67

Инженерная графика

ВВЕДЕНИЕ

Важное место в подготовке специалистов со средним техническим образованием зани­мает черчение. Умение читать и выполнять чертежи — необходимое условие успешной работы на производстве. Поэтому целью изу­чения черчения является приобретение теоре­тических знаний и практических навыков.

Изучая предмет, учащиеся знакомятся с чертежными инструментами и принадлежно­стями, осваивают правила оформления черте­жей по ЕСКД; в разделе «Основы начерта­тельной геометрии и проекционное черчение» изучают способы построения изображений объемного предмета на плоскости; правила выполнения разрезов, сечений, построения линий перехода поверхностей и нанесения размеров.

В разделе «Машиностроительное черче­ние» студенты знакомятся с видами конструк­торской документации, изучают условности и упрощения, применяемые на машинострои­тельных чертежах, учатся выполнять эскизы деталей, составлять и читать чертежи общих видов и сборочные чертежи средней сложно­сти.

Изучение «Инженерной графики» дает студентам комплекс знаний и навыков, необ­ходимых для выполнения курсовых и диплом­ных работ в учебном заведении и дальнейшей работы на производстве.

Авторы считают, что данную книгу могут с успехом использовать также студенты выс­ших учебных заведений.

Для того чтобы понять, какой путь прошел современный чертеж с момента его возникно­вения до наших дней, коротко рассмотрим ос­новные этапы развития инженерной графики и стандартизации.

Графика — это способ отображения окружающей нас действительности на плоско­сти. Графика вмещает в себя множество спо­собов изображения. Рассмотрим два из них: рисунок и чертеж.

Рисунок — это графическое изображение, выполненное от руки на глаз, которое дает нам представление только о внешнем виде пред­мета и не дает представления о внутреннем его устройстве и размерах.

Чертеж — это графическое изображение, выполненное при помощи специальных чер­тежных инструментов и принадлежностей по особым правилам построения изображений, ко­торое дает нам полное представление о внеш­нем и внутреннем устройстве предмета и о его размерах.

Задолго до того, как люди создали письмен­ность, они научились рисовать окружающие их предметы. Для создания графических изобра­жений на различных этапах развития общества использовались разнообразные материалы и инструменты. Сначала материалом служила земля, стены пещеры, камни, на которых ри­сунки выцарапывались. Затем использовали бересту, кожу, холст, пергамент, бумагу и дру­гие материалы, на которые изображения на­носились чернилами или тушью с помощью гу­синого пера. Только в конце XVIII века для построения графических изображений стали применяться карандаши.

Прослеживая путь развития чертежа от древ­них времен до наших дней, можно выделить два основных его направления: первое — строи­тельные чертежи, по которым строили жилища, промышленные здания, мосты и другие соору­жения; второе — промышленные чертежи, по которым создавали различные инструменты, приспособления, машины.

Возникновение строительных чертежей от­носится к тому времени, когда люди для пост­ройки жилища или помещений для хранения утвари или зимовки скота на земле в натураль­ную величину разбивали планы помещений и на них возводили постройки. Делалось это с по­мощью примитивных приспособлений. Линей­ные размеры откладывали разметочным цирку­лем (рис. 1), окружности проводили с помощью веревки и двух колышков (рис. 2). Один ко­лышек вбивался в землю и играл роль центра, а другим, натягивая веревку, проводили окруж­ность.

Когда возводимые сооружения стали зани­мать обширные площади, потребовалось участие большого количества людей, возникла необ­ходимость вычерчивать чертежи в уменьшен­ном виде, на каком-либо материале (коже, хол­сте, пергаменте). Чертежи выполняли без мас­штаба, но с размерами, и только в XVIII веке

Рис. 1

Рис. 2

.тали применять масштаб. Первоначально изоб­ражение в плане (вид сверху) совмещали с изображением фасада здания (вид спереди) | рис. 3).

В XVI веке в Москве по приказу Ивана Гроз­ного был создан «Пушкарский приказ», который зедал инженерным и артиллерийским делом. Там были уже чертежники, которых тогда назы­вали «чертещиками». Чертежи выполнялись с помощью чертежных инструментов: линейки (правило) и циркуля (кружало). По распоря­жению Ивана Грозного по всему Московскому государству специальными людьми собирался географический материал, который лег в основу составленного в XVI веке «Большого чертежа» всей Московской Руси.

В начале XVII века при Борисе Годунове был составлен «Годуновский чертеж Кремля», изображавший дворцовые палаты и оборони­тельные укрепления, расположенные вокруг Кремля.

В начале XVIII века в период правления Петра I в России бурно развивается корабле­строение, горнорудная промышленность, стро­ятся машины и заводские силовые установки. Все это требовало умелого выполнения черте­жей. В связи с этим по указу Петра I вводится преподавание черчения в специальных учебных заведениях, что послужило причиной появления

Рис. 4

в 1708 г. первых учебников по черчению: «Прие­мы циркуля и линейки» и «Практические гео­метрии». В это время появляются первые чер­тежи заводских сооружений, где изображения выполнялись в двух видах. Сохранился чертеж двадцатидвухвесельного шлюпа, выполненный лично Петром I в 1719 г. (рис. 4).

В период ремесленного производства, когда изделие от начала до конца изготавливалось одним человеком, его форма и размеры опреде­лялись самим мастером. Изделия, пользовав­шиеся широким спросом — серпы, косы, ножи, дверные запоры и т. д., изготовляли по образцу с применением разметки и шаблонов, которые заменяли собой чертеж. С развитием произ­водства на смену мелким ремесленным мастер­ским приходят крупные мануфактуры, где широ­ко применяется разделение труда. Теперь одно изделие выполняется несколькими мастерами. Появились промышленные чертежи. Сначала они выполнялись без размеров, затем на поле чертежа стали делать надписи, указывающие основные размеры.

Рис. 6

к_ развитием техники чертежи усложнялись, их выполнение требовало более высокой точности исполнения. Стали применять масштабы, секционную связь, выполняя разрезы, без ко­сых невозможно было понять внутреннее устройство изделия и принцип его работы. Эти чертежи были уже близки к современным чертежам, но на них не было размеров. Они определялись с помощью масштабной шкалы, отображенной на поле чертежа. Примером таких чертежей могут служить чертежи паровой машины И. И. Ползунова, выполненные в 53 г. (рис. 5). На чертежах изображены поперечный разрез машины (рис. 5, а), на котором показаны применяемые материалы (кирпич, древесина, грунт), отдельные детали рис. 5, б), что является прообразом современ­но деталировочного чертежа. Продолжателями дела И. И. Ползунова в развитии отечественной техники и совершенствовании чертежа были русские механики отец и сын Черепановы. В 1824 году по их чертежам была построена первая паровая машина. На рис. 6 показан продольный разрез разработанного ими паровоза.

Дальнейшее совершенствование производ­ства, усложнение формы деталей, потребность в более высокой точности их изготовления при­водят к совершенствованию чертежа. В конце первой половины XIX века на чертежах стали наносить размеры с помощью выносных и раз­мерных линий. С развитием машинного произ­водства чертеж приобретает значение важного технического документа, содержащего данные не только о форме и размерах детали, но и о чистоте обработки поверхностей, термической обработке и предельные отклонения размеров, т. е. сведения, необходимые для изготовления этой детали.

Во второй половине XVIII века встречаются чертежи, выполненные в наглядном изображе­нии. Это уже зарождение будущей аксономет­рии. Примером может служить чертеж К. Д. Фролова «Рудоподъемная машина» (рис. 7).

Талантливым механиком-изобретателем, внесшим большой вклад в совершенствование чертежа, был И. П. Кулибин. В его проекте однопролетного арочного моста через реку Не­ву были чертежи поперечного разреза моста,

Рис. 7

отдельных конструкций, а также вид сверху и сбоку.

В 1798 г. французский ученый Гаспар Монж (1746—1818) опубликовал свой труд «Начер­тательная геометрия», в котором он обобщил опыт специалистов в изображении пространст­венных форм на плоскости и показал решения технических задач графическим способом. Так в конце XVIII — начале XIX вв., когда появи­лась и стала развиваться начертательная гео­метрия, метод ортогональных проекций полу­чил научное обоснование.

Первый научный труд по начертательной геометрии в России «Основания начертатель­ной геометрии» был написан в 1821 г. профес­сором Я. А. Севастьяновым. Дело Я. А. Се­вастьянова продолжали развивать и совершен­ствовать такие ученые, как П. К. Галактионов, А. X. Редер, Н. П. Дуров, И. И. Сомов.

Неоценимый вклад в развитие начертатель­ной геометрии как науки внес В. И. Курдюмов. Он написал 14 научных работ, в которых дал но­вое направление начертательной геометрии, по­казав ее применение в технических чертежах. Очень много сделали для развития отечест­венной технической графики такие ученые, как Н. И. Макаров, Е. С; Федоров, Н. А. Рынин, А. К. Власов, Н. А. Глаголев, Д. И. Каргин, А. И. Добряков. Они заложили основу русской графической науки и создали учебно-методиче­скую литературу по инженерной графике.

В конце 20-х годов необходимость в корот­кий срок подготовить новые инженерно-техни­ческие кадры привела к пересмотру и усовер­шенствованию методики преподавания черче­ния и созданию новых учебных пособий. Средж выпущенных в этот период учебных пособий особо нужно отметить труд М. В. Носова и И. Ф. Маслова «Условности машинострои­тельного черчения» (1928 г.) и пособие профес­сора С. К. Руженцова «Вспомогательные таб­лицы по проекционному черчению и скициро-ванию» (1929 г.).

Большую роль в развитии и совершенст­вовании теории инженерной графики, методи­ки ее преподавания и в создании учебных посо­бий сыграли такие отечественные ученые, как И. Г. Попов, С. М. Куликов, А. М. Иеруса­лимский, Н. А. Попов, В. О. Гордон, В. И. Каменев, Н. Ф. Четверухин.

В последнее время плодотворную работу по созданию учебных пособий по черчению и по совершенствованию методики преподавания этого предмета провели проф. С. В. Розов, Н. С. Дружинин, С. К. Боголюбов.

В период индустриализации в условиях бур­ного развития всех отраслей народного хозяй­ства потребовалось создание единой жесткой системы правил и норм выполнения машино­строительных чертежей. С этой целью в 1925 г. был создан Комитет по стандартизации при Со­вете Труда и Обороны, а в 1929 г. вышел пер­вый выпуск стандартов по черчению. 1 мая 1935 г. Комитет по стандартизации издает постановление, согласно которому соблюдение стандартов на чертежи становится обязатель­ным. Нужно отметить, что все нормы и правила, по которым выполняют чертежи, собранные в государственных стандартах, постоянно со­вершенствуются и изменяются в зависимости от развития производства, науки и техники.

Международное сотрудничество в области науки и техники, расширение товарооборота потребовали создания в 1947 г. Международ­ной организации по стандартизации (ИСО) и Постоянной комиссии Совета Экономической Взаимопомощи по стандартизации. В 1954 г. при Совете Министров СССР был создан Комитет стандартов, мер и измерительных при­боров, который впоследствии был преобразован в Государственный комитет СССР по стан­дартам.

ГРАФИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ.

ГРАФИЧЕСКИЕ ПОСТРОЕНИЯ.

Глава I

ЧЕРТЕЖНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИЕМЫ РАБОТЫ С НИМИ.

1. ЧЕРТЕЖНЫЕ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ.

Бумага. Для учебных чертежей следует брать чертёжную бумагу, поверхность которой позволяет многократно стирать карандашные линии и при этом не лохматится. Одна сторо­на чертежной бумаги шероховатая, а дру­гая - гладкая. Выполнять чертежи следует на гладкой стороне. Для выполнения чертежей в учебных целях не следует пользоваться глян­цевой и рисовальной бумагой.

Для выполнения эскизов используют писчую бумагу в клетку, на которой удобно проводить линии от руки.

Миллиметровую бумагу применяют для по­строения различных графиков и в топографи­ческом черчении.

Чертежная доска является необходи­мой принадлежностью для выполнения ка­чественного чертежа. Она должна быть ровной и гладкой. Если в процессе эксплуатации рабо­чая поверхность доски станет неровной, ее следует отциклевать и обработать шлифовальной шкуркой.

Карандаши. Умение подобрать каранда­ши для построения и обводки различных линий чертежа во многом определяет его качество. Для черчения рекомендуется пользоваться ка­рандашами «Конструктор» или «KOH-I-NOOR» (импортные).

Для построения чертежа в тонких линиях применяют карандаши с твердым грифелем — «Т», «2Т» («Н», «2Н»); для обводки основ­ных линий чертежа — карандаши средней твердости – «ТМ» («НВ») и мягкие — «М» («В»); для проведения выносных и размерных линий — «T», «2Т» («HВ» «2Н»); для выполнения надписей — «ТМ»,. «М» («НВ», «В») и для технического рисования — мягкие каранда­ши — «М» ... «ЗМ». Нанесенное на карандаше обозначение твердости нужно сохранять, по­этому затачивают карандаши с той стороны, где нет надписи. Заточку лучше всего произ­водить перочинным ножом, как показано на рис. 8, затачивая 25...30 мм от конца каранда­ша. Заточенный конец карандаша должен иметь форму конуса (рис. 9, а). Грифель окон­чательно заостряют на оселке, сделанном из фанерной пластинки, с наклеенной на нее шли­фовальной шкуркой (рис. 10). При этом на по­верхности стержня остается графитная пыль, которая в процессе работы будет пачкать чер­теж и инструменты. Поэтому после заточки грифель нужно протереть кусочком мягкой бу­маги или чистой тряпочкой,

При обводке толстых линий чертежа гри­фель можно заточить «лопаточкой», где тол­щина среза торца грифеля делается такой ши­рины, какой должна быть обводимая линия (рис. 9, б).

В процессе работы грифель затупляется, и толщина линии увеличивается. Чтобы этого не происходило, нужно грифель периодически подправлять на оселке. Прежде чем начать работать подправленным грифелем, проверяют на листочке бумаги толщину линии.

При подборе карандашей следует учитывать и качество бумаги. Не следует работать твер­дыми карандашами на тонкой и рыхлой бума­ге, так как от них остается глубокий след, что создает трудности при исправлении чертежа, а линии получаются бледными и нечеткими.

В процессе работы над чертежом линии построения нужно проводить тонко, не нажи­мая на карандаш, чтобы их можно было легко убрать резинкой при исправлений чертежа. Проводя линии вдоль кромки рейсшины или угольника, карандаш держат так, чтобы он был расположен в плоскости, перпендикуляр­ной плоскости линейки; и наклонен в сторону направления движения примерно под угол 60...75°. Грифель при этом идет не касаясь острием кромки рейсшины или угольника а параллельно ей (рис. 11).

Резинка для удаления карандашных линий должна быть мягкой и эластичной, не должна размазывать грифель и разрушать поверхность бумаги. В процессе работы над чертежом резинку нельзя долго держать зажатой в кулаке, так как она, став влажной, будет размазывать и втирать грифель в бумагу. Перед работой и периодически во время работать резинку необходимо чистить, потирая ее о поле чертежной доски.

Щитки применяют для удаления с чертежа лишних линий и исправления чертежа на небольшом его участке, когда нужно сохранит близлежащие линии или надписи. Обычно они представляют собой тонкую прозрачную плас­тинку, на которой имеются прорези различно величины и формы. Необходимую прорезь щитка накладывают на участок, который нужно удалить, и резинкой стирают карандаш. Такой щиток можно изготовить самим из фото­пленки или плотной чертежной бумаги (рис. 12).