удобный материал-бумага, изобретённый в Китае, начинает производиться в Италии, Франции, Венгрии, Германии и только потом в России. Собственное изготовление бумаги началось в России при Иване Грозном вместе с рождением книгопечатания.

Многие конструкции запечатлены в рисунках, выполненных в технике гравюры. Именно из них мы узнаем о том, какие приспособления помогали людям в нелегкой жизни.

Архитекторы занимали исключительное положение среди создателей средневекового искусства и были самостоятельны в своих действиях и направлениях работы. В альбоме Виллара де Оннекура собрана различная графическая информация от построения человеческой фигуры до сложнейшей конструкции элементов готического храма.

Люди Средневековья владели понятием стандартизации. Она применялась в строительстве морских судов в Венецианской республике. Построенные из стандартизованных элементов корпуса судов вводились в специальные каналы, по обеим сторонам которых размещались нужные материалы, оборудование, такелаж и т. д., вплоть до бочонков с пресной водой и ящиков с продовольствием. В конце канала поднимался флаг, и корабль выходил в море. Как известно, в XII—XIV вв. Венецианская республика, опираясь на мощный флот, достигла большого могущества.

Средством для работы на бумаге сначала были тушь и чернила, а потом стали пользоваться углём, металлическими палочками-штифтами. Их делали из свинца или серебра. Периодически в разных странах находили залежи графита, которые быстро истощались.

Именно этими материалами выполнены чертежи-рисунки выдающегося изобретателя эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. Он придумывал самые различные механизмы: крутильный станок на несколько веретен, прокатный стан, станки для нарезки винтов, для шлифовки оптических стекол, шлюзы, несколько видов водоподъемных машин, оборонительные сооружения, летательные аппараты. Многие его изобретения не воплотились в жизнь, но задали направление для технической мысли последующих поколений.

Первое упоминание о чертежах в России относится к началу XVI века и содержит описи церковного архива, по утверждению которых, самый древний чертёж выполнен в 1517 году. Одним из интереснейших образцов чертежей XVI века является план города Пскова (1581 год) и «Петров план города Москвы» (1597 год).

Годуновский чертёж Московского Кремля, выполненный в период с 1600 по 1605 год, дает наглядное представление о расположении построек в Кремле и за его пределами.

Слово «чертёж» исконно русское. Использовалось в значении, близком современному, то есть изображение каких-либо предметов на бумаге, план чего-либо. Изображения выполнялись от руки, на глаз, требовали словесных пояснений.

Чертежами пользовались многие выдающиеся изобретатели и инженеры. В 1586 году знаменитый пушечный мастер Андрей Чохов отлил колоссальную Царь-пушку, а его ученики уже с начала 30-х годов XVII века руководились чертежами при изготовлении орудий.

Стандарты в России появились во времена Ивана Грозного. При нём была стандартизирована артиллерия и разработан метательный инструмент. Тогда же впервые в мире[источник не указан 667 дней] было организовано «разборно-сборное» строительство. В районе Углича под руководством И. Г. Выродкова построили значительных размеров деревянную крепость (стены, башни, склады и т. д.). Затем её разобрали, сплавили по Волге к Свияжску (за 1000 км), который Иван Грозный выбрал в качестве опорной базы перед походом на Казань, и за короткий срок (около четырёх недель) собрали.

Требовалась высокая организация труда, унификация элементов сооружений крепости, достаточная точность их изготовления, простая, удобная система маркировки.

Эпоха Средневековья внесла свои коррективы в технику выполнения чертежей. Они стали более точными, часть из них выполнялась с помощью чертёжных инструментов. Основными материалом для выполнения чертежей стала бумага. Но чертежи эпохи Возрождения зачастую содержали одно изображение, не дающее возможность представить объект полностью, или выполнялись в виде рисунка, выполненного без особых правил.

Форматы листа

 
Форматы листа

Международный стандарт размеров листов, ISO 216 (ГОСТ 2.301—68[5]), построен на основе немецкого стандарта размеров листов DIN 476. В стандарте ISO отношение ширины к длине листов различных форматов одинаково, и составляет  , Или примерно 1:1,4142. Базовым форматом листа является A0, площадь которого равна 1 м². Каждый из следующих форматов листов A1, A2, A3 и т. д., имеет вдвое меньшую площадь, чем предыдущий. Эти форматы по ГОСТ 2.301-68 имеют название «основные форматы».

Основной формат — формат конструкторского документа, которому отдают предпочтение, размеры сторон которого составляют 1189×841 мм (A0) или полученный последовательным делением его на две равные части параллельно меньшей стороны до формата 297×210 мм (A4).

Дополнительный формат — формат конструкторского документа, который образуют увеличением меньшей стороны любого основного формата на величину, кратную её размеру.[5]

Масштабы

Изображение предмета на чертеже может быть выполнено в натуральную величину, уменьшенным или увеличенным. Отношение всех линейных размеров изображения предмета на чертеже к их натуральной величине называется масштабом.

ГОСТ 2.302—68 устанавливает следующий ряд масштабов изображений на чертежах:

  • масштабы уменьшения — 1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40; 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1000;
  • натуральная величина — 1:1;
  • масштабы увеличения — 2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 20:1; 40:1; 50:1; 100:1.

Линии

Основными элементами любого чертежа являются линии. В зависимости от их назначения они имеют соответствующие тип и толщину. Изображение предметов на чертеже является сочетанием различных типов линий.

Типы линий, их назначение и толщина установлены ГОСТ 2.303—68 (ISO 128). Сплошная толстая основная линия принята за исходную. Толщина её S должна выбираться в пределах от 0,5 до 1,4 мм. Она выбирается в зависимости от величины и сложности изображения, формата листа и назначения чертежа. Исходя из толщины сплошной толстой основной линии, выбирают толщину других линий при условии, что для каждого типа линий в пределах одного чертежа на всех изображениях она будет одинаковой.

Виды, толщины и назначения линий по ГОСТ 2.303—68:

Название Толщина относительно основной линии Основное назначение
Сплошная толстая
 
S Линии видимого контура. Линии перехода видимые. Линии контура сечения (вынесенного и входящего в состав разреза).
Сплошная тонкая
 
От S/3 до S/2 Линии контура наложенного сечения. Линии размерные и выносные. Линии штриховки. Линии-выноски. Полки линий-выносок и подчеркивание надписей. Линии ограничения выносных элементов на видах, разрезах и сечениях. Линии перехода воображаемые. Следы плоскостей, линии построения характерных точек при специальных построениях.
Сплошная волнистая
 
От S/3 до S/2 Линии обрыва. Линии разграничения вида и разреза.
Штриховая
 
От S/3 до S/2 Линии невидимого контура. Линии перехода невидимые.
Штрих-пунктирная тонкая
 
От S/3 до S/2 Линии осевые и центровые. Линии сечений, являющиеся осями симметрии для наложенных или вынесенных сечений.
Штрих-пунктирная утолщённая
 
От S/3 до 2/3S Линии, обозначающие поверхности, подлежащие термообработке или покрытию. Линии для изображения элементов, расположенных перед секущей плоскостью.
Разомкнутая
 
От S до 1,5 S Линии сечений.
Сплошная тонкая с изломом
 
От S/3 до S/2 Длинные линии обрыва.
Штрих-пунктирная с двумя точками тонкая
 
От S/3 до S/2 Линии сгиба на развёртках. Линии для изображения частей изделий в крайних или промежуточных положениях. Линии для изображения развёртки, совмещённой с видом.

Черчение

 
График за работой
 
Фасад здания
Основная статья: Инженерная графика

Когда изображают предметы приёмами черчения, не полагаются на один глазомер и верность руки, а пользуются разными вспомогательными инструментами. Зато от чертежа требуется точное воспроизведение размеров предмета, в определённом масштабе, вследствие чего перспективное изображение употребляется весьма редко (так как оно искажает размеры частей) и заменяется проекциями по правилам начертательной геометрии. С развитием применений графической статики при помощи черчения стали легко и быстро решать множество численных задач, встречающихся при проектировании сооружений и машин и требующих сложных алгебраических выкладок.

Под именем «геометрическое черчение» подразумевают особый подготовительный предмет программы начальных технических училищ: чтобы приступить к изучению искусства черчения, ученикам показывают приёмы употребления чертёжных инструментов и заставляют решать на бумаге разные геометрические задачи. Начиная с действительно нужных, как проведение параллельных и перпендикулярных прямых, деления прямых и углов на равные части, построения фигур в разных масштабах, доходят до решения довольно сложных частных задач и построения разных плоских кривых и правильных узоров, выбранных лишь с целью «набить руку» и достигнуть некоторой степени геометрического «развития». Затем уже переходят к «проекционному черчению»: практическому изучению начертательной геометрии и разных систем проекций, на ней основанных. Эти научные основы черчения разрабатываются дальше сообразно специальностям, требующим разнообразных результатов, достигаемых особыми приёмами и навыками. Черчение географических и топографических карт, ситуационных и межевых планов требует соблюдения большой точности в размерах и раскрашивания условными красками и приёмами. Архитектурное черчение пользуется другими условными обозначениями и приёмами, но тоже требует точного соблюдения размеров, так как их определяют при пользовании планом непосредственным измерением при помощи циркуля и масштаба. В заводских чертежах, даваемых в руки рабочим-исполнителям, большей частью допускается более грубое исполнение, потому что главные размеры обыкновенно надписываются, а самые чертежи часто исполняются в натуральную величину.

В старину было принято тщательно отделывать все инженерные, архитектурные и машиностроительные чертежи: вычерчивать тонкими линиями, тщательно раскрашивать и даже оттенять округлые поверхности размыванием туши.

В архитектуре

Основная статья: Архитектурная графика

Чертёжные инструменты

 
Чертёжная доска — кульман
  1. Простая односторонняя доска.
  2. Доска с торцевыми награтками.
  3. Американский станок.
  4. Угольники.
  5. Рейсшины.
  6. Хомутик и пружины.
  7. Эксцентрическая линейка.
  8. Лекала.
  9. Лекало для параболы.
  10. Штриховальная линейка.
  11. Рейсфедеры.
  12. Калиберный рейсфедер.
  13. Двойной рейсфедер.
  14. Криволинейный рейсфедер.
  15. Рапидограф.
  16. Простой циркуль.
  17. Державка.
  18. Конические ножки циркуля.
  19. Волосной циркуль.
  20. Круговой циркуль.
  21. Складной циркуль.
  22. Кронциркуль.
  23. Пропорциональный циркуль.

См. также

Примечания

  1. Мясоедова Н. В., Леонова Л.М.,. Притыкин Ф.Н, Кошелева Л.И. Инженерная графика (геометрическое и проекционное черчение) / Омск: ОмГТУ, 2005. — 1. — С. 2-3, 16-19 — 52 с.
  2. ГОСТ 2.102-2013 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Виды и комплектность конструкторских документов Дата введения 2014-06-01. — Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. — docs.cntd.ru. Дата обращения 15 ноября 2019.
  3. ГОСТ 2.102—68. Единая система конструкторской документации. Виды и комплектность конструкторских документов
  4. ГОСТ 2.109—73. Единая система конструкторской документации. Основные требования к чертежам
  5. 1 2 ГОСТ 2.301—68 Единая система конструкторской документации. Форматы.

Литература

Ссылки