Инженерная графика для чего
Инженерная графика для чайников — основы теории и требования к чертежам
Для студентов технического вуза первым и очень важным предметом в изучении является инженерная графика. Именно она обучает человека черчению и чтению разнообразных схем и объектов, а также написанию букв. Курс инженерной и компьютерной графики проходят все будущие инженеры и от ее успешного прохождения зависит дальнейшее освоение технических дисциплин в университете.
Требования к чертежам деталей
Для деталей, обрабатываемых на токарном станке, в учебниках рекомендуется горизонтальное расположение. Это значит, что основная надпись чертежа по шрифту должна располагаться параллельно геометрической оси. В правую сторону нужно направить тот профильный конец, который будет наиболее удобным для последующей обработки.
При наличии внутренних расточек на продольном разрезе изображать ее в примере следует для того, чтобы наибольший диаметр расточки располагался фронтальным и справа. Отверстия для соединения деталей наносятся на сборочные чертежи, где деталь является составной частью изделия.
Условности и упрощения
Выполнение чертежей сложных деталей представляет достаточно объемную и трудоемкую работу. Поэтому на чертежах допускается ряд упрощений без потери важной информации:
Помимо указанных выше упрощений в различных видах инженерной графики, также допускается сопряжение разных размеров элементов с учетом смещения на такой угол, при котором подобная разница будет заметной. Отображение отверстий в ступицах шкивов или ступенчатых колес нужно чертить лишь контуры на эскизах.
Нанесение размеров
Чтобы указать размеры прямолинейного отрезка, линию следует проводить параллельно ему. Указание длины дуги окружности требует нанесения концентрично окружности, а указание размера угла сопровождается нанесением дуги с центром при вершине заданного угла.
Ограничивающие размерные линии стрелки должны упираться острием в соответствующие линии фигуры. Иногда наносятся точки, где обязательно перед размерным числом радиуса следует ставить букву R.
В случае наличия нескольких параллельных линий необходимо избегать их пересечения между собой. Размерные линии не могут являться продолжением контура или оси. Допустимо проводить такие линии с обрывом вне зависимости от того, полностью изображена окружность или нет.
Поверхности вращения всегда должны обозначаться с указанием диаметров. Их нужно наносить на продольных разрезах и видах. Размещение отверстий устанавливается размерами, определяющими положение их центра.
Для элементов деталей
Наносимые на чертеж размеры делятся на линейные и угловые. Первые составляют большую часть числовых характеристик деталей. По назначению практические размеры деталей могут быть:
Выбор размеров обосновывается геометрией форм, составляющих деталь. Анализ структуры детали определяет порядок построения проекций, простановки размеров формы элементов и их вероятного расположения.
Любое из простых тел можно изобразить при помощи двух проекций геометрических тел инженерной графики прямоугольного типа. Если нанести на геометрическое изображение тел размеры, то будет достаточно одной проекции на параллельную оси вращения плоскость, в том числе для случая тел вращения.
Размещение на чертеже
Быстрое и правильное чтение чертежа сопровождается правильным выполнением размещением на поле чертежа. Каждое изображение должно иметь те элементы деталей, для выявления каких они были сделаны. Размеры одного элемента должны группироваться на том участке, где такой элемент показан наиболее понятно.
Рабочие чертежи рекомендуют использовать группу конструкторских баз, куда относят основную и вспомогательную. Первая отвечает за задание положения самой детали, а вторая определяет задачу положения соединяемых деталей.
Именно от них при обработке и контроле ведется замер детали.
В определенных случаях не все элементы могут потребовать отсчета от одной готовой базы, поскольку их размеры удобно отсчитывать от вспомогательных баз в связке с основными. Использование таковых помогает замерять размеры элементов и непосредственно без таблиц и промежуточных вычислений для упрощения контроля.
Обозначение резьбы
Резьбы подразделяются на общие и специальные. При этом для первых выделяют крепежные и ходовые разновидности. Важно отметить, что метрическая резьба выполняется с крупным шагом и мелким, который может быть представлен в нескольких вариациях.
Так, для диаметра 20 миллиметров крупный шаг всегда 2 с половиной миллиметра, а мелкий варьируется от 0,5 до 2 миллиметров. Потому крупный не указывают, а мелкий обязательно обозначается. Здесь всегда участвует наружный диаметр, который наносится любым указанным в стандартах способом, который подходит по условиям работы с чертежами.
Соединения частей, принадлежащих машинам и конструкциям, исполняют при помощи стандартных крепежных болтов по типу гаек, винтов или шпилек. Такие детали изображены на чертеже полностью или упрощенно. В первом случае, размеры подбираются согласно стандартам, а во втором по условным соотношениям, исходя из диаметра. Правила изображения крепежных элементов находятся в соответствующих стандартах.
Инженерная графика
Инженерная графика – это учебная дисциплина, в которой изучаются теория, методы и правила выполнения чертежей.
Теорией инженерной графики является начертательная геометрия, представляющая собой одну из ветвей обширной области геометрии и отличающаяся от других своими методами решения. В начертательной геометрии пространственные отношения и формы тел познаются с помощью их изображения. Поэтому наиболее существенными требованиями к чертежам являются следующие:
1) чертеж должен быть наглядным (вызывать пространственное представление изображаемого предмета);
2) чертеж должен быть обратимым (чтобы по нему можно было точно воспроизвести форму и размеры изображаемого предмета);
3) чертеж должен быть достаточно простым с точки зрения его графического выполнения;
4) графические операции, выполняемые на чертеже, должны давать достаточно точные решения.
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ СТУДЕНТОВ, ПРИСТУПАЮЩИХ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИН «НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ» И «ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА»
Студент должен знать:
-основные понятия стереометрии (множество, точка, прямая, плоскость, расстояния);
-свойства параллельной проекции;
-ортогональное (прямоугольное) проецирование;
-взаимное расположение прямых и плоскостей (параллельность и перпендикулярность);
-многогранники, их развертки;
-правила построения чертежей предметов в системе прямоугольных проекций.
Студент должен уметь:
-мысленно выделять из предметов, представляющих собой сочетание различных геометрических фигур, составные элементы;
-воссоединять элементы в целостный предмет;
-выявлять отношения сходства и различия между соотносимыми фигурами;
-строить третью проекцию детали по двум данным;
-определять недостающие проекции заданных точек, принадлежащих поверхностям данных деталей.
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Продолжительность обучения данным дисциплинам составляет три семестра для специальностей механического профиля, два семестра для всех остальных. В работу студентов включается:
1) изучение начертательной геометрии как теоретической основы построения чертежей геометрических тел;
2) решение на чертежах задач методами начертательной геометрии;
3) изучение государственных стандартов по выполнению и оформлению чертежей;
4) изучение технического черчения (чертежи изделий);
5) выполнение индивидуальных графических заданий, предназначенных для закрепления знаний по методам и правилам формирования изображений и развития умений и навыков их графического построения.
Каждый студент в процессе обучения выполняет индивидуальные задания по определенным темам данных дисциплин. На каждое задание в зависимости от его сложности отводится от 3 до 5 недель. Сроки выполнения заданий включаются в общий график учебного процесса студентов данной специальности и контролируются кафедрой и деканатом. В течение каждого семестра студенты выполняют три домашних контрольно-графических задания. Оценка задания включает в себя знание теории и качество его графического выполнения.
ФОРМЫ РАБОТЫ И ОТЧЕТНОСТИ СТУДЕНТОВ
Предусмотрены следующие формы работы:
1) аудиторные занятия – лекции и практика в соответствии с утвержденным расписанием;
3) консультации после аудиторных занятий по расписанию кафедры.
Лекции проводятся по потокам, практические занятия – по группам. При этом каждая группа делится на две подгруппы, в каждой из которых занятия проводит один преподаватель. Самостоятельная работа студентов представляет собой изучение лекционного материала; решение задач в соответствии со способами и алгоритмами, рассмотренными на лекциях и практических занятиях; изучение государственных стандартов, правил выполнения и оформления чертежей по требованиям технической и конструкторской документации, соответствующим ЕСКД; выполнение карандашом индивидуальных графических заданий на чертежной бумаге стандартных форматов (ГОСТ 2.301 – 68). Консультации и прием графических заданий осуществляются, как и практические занятия, по подгруппам. Итоги работы студентов подводятся в течение семестра, а также в конце семестра на зачете или экзамене в зависимости от объема программы данной специальности. Работа студентов оценивается по пятибалльной шкале или по рейтинговой системе.
СОДЕРЖАНИЕ ВОПРОСОВ ПО ДИСЦИПЛИНАМ
Изучение начертательной геометрии включает в себя следующие вопросы:
— метод проекций; центральное, параллельное, прямоугольное проецирование и их свойства;
— образование чертежа на двух и трех плоскостях проекций;
— аксонометрические проекции (образование, виды, показатели искажения, прямоугольные изометрическая и диметрическая проекции, изображение окружности);
— способы преобразования чертежа;
— проекции точки на две и три плоскости проекций, прямоугольные координаты точки;
— задание и изображение на чертеже прямой линии, положение относительно плоскостей проекций, две прямые, изображение пересекающихся, параллельных и скрещивающихся прямых, конкурирующие точки;
— задание и изображение на чертеже окружности и винтовой линии;
— задание и изображение на чертеже плоскости, положение относительно плоскостей проекций;
— определение и образование поверхностей, задание и изображение на чертеже, определитель, каркас и очерк поверхности, поверхности вращения, торсовые, винтовые;
— позиционные задачи, алгоритмы их решения;
— принадлежность точки и линии плоскости, поверхности;
— параллельность прямой и плоскости, двух плоскостей;
— перпендикулярность прямой и плоскости, двух плоскостей;
— пересечение прямой с плоскостью;
— взаимное пересечение плоскостей;
— сечение поверхностей вращения плоскостями частного положения;
— пересечение соосных поверхностей вращения;
— пересечение поверхностей (применение секущих сфер и секущих плоскостей частного положения);
— метрические задачи (определение расстояний от точки до прямой и плоскости, определение углов, построение разверток многогранников, цилиндрических, конических поверхностей вращения).
В начертательной геометрии можно выделить три типа задач: построение проекций геометрических объектов, позиционные и метрические задачи.
Для построения изображений геометрических объектов используется метод проецирования на плоскость.
Позиционными называются задачи установления взаимного положения и принадлежности геометрических элементов.
Метрические – это задачи определения по чертежу натуральных величин отрезков (расстояний), истинных углов и других размеров.
Логика решения задач в начертательной геометрии выражается в виде алгоритмов, отражающих определенную последовательность выполнения графических операций. Эти алгоритмы могут иметь форму словесного описания последовательности графических действий или быть в виде формализованной записи с использованием символов.
Изучение технического черчения включает в себя:
— изображения предметов (виды, разрезы, сечения, построение по двум данным изображениям третьего);
— изображение резьбовых изделий и их соединений;
— изображение шпоночных и шлицевых соединений;
— изображение соединений сваркой, пайкой и склеиванием;
— выполнение эскизов деталей с натуры;
— выполнение чертежей сборочных единиц и эскизов их деталей;
— выполнение чертежей деталей по заданным чертежам сборочных единиц;
— выполнение чертежей по специальности обучения студентов.
Широкое разнообразие чертежей требует единых правил и условностей их изготовления. Они регламентируются государственными стандартами. Все стандарты объединены под общим названием «Единая система конструкторской документации» (ЕСКД). Все стандарты, предусмотренные ЕСКД, распределяются по следующим классификационным группам:
0 – общие положения;
1 – основные положения;
2 – классификация и обозначение изделий в конструкторских документах;
3 – общие правила выполнения чертежей;
4 – правила выполнения чертежей в машиностроении и приборостроении;
ние, внесение изменений);
6 – правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации;
7 – правила выполнения схем;
8 – правила выполнения строительных документов судостроения;
9 – прочие стандарты.
В ЕСКД все стандарты имеют определенную структуру обозначений и названий. Например, ГОСТ 2.303 – 68 «Линии» обозначает, что стандарт входит в комплекс ЕСКД, которому присвоен номер 2, номер стандарта – – шифр классификационной группы, 03 – порядковый номер стандарта в группе), год регистрации 1968, «Линии» – название.
В инженерной графике изучаются ГОСТы, входящие в группы 1, 2, 3, 4 и 7.
Требования к чертежам деталей
Для деталей, обрабатываемых на токарном станке, в учебниках рекомендуется горизонтальное расположение. Это значит, что основная надпись чертежа по шрифту должна располагаться параллельно геометрической оси. В правую сторону нужно направить тот профильный конец, который будет наиболее удобным для последующей обработки.
При наличии внутренних расточек, которые делают в том числе при хонинговании, на продольном разрезе изображать ее в примере следует для того, чтобы наибольший диаметр располагался фронтальным и справа. Отверстия для соединения деталей наносятся на сборочные чертежи, где деталь является составной частью изделия.
Условности и упрощения
Выполнение чертежей сложных деталей представляет достаточно объемную и трудоемкую работу. Поэтому на чертежах допускается ряд упрощений без потери важной информации:
Помимо указанных выше упрощений в различных видах инженерной графики, также допускается сопряжение разных размеров элементов с учетом смещения на такой угол, при котором подобная разница будет заметной. Отображение отверстий в ступицах шкивов или ступенчатых колес нужно чертить лишь контуры на эскизах.
Нанесение размеров
Чтобы указать размеры прямолинейного отрезка, линию следует проводить параллельно ему. Указание длины дуги окружности требует нанесения концентрично окружности, а указание размера угла сопровождается нанесением дуги с центром при вершине заданного угла.
Ограничивающие размерные линии стрелки должны упираться острием в соответствующие линии фигуры. Иногда наносятся точки, где обязательно перед размерным числом радиуса следует ставить букву R.
В случае наличия нескольких параллельных линий необходимо избегать их пересечения между собой. Размерные линии не могут являться продолжением контура или оси. Допустимо проводить такие линии с обрывом вне зависимости от того, полностью изображена окружность или нет.
Поверхности вращения всегда должны обозначаться с указанием диаметров. Их нужно наносить на продольных разрезах и видах. Размещение отверстий устанавливается размерами, определяющими положение их центра.
Для элементов деталей
Наносимые на чертеж размеры делятся на линейные и угловые. Первые составляют большую часть числовых характеристик деталей. По назначению практические размеры деталей могут быть:
Выбор размеров обосновывается геометрией форм, составляющих деталь. Анализ структуры детали определяет порядок построения проекций, простановки размеров формы элементов и их вероятного расположения.
Любое из простых тел можно изобразить при помощи двух проекций геометрических тел инженерной графики прямоугольного типа. Если нанести на геометрическое изображение тел размеры, то будет достаточно одной проекции на параллельную оси вращения плоскость, в том числе для случая тел вращения.
Размещение на чертеже
Быстрое и правильное чтение чертежа сопровождается правильным выполнением размещением на поле чертежа. Каждое изображение должно иметь те элементы деталей, для выявления каких они были сделаны. Размеры одного элемента должны группироваться на том участке, где такой элемент показан наиболее понятно.
Рабочие чертежи рекомендуют использовать группу конструкторских баз, куда относят основную и вспомогательную. Первая отвечает за задание положения самой детали, а вторая определяет задачу положения соединяемых деталей.
Именно от них при обработке и контроле ведется замер детали.
В определенных случаях не все элементы могут потребовать отсчета от одной готовой базы, поскольку их размеры удобно отсчитывать от вспомогательных баз в связке с основными. Использование таковых помогает замерять размеры элементов и непосредственно без таблиц и промежуточных вычислений для упрощения контроля.
Обозначение резьбы
Резьбы подразделяются на общие и специальные. При этом для первых выделяют крепежные и ходовые разновидности. Важно отметить, что метрическая резьба выполняется с крупным шагом и мелким, который может быть представлен в нескольких вариациях.
Так, для диаметра 20 миллиметров крупный шаг всегда 2 с половиной миллиметра, а мелкий варьируется от 0,5 до 2 миллиметров. Потому крупный не указывают, а мелкий обязательно обозначается. Здесь всегда участвует наружный диаметр, который наносится любым указанным в стандартах способом, который подходит по условиям работы с чертежами.
Соединения частей, принадлежащих машинам и конструкциям, исполняют при помощи стандартных крепежных болтов по типу гаек, винтов или шпилек. Такие детали изображены на чертеже полностью или упрощенно. В первом случае, размеры подбираются согласно стандартам, а во втором по условным соотношениям, исходя из диаметра. Правила изображения крепежных элементов находятся в соответствующих стандартах.
Справочник. Инженерная графика и черчение
Содержание
Введение
Мы будем относиться к «черчению» и «рисованию» как к одному. «Эскиз» обычно означает рисование от руки. «Рисование» обычно означает использование инструментов для рисования, от нанесения от руки до использования компьютера, для обеспечения точности рисунков.
Мы надеемся, что вам понравился объект на рисунке 1, потому что вы увидите его много раз. Прежде чем мы начнем с технических чертежей, давайте взглянем на эту фигуру с нескольких точек зрения.
Изометрический рисунок
Представление объекта на рисунке 2 называется изометрическим рисунком. Это одно из семейства трехмерных видов, называемых графическими рисунками. На изометрическом чертеже вертикальные линии объекта нарисованы вертикально, а горизонтальные линии в плоскостях ширины и глубины показаны под углом 30 градусов к горизонтали. Если нарисованы в соответствии с этими рекомендациями, линии, параллельные этим трем осям, имеют истинную (в масштабе) длину. Линии, которые не параллельны этим осям, не будут иметь их истинную длину.
Любой технический чертеж должен показывать все: полное понимание объекта должно быть возможным из чертежа. Если изометрический чертеж может показать все детали и все размеры на одном чертеже, это идеально. Можно изобрести много информации в изометрической графике. Однако, если бы объект на рисунке 2 имел отверстие на задней стороне, его бы не было видно при использовании одного изометрического чертежа. Чтобы получить более полное представление об объекте, можно использовать проекцию.
Ортогональный рисунок
Представьте, что у вас есть объект, подвешенный на прозрачной нити внутри стеклянной коробки, как на рисунке 3.
Затем нарисуйте объект на каждой из трех граней, если смотреть с этого направления. Разверните коробку как на рисунке 4, и вы получите три вида. Мы называем это «многовидовым» рисунком.
Размеры
Повторные измерения из одной точки в другую приведут к неточностям. Часто лучше измерять от одного конца до разных точек. Это дает размеры эталонного стандарта. Полезно выбрать размещение размера в том порядке, в котором мастер должен создать деталь. Этот навык может потребовать некоторого опыта.
Секции
Иногда, когда внутренние детали объекта не видны снаружи, как на рисунке 8.
Мы можем обойти это, делая вид, что разрезаем объект на плоскости и показывая «вид в разрезе». Вид в разрезе применим к таким объектам, как блоки двигателя, где детали интерьера запутаны и их было бы очень трудно понять с помощью использования «скрытых» линий (скрытые линии, как правило, пунктирные) на чертеже.
Представьте, что вы делаете разрез объекта посередине, рисунок 9:
Уберите переднюю половину, рисунок 10, и у вас получится полный разрез как на рисунке 11.
Поперечное сечение выглядит как на рисунке 11, если смотреть прямо вперед.
Инструменты рисования
Сборочные чертежи
Изометрическая проекция «собранной» системы опорных подушек показана на рисунке 13. Она очень близко соответствует тому, что вы действительно видите при просмотре объекта под определенным углом. Мы не можем сказать, как выглядит внутренняя часть детали с этой точки зрения.
Виды в разрезе
Вид в поперечном разрезе изображает вырезанную часть объекта и является еще одним способом показать скрытые компоненты в устройстве.
Представьте себе плоскость, которая разрезает вертикально через центр блока подушки, как показано на рисунке 15. Затем представьте, что вы снимаете материал с передней части этой плоскости, как показано на рисунке 16.
Так будет выглядеть оставшаяся задняя часть. Диагональные линии (поперечные штриховки) показывают области, где материалы были разрезаны плоскостью резания. 
Этот вид в поперечном разрезе (сечение A-A, рисунка 17), ортогональный направлению обзора, лучше показывает соотношение длин и диаметров. Эти чертежи сделать проще, чем изометрические чертежи. Опытные инженеры могут интерпретировать ортогональные чертежи без изометрического чертежа, но для этого требуется немного практики.
Верхний «внешний» вид подшипника показан на рисунке 18. Это ортогональная (перпендикулярная) проекция. Обратите внимание на направление стрелки для плоскости резания «A-A».
Полусекций
Половина сечения представляет собой вид объекта, показывающий половину сечения в разрезе, как на рисунке 19 и 20.
Диагональные линии на чертеже сечения используются для обозначения теоретически вырезанной области. Эти линии называются сечениями или штриховкой. Линии тонкие и обычно рисуются под углом 45 градусов к основному контуру объекта. Расстояние между линиями должно быть равномерным.
Обычно скрытые (пунктирные) линии не используются в поперечном сечении, если они не нужны для определения размеров. Кроме того, некоторые скрытые линии на неразрезанной части чертежей не нужны, рисунок 12, поскольку они становятся избыточной информацией и могут загромождать чертеж.
Секционирование объектов с отверстиями, ребрами
Поперечное сечение справа на рисунке 22 является технически правильным. Однако условное обозначение на чертеже состоит в том, чтобы показывать вид слева как предпочтительный метод для секционирования этого типа объекта.
Рисунок 22 – Сечение
Размерность
Целью определения размеров является предоставление четкого и полного описания объекта. Полный набор размеров позволит только одну интерпретацию, необходимую для построения детали. Определение размеров должно следовать этим рекомендациям.
Основы: определения и размеры
Стрелка длиной около 3 мм и шириной 1 мм. То есть длина примерно в три раза больше ширины. Выносная линия расширяет линию объекта до размерной линии. Первая размерная линия должна находиться примерно в 12 мм (0,6 дюйма) от объекта. Удлинительные линии начинаются на 1,5 мм от объекта и продолжаются на 3 мм от последней размерной линии.
Лидер также может быть использован для указания заметки или комментария о конкретной области. Когда пространство ограничено, стрелки могут заменить тяжелая черная точка, как на рисунке 23. Также на этом чертеже два отверстия идентичны, что позволяет использовать обозначение «2x».
Где разместить размеры
Размеры должны быть размещены на грани, которая наиболее четко описывает элемент. Примеры правильного и неподходящего размещения размеров показаны на рисунке 25.
Чтобы понять, что такое размерность, мы можем начать с простого прямоугольного блока. Для этого простого объекта необходимы только три измерения, чтобы полностью описать его, рисунок 26. Существует мало выбора, где поставить его размеры.
Мы должны сделать выбор, когда измеряем блок с выемкой или вырезом, как на рисунке 27. Обычно лучше всего проводить измерения от общей линии или поверхности. Это можно назвать базовую линию поверхности. Это исключает добавление неточностей измерения или обработки, которые могут возникнуть из-за «цепных» или «последовательных» размеров. Обратите внимание, как размеры берут начало на опорных поверхностях. Мы выбрали одну базовую поверхность на рисунке 27, а другую на рисунке 28. Пока мы последовательны, это не имеет значения. Мы просто показываем вид сверху.
На рисунке 29 мы показали отверстие, которое мы выбрали для измерения на левой стороне объекта. Символ Ø обозначает «диаметр».
Когда левая сторона блока является «радиусом», как на рисунке 30, мы нарушаем наше правило, что мы не должны дублировать измерения. Общая длина известна потому, что дан радиус кривой с левой стороны. Затем, для ясности, мы добавляем общую длину 60 и отмечаем, что это эталонное измерение. Это означает, что это на самом деле не требуется.
Где-то на бумаге, обычно внизу, должна быть размещена информация о том, какая измерительная система используется (например, миллиметры), а также о масштабе чертежа.
Этот чертеж симметричен относительно горизонтальной центральной линии. Центральные линии (пунктирные) используются для симметричных объектов, а также для центра окружностей и отверстий. Мы можем измерять размеры непосредственно до центральной линии, как на рисунке 31. В некоторых случаях этот метод может быть более понятным, чем просто измерение между поверхностями.