Чертежные принадлежности и инструменты
Министерство образования Иркутской области
Областное государственное бюджетное образовательное
Учреждение среднего профессионального образования
«Иркутский энергетический колледж»
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Инженерная графика
Часть I
Составил преподаватель дисциплины
Инженерная графика
Яровая Е.С.
Иркутск, 2013
ПРЕДИСЛОВИЕ
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.
Вопросы содержания тем, рассматриваемых в курсе дисциплины «Инженерная графика» и данном учебном пособии согласовываются с предметными комиссиями профилирующих дисциплин.
Учащиеся к моменту использования персонального компьютера, а именно САПР Autocad, для изготовления чертежа и другой конструкторской документации (разделы 5, 6 рабочей программы) должны достичь определенного уровня знаний теории инженерной графики и иметь достаточный уровень умений и навыков в выполнении и чтения чертежа. Умение анализировать ортогональный чертеж геометрического объекта, умение расчленить его сложную форму на простые составляющие геометрические тела и умение синтезировать их – это основа эффективного диалога учащегося с компьютером.
Практическая работа №1
Введение в Инженерную графику
Виды форматов
Чертежные принадлежности и инструменты
Введение в Инженерную графику
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 № 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 инструмент приспособления, машины.
Возникновение строительных чертежей носится 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 них возводили постройки. Делалось это с мощью 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 за мать обширные площади, потребовалось участие большого количества людей, возникла не ходимость вычерчивать чертежи в уменьшенном виде, на каком-либо материале (коже, холсте, пергаменте). Чертежи выполняли без масштаба, но с размерами, и только в XVIII в. стали 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 ведал 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 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 двадцати двухвесельного шлюпа, выполненный лично Петром I в 1719 г. 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
|
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, 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.
|
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 инженернотехнические кадры привела к пересмотру и усовершенствованию методики преподавания черчения и созданию новых учебных пособий. Среди 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 скицированию» (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 профессоры 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.
Виды форматов
Формат чертежного листа бумаги выбирается в зависимости от сложности чертежа и количества изображений. Форматы листов чертежей устанавливает ГОСТ 2.301-68 (СТ СЭВ 1181-78). Они определяются размерами внешней рамки, которую выполняют на листе чертежной бумаги тонкой линией. Обычно листы имеют размеры сторон чуть больше размеров сторон форматов. При выполнении внешней рамки нужно строго выдерживать взаимную перпендикулярности сторон.
Основными форматами являются формат с размерами сторон 1189X841 мм, площадь которого равна 1 м2, и четыре формата, полученные последовательным делением предыдущего формата пополам так, что делительная линия проходит параллельно меньшей стороне делимого формата. Размеры сторон основных форматов и их обозначение приведены в таблице. Кроме основных форматов допускается применять дополнительные форматы, образуемые увеличением коротких сторон основных форматов на величину, кратную их размерам. Обозначение дополнительных форматов состоит из обозначения основного формата и его кратности. Установленные стандартом форматы используются не только для выполнения чертежей, но и других конструкторских документов. После того как тонкой линией на листе чертежной бумаги проведена внешняя рамка, вычерчивается рамка, ограничивающая поле чертежа. Ее стороны идут параллельно сторонам формата на расстоянии 20 мм с левой стороны (поле для подшивки чертежа) и 5 мм с трех других сторон. Обводится эта рамка сплошной толстой линией. Располагать форматы можно как горизонтально, так и вертикально, кроме формата А4, который всегда располагается вертикально. Предпочтение следует отдавать горизонтально расположенному формату.
Чертежные принадлежности и инструменты
Бумага. Для учебных чертежей следует брать чертежную 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») используют в технических рисунках.
Нанесенное на карандаше обозначение твердости нужно сохранять, поэтому затачивают карандаши с той стороны, где нет надписи. Заточку лучше всего производить перочинным ножом, затачивая 25...30 мм от конца карандаша. Заточенный конец карандаша должен иметь форму конуса. Грифель окончательно заостряют на оселке, сделанном из фанерной пластинки, с наклеенной на нее шлифовальной шкуркой.
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. 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.
В процессе работы над чертежом линии построения нужно проводить тонко, не нажимая на карандаш, чтобы их можно было легко убрать резинкой при исправлении 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 углом 60...75°. Грифель при этом идет, не касаясь острием кромки рейсшины или угольника, а параллельно ей.
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 работы 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 сохранить близлежащие линии или надписи. Обычно они представляют собой тонкую прозрачную пластинку, на которой имеются прорези различной 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 .
Рейсшина – это длинная линейка, предназначенная для работы на чертежной доске. Они бывают двух видов: рейсшина с головкой и рейсшина роликовая (плавающая). Рейсшина с головкой имеет на одном конце линейки две поперечные планки (головку). Нижняя планка прикрепляется к линейке неподвижно под углом 90°, а верхняя – подвижная – может закрепляться с помощью болта, гайки и шайбы под любым углом к нижней, что дает возможность проводить наклонные параллельные линии. Прижимая рукой головку рейсшины к левой планке чертежной доски и перемещая рейсшину вверх и вниз, проводят горизонтальные параллельные линии; при этом две планки головки должны быть параллельно совмещены и скреплены болтом (рис. 14, а). Для проведения наклонных параллельных линий рейсшину нужно перевернуть обратной стороной вверх и закрепить подвижную планку под нужным углом (рис. 14, б).
Линейки применяются для проведения прямых линий и измерения линейных размеров. Они изготавливаются из дерева или пластмассы двух видов: плоские линейки для проведения линий, прямолинейность которых проверяется так же, как и рейсшины, и измерительные линейки со скошенными краями.
Угольники изготавливаются из дерева или пластмассы.
Чертежные угольники бывают двух видов: с углами 45, 45 и 90° и с углами 30, 60 и 90 При работе над чертежом удобнее применять угольники, у которых катеты с делениями имеют длину 270...300 мм. С помощью угольников и рейсшины проводят параллельные вертикальные и наклонные линии под углом 30, 45, 60 и 75°. Загрязненные грифелем пластмассовые угольники и линейки протирают сначала влажной, а затем сухой тряпочкой, деревянные чистят резинкой или шлифовальной шкуркой.
Лекала представляют собой тонкие пластины с криволинейными кромками, служащие для обводки лекальных кривых. Изготовляют лекала из дерева или пластмассы. Края лекала должны быть ровными, без вмятин и щербин. Для работы необходимо иметь 3...5 лекал различной формы.
Транспортир – инструмент для измерения и построения углов.
Разметочный циркуль (измеритель) предназначен для измерения и откладывания линейных размеров. При смыкании ножек измерителя иглы должны соприкасаться остриями без перекоса и иметь одинаковую длину, примерно 8... 10 мм. Не рекомендуется ножки измерителя раздвигать больше, чем на 60°, так как из-за большого наклона игл получается неточный размер. Разметочный кронциркуль предназначен для измерения и откладывания небольших линейных размеров. Расстояние между ножками кронциркуля регулируется раздвижным винтом. При откладывании большого количества одинаковых смежно расположенных отрезков необходимо предварительно проверить точность установки размера. Для этого на черновике на проведенном отрезке делается 5...6 уколов, затем складывается их величина, полученный отрезок измеряется и сравнивается с суммой всех отрезков заданного размера.
Циркуль чертежный предназначен для вычерчивания окружностей и дуг, радиус которых не менее 3 мм. Циркуль имеет две ножки. В одну ножку вставляется игла, другая ножка укороченная. Она заканчивается зажимом с шарнирным устройством. Игла имеет два различных по форме конца. Один конец сделан в виде полного конуса. Его применяют в том случае, когда циркуль используют как измеритель или при работе с центриком, о котором речь пойдет ниже. Второй конец имеет форму усеченного конуса с небольшой иглой посередине среза. Площадка усеченной части конуса, так называемая упорная заточка, предохраняет иглу от глубокого прокола. Этот конец иглы используют при вычерчивании окружностей и дуг. В укороченную ножку, при необходимости, можно закрепить ножку с грифелем, рейсфедер для обводки чертежа тушью или ножку с иглой при использовании циркуля в качестве измерителя, а также удлинитель при вычерчивании окружностей и дуг большого радиуса (до 200 мм). Указанные элементы должны плотно вставляться в зажим короткой ножки циркуля без перекосов. Прежде чем приступить к вычерчиванию окружности, необходимо проверить высоту грифеля и иглы циркуля. Для этого ножки циркуля сдвигают, циркуль ставят вертикально на лист бумаги и протыкают ее иглой. Грифель при этом должен касаться бумаги. При проведении окружности необходимо следить, чтобы игла опорной ножки и ножка с грифелем располагались перпендикулярно плоскости чертежа. Для этого сгибают ножку с грифелем в шарнире. Циркуль держат двумя пальцами (большим и указательным) за рифленую головку и слегка наклоняют по ходу движения, которое осуществляется по часовой стрелке. Вычерчивая окружность большого радиуса, в короткую ножку циркуля вставляют сначала удлинитель, а потом в него — ножку с грифелем. При вычерчивании большого числа окружностей из одного центра от многократного вращения иглы отверстие на бумаге увеличивается, что приводит к смещению центра окружностей. Чтобы это предупредить, в центре окружностей устанавливают центрик – металлическая кнопка с маленьким коническим углублением в головке, которое расположено точно над иглой. В это углубление коническим концом, ставят иглу ножки циркуля, как показано на рис. 27, б, где 1 – игла циркуля; 2 – центрик; 3 – бумага; 4 – чертежная доска. Грифель ножки циркуля должен выступать на 6...8 мм. Форму заточки и твердость грифеля выбирают в зависимости от стадии выполнения чертежа. На этапе построения чертежа берут грифель твердостью Т-ТМ и затачивают на конус, остро. Для обводки грифель в циркуле должен быть на номер мягче, чем в карандаше, которым обводят прямые линии. Затачивают грифель под углом 60...75°. При обводке нужно своевременно подправлять грифель шлифовальной шкуркой, в противном случае линия обводки будет утолщаться и иметь рыхлые края.
Для вычерчивания окружностей радиусом от 2 до 12 мм применяют падающий кронциркуль. Раствор циркуля устанавливают с помощью регулировочного винта. Ножки измерителя и циркуля не должны раздвигаться с трудом или слишком свободно. Чтобы это отрегулировать, надо ослабить или затянуть винт шарнирного устройства.
Вопросы для повторения:
1. С какого конца следует затачивать карандаш?
2. Какой должна быть длина заточки карандаша?
3. Какой твердости следует взять карандаш при выполнении построений на чертеже?
4. Для чего используются щитки?
5. Когда следует применять лекало – при построении или при обводке лекальной кривой?