1. Единая система конструкторской документации. Эскиз и чертёж

Детали. Требования к чертежам и общие правила их выполнения.

Специфика Наименований деталей и их конструктивных элементов.

Отработка чертежа детали на технологичность

Конструируя изделие, не обойтись без построения графических изображений: «кто видит, тот дважды читает». Чертёж – более совершенная форма информации, чем текстовая («один чертёж лучше сотни слов»). Она лаконична, образна, наглядна, развивает пространственное представление.

В общем случае, чертёж – это графический конструкторский документ, содержащий в зависимости от своего назначения сведения о конструкции изделия, его очертаниях, размерах, взаимном расположении составных частей, о разработке, изготовлении, контроле изделия и установки его на месте применения.

Относительным недостатком чертежа можно считать наличие в нём специальных символов и необходимость знания правил черчения, которые диктуются стандартами Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

1. Единая система конструкторской документации

Стандартизация правил выполнения конструкторской документации началась в нашей стране в 20-х годах ХХ века, когда были созданы первые 14 стандартов, определивших основные правила выполнения чертежей – размеры форматов, масштабы, расположение проекций, разрезы и т.п. В конце 40-х годов сборник «Чертежи в машиностроении» включал в себя 22 стандарта. В 1950 году была создана «Система чертёжного хозяйства» из 17 стандартов, содержащих правила учёта, хранения и внесения изменений в стандарты. И только в 1965 году было принято решение о создании ЕСКД на изделия машино- и приборостроения.Поразительно, что это случилось через 4 года после полёта Юрия Гагарина в космос! Основной комплекс стандартов был введён в действие с 1 января 1971 года. Число государственных стандартов ЕСКД постоянно пополняется, а их содержание обновляется.

Основными требованиями к ЕСКД являются:

• обеспечить единство правил выполнения и оформления конструкторской документации для одинакового понимания её на различных предприятиях страны, а, следовательно, и возможность организации производства изделия на одном предприятии по документации, разработанной в другой отрасли без её дополнительной переработки;

• обеспечить сокращение объёма документов, применение упрощённых правил оформления чертежей, схем, текстовых документов, устранение из документации дублирующих данных;

• обеспечить сокращение времени поиска ранее спроектированных изделий и их составных частей, что в свою очередь создаст условия для унификации и стандартизации (сокращения излишнего разнообразия) документов;

• обеспечить преемственность при обработке документации на разных стадиях жизненного цикла изделия;

• обеспечить возможность компьютерной обработки информации;

• обеспечить единые правила учёта, хранения, копирования документации и внесения в неё изменений;

• обеспечить соответствие с международными стандартами и рекомендациями.

К конструкторским документам (КД) относят графические и текстовые документы, которые в отдельности или в совокупности определяют состав и устройство изделия и содержат необходимые данные для его разработки или изготовления, контроля, приёмки, эксплуатации и ремонта.

К обязательным КД относят чертёж детали, сборочный чертёж, чертёж общего вида; спецификацию, ведомости технического предложения, эскизного и технического проектов, пояснительную записку. О чертеже детали речь пойдёт ниже, а информацию о сборочном чертеже и чертеже общего вида ограничим общим представлением.

Сборочный чертёж содержит изображение сборочной единицы, а также данные, необходимые для её сборки (изготовления) и контроля.

Чертёж общего вида определяет конструкцию всего изделия (прибора), взаимодействие его основных составных частей и поясняет принцип работы изделия (прибора).

За основные КД принимают: для деталей – чертёж детали; для сборочных единиц, комплексов и комплектов – спецификацию (документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта).

1. Эскиз и чертёж детали

При разработке конструкций новых деталей или составлении чертежей уже имеющихся деталей сначала обычно выполняют (часто на бумаге «в клеточку») эскизы деталей, представляющие собой конструкторские документы временного характера (рис. 1.1). По эскизам затем выполняют чертежи деталей и сборочные чертежи изделий.

Непосредственно по эскизам могут изготавливаться изделия в опытном производстве, при ремонте и в некоторых других случаях. Эскиз, как правило, выполняют от руки в глазомерном масштабе, без применения чертёжных инструментов. Качество эскиза тем выше, чем более по внешнему виду он приближается к чертежу.

Эскизы и чертежи по содержанию не имеют различий, кроме техники исполнения. Чертёж детали выполняют чертёжными инструментами в

Рис. 1.1.Эскиз детали «Вилка»

масштабе, согласно ГОСТ, с соблюдением правил геометрического и проекционного черчения (рис.1.2).

Автоматизация черчения очень ускоряет и упрощает работу инженера, но, как показал эксперимент, проведённый в техническом университете Дрездена (Германия), на ранних стадиях конструирования работа по старинке, с ватманом и карандашом, предпочтительна, чем на компьютере. В последнем случае умственные усилия уходят в основном на то, чтобы управиться с программой, а не на поиск оригинальных инженерных решений.«Рукодельные» наброски легче читаются. В дальнейшем, при конкретизации замысла, лучше воспользоваться компьютером.

1. Требования к чертежам и общие правила их выполнения

Чертёж должен содержать:

• наименьшее, но достаточное число изображений (видов, разрезов, сечений, выносных элементов), полностью раскрывающих форму детали;

• необходимые размеры с их предельными отклонениями;

• шероховатость поверхностей;

• обозначение предельных отклонений формы и расположения поверхностей;

• сведения о материале, термической обработке, покрытии, отделке;

• технические требования (указания и разъяснения, которые невозможно или нецелесообразно выразить графически, и потому размещаемые над основной надписью в виде текста, с записью каждого требования отдельно, с красной строки);

• основную надпись.

При выполнении чертежа следует:

• все построения изображений начинать с главного вида, дающего наиболее полное представление о геометрической форме детали, а затем выполнять другие изображения (виды, разрезы, сечения), в необходимом и достаточном количестве;

• применять ограниченную по размерам номенклатуру конструктивных элементов – отверстий, резьб, канавок, шлицев и т.п.;

• избегать применения геометрически сложных поверхностей;

• назначать обоснованные значения шероховатости поверхностей, точности размеров, форм и расположения поверхностей, исходя изфункционального назначения детали;

• назначать обоснованные требования к термообработке, покрытиям и отделке отдельных поверхностей и всей детали, в целом;

• избегать излишнего количества размеров на одном изображении, т.к. это затрудняет чтение чертежа;

• исключить повторение размеров одних и тех же размеров;

• правильно наименовать деталь;

Рис. 1.2. Чертёж детали «Кронштейн»

• обоснованно назначать материал детали, в соответствии с условиями её работы; применять ограниченную номенклатуру марок и сортаментов материалов, наименее дефицитных и наиболее дешёвых;

• всю необходимую информацию наносить на чертёж в соответствии с правилами написания и размещения на своих, предназначенных для них определённых местах.

1. Специфика наименований деталей и их конструктивных элементов

В технической литературе и производственной практике широко применяется классификация деталей на тела вращения и не тела вращения.

Ключевым классификационным признаком выступает основная геометрическая форма наружной поверхности детали. Для распознавания деталей класса «тела вращения» воспользуемся следующими определениями6. Остальные детали – не тела вращения.

Телами вращенияявляются:

• детали, образованные вращением линии (прямой, кривой) вокруг неподвижной прямой оси (рис. 1.3, а, б, в);

а) б) в)

Рис. 1.3. Примеры изображений тел вращения

• детали с элементом не тела вращения, не вписывающимся в наибольший диаметр детали, если этот элемент по длине меньше (рис. 4, а) или равен (рис.1.4, б) половине длины детали;

а) б)

Рис. 1.4. Примеры изображений тел вращения

• детали с элементом не тела вращения, вписывающимся в окружность наибольшего диаметра детали (рис. 1.5, а, б);

а) б)

Рис. 1.5. Примеры изображений тел вращения

• деталь в виде сектора, сегмента и т.п. (рис. 1.6, а, б, в, г, д).

а) б) в) г) д)

Рис. 1.6. Примеры изображений тел вращения

• крепёжные детали, включая гайки с многогранной наружной поверхностью, некруглые зубчатые колёса, коленчатые валы (рис. 1.7, а), кривошипы, кулачки (рис.1.7, б) и тому подобные детали с элементами тел вращения.

а) б)

Рис. 1.7. Примеры изображений тел вращения

Характеризуя деталь, или её изображения, необходимо распознавать специфические наименования отдельных её элементов. Рассмотрим наиболее распространённые из них.

Бобышка – прилив в детали, увеличивающий толщину её участка для выполнения отверстия нужной глубины (рис.1.8, а).

Буртик– кольцевое утолщение на поверхности вращения для соединения данной детали с другой (рис.1.8, б).

Внеосевое отверстие– отверстие, параллельное оси вращения детали (рис.1.8, б).

Галтель– скругление, упрочняющее место перехода поверхности вращения к другому элементу детали (рис.1.8, б).

Глухое отверстие– несквозное отверстие, или отверстие, имеющее ограниченный выход (рис.1.8, а).

Зубья– выступающие элементы конструкции криволинейной формы, необходимые для зацепления и передачи движения от одной детали к другой (рис.1.8, в).

Канавка(или «выточка») – кольцевой элемент небольших размеров на поверхности вращения (рис.1.8, б) или торце.

Лыска, грань– плоский срез на поверхности вращения параллельно геометрической оси поверхности (рис.1.8, б).

Негладкая поверхность– поверхность с резьбой или накаткой (рис.1.8, б).

Паз– углубление вдоль детали для образования шпоночного соединения вала с другими деталями и передачи вращательного момента (рис.1.8, в).

Поверхность вращения– поверхность, образованная вращением прямой, ломаной или криволинейной линии вокруг прямой (рис.1.8, в).

Радиальное отверстие– отверстие, не параллельное оси вращения детали (рис.1.8, б).

Ребро– утолщение материала между двумя параллельными плоскостями, необходимое для увеличения жёсткости конструкции (рис.1.8, а, г).

Скос– плоскость, расположенная под углом (отличном от 0⁰и 90⁰) к оси вращения или к основанию детали (рис.1.8, г).

Скругление– криволинейная поверхность, упрочняющая место соединения двух плоскостей (рис.1.8, а).

Ступень, уступ, ступенчатая поверхность– сочетание двух сопряжённых поверхностей: плоских, или плоскости (торца) и поверхности вращения (рис.1.8, а, б, г).

Торец– плоскость на поверхности вращения, расположенная под углом 90⁰(рис.1.8, а, б, в, г).

Фаска– скошенная часть поверхности детали у торца или в местах сопряжения поверхностей, необходимая для устранения напряжений и острой кромки (рис.1.8, б,в).

Шлицы – равномерно расположенные выступы вдоль детали (снаружи или в отверстии), необходимые для передачи больших крутящих моментов между деталями (рис.1.8, г).

Центральное (осевое) отверстие– отверстие, ось которого совпадает с осью вращения детали, или с центром детали (рис.1.8, г).

а)

б)

в)

г)

Рис. 1.8. Примеры элементов конструкций деталей

Напоминанием того, как выглядят и называются часто встречающиеся стандартные изделия, являются сведения таблицы 1.1

Таблица 1.1

Наименования и изображение ряда стандартных изделий

Стандартное изделие		Стандартное изделие
изображение	наименование	изображение	наименование
	Болт		Шплинт
	Шпилька		Винт
	Шайба		Штифт цилиндричес- кий
	Шайба разрезная		Шпонка
	Гайка		Шарико- подшипник

1. Отработка чертежа детали на технологичность

Почему вообще возникает необходимость отработки на технологичность чертежа, который выполнен конструктором, согласно существующим стандартам?

Во-первых, возможны ошибки, неточности и т.п., допущенные исполнителем чертежа, и поэтому нормоконтроль не помешает. Во-вторых, чертёж фиксирует состояние конструкции изделия, и потому возможные изменения в его конструкции (вследствие усовершенствования конструкции прибора (машины) в целом) также должны отражаться на чертеже. В-третьих, чертёж фиксирует требования к конструкции изделия на определённый момент времени, и потому изменения в оформлении этих требований, вызванные изменениями стандартов, должны быть изменены и на чертеже. Отсюда следует, что отработка чертежа на технологичность является перманентной задачей, решаемой неоднократно на протяжении всего времени существования прибора (машины).

При каких условиях можно успешно выполнить данную задачу?

Во-первых, необходимо научиться «читать» чертёж, т.е. понимать обозначения и надписи, указанные в нём. А во-вторых, необходимо иметь под рукой все соответствующие государственные стандарты ЕСКД, или избранные требования к чертежам деталей, построенные на основе этих стандартов.

1. Вопросы и задания по теоретической части

1. Перечислить 3-4 мероприятия, с помощью которых можно повысить технологичность объекта производства (прибора, машины).

2. На каких стадиях жизненного цикла объекта отрабатываются на технологичность только его части, а не весь объект в целом? Почему?

3. В чём истинность и ложность утверждения: «самым технологичным является устройство, которое не существует»?

4. Что в принципиальной схеме отработки объекта производства на технологичность понимается под обратной связью? Приведите пример.

5. Какую оценку технологичности следует считать главной: количественную или качественную? Почему?

6. Перечислить основные особенности стадий КПП и ТПП, с точки зрения отработки объекта производствана технологичность.

1. Какие объекты отрабатываются на технологичность на стадии научной подготовки производства и стадии утилизации?

2. Какова цель оценки технологичности?

3. Какой объект производства можно считать нетехнологичным?

4. Предложите один качественный и один количественный показатели технологичности идеи прибора (машины).

5. Каковы разновидности объектов производства, отрабатываемых на технологичность?

6. Дайте определение технологичности объекта производства.

7. В чём проявляется экономический характер технологичности?

8. В чём проявляется относительный характер технологичности?

9. В чём проявляется комплексный характер технологичности?

10. В чём проявляется динамичный характер технологичности?

11. В чём заключается отработка объекта производства на технологичность?

12. Перечислить основные требования к чертежам.

13. В чём состоит назначение выносного элемента?

14. Какая деталь является телом вращения?

15. Как различить на чертеже центральное, внеосевое и радиальное отверстия?

16. Как различить на чертеже зуб, паз, шлиц и канавку?

17. В чём различие и общность торца, скоса и лыски?

18. Какое отверстие называют глухим? В чём общность глухого отверстия и ступенчатой поверхности?

19. В чём назначение фаски, галтели, скругления и ребра?

20. В чём различие и общность галтели и скругления?

21. Укажите не менее пяти общих признаков между двумя эскизами, приведёнными на рис. 1, 2.

22. Определите по эскизу детали «Вилка» (рис. 1):

1. число гладких отверстий;

2. число резьбовых отверстий;

3. число глухих отверстий;

4. число видов;

5. из какого материала выполнена деталь;

6. какое изображение является главным видом и почему.

30. Определите по чертежу детали «Кронштейн» (рис. 2):

1. есть ли фаски, и если есть, то сколько;

2. число резьбовых отверстий;

3. есть ли скругления, и если есть, то сколько;

4. является ли деталь телом вращения и почему;

5. материал детали и параметры, указанные в марке материала;

6. имеются ли на чертеже: выносной элемент, местный разрез, дополнительный вид;

7. какое изображение является главным видом и почему.