Графика и проектирование

Министерство образования и науки республики Казахстан Карагандинский университет имени академика Е.А. Букетова Педагогический факультет Кафедра изобразительного искусства и дизайна Сухотеплова А.Ф., старший преподаватель «Графика и проектирование» Вузовский компонент КУРС ЛЕКЦИЙ Специальность «6B01406 Визуальное искусство, художественный труд, графика и проектирование» Караганда 2020 Литература: 1. Боголюбов С.К. Черчение [Текст]: учеб. для сред.спец. учеб. заведений / С. К. Боголюбов. - 2-е изд., испр. - М. : Машиностроение, 2016. - 336 с. : ил. 2. Григорьев, В. Г. Инженерная графика [Текст]: учебное пособие / В. Г. Григорьев, В. И. Горячев, Т. П. Кузнецова; под ред. В. И. Горячева. - Ростов н/Д: Феникс, 2018. - 411 с. 3. Раклов, В. П. Инженерная графика [Текст]: учеб. для студ. ср. профес. учеб. зав. по спец. 310 «Землеустройство» / В. П. Раклов, М. В. Федорченко,Т. Я. Яковлева. - М.: КолосС, 2017. - 304 с. 4. Чекмарев, А.А. Инженерная графика [Текст]: справочные материалы / А. А. Чекмарев, В. К. Осипов. - М.: ВЛАДОС, 2016. - 413 с. 5. Электронный учебник Начертательная геометрия, д.т.н., профессор Есмухан Ж.М. – Астана:, 2017. 6. Сухотеплова А.Ф. Курс лекций по дисциплине «Инженерная графика II» [Электронный ресурс]: спец. 5В042100 «Дизайн» / А.Ф.Сухотеплова; Карагандинский гос.ун-т. – (9,77 Мб). – Караганда: [б. и.], 2015. – 15 лекции. 1. Тема лекции: Краткие сведения из истории развития черчения. Общие сведения о стандартизации Во всех странах мира огромное внимание уделяют развитию стандартизации. Объектами стандартизации является конкретная продукция, а также нормы, правила, методы, термины, единицы величин и т. п., многократно применяемые в науке, технике. Единая система конструкторской документации (ЕСКД) охватывает широкий круг вопросов, относящихся к конструкторской документации (КД). Она подразделена на 10 классификационных групп – от 0 до 9 (первая цифра после точки): Форматы листов чертежей определяют размеры внешней рамки, выполняемой тонкой линией. ГОСТ 2.301—68* (СТ СЭВ 1181—78) установил следующие основные форматы листов чертежей и их обозначения. Обозначение формата АО(44) А1(24) А2(22) А3(12) А4(11). Каждый меньший последующий формат получается делением пополам предыдущего формата параллельно его меньшей стороне. Внутри рамки поля чертежа располагается основная надпись чертежа, которая всегда размещается в правом нижнем углу формата, вплотную к рамке, форма и содержание которой установлены ГОСТ 2.104-68 (СТ СЭВ 140-74, СТ СЭВ 365-76). Масштабы. В зависимости от сложности и величины изображаемых изделий выбирают масштабы согласно ГОСТ 2.302-68* (СТ СЭВ 1180-78). При выборе масштаба следует руководствоваться, прежде всего, удобством пользования чертежом. Масштаб изображения, отличающийся от указанного в основной надписи, помещают непосредственно под надписью, относящейся к изображению Линии. ГОСТ 2.303-68* (СТ СЭВ 1178-78) устанавливают начертания и основные назначения линий на чертежах всех отраслей промышленности и строительства. Толщина сплошной основной линии должна быть 0,5. . .1,4 мм, в зависимости от величины и сложности изображения, а также от формата чертежа. Толщина линий должна быть одинакова для всех изображений на данном чертеже, вычерчиваемых в одинаковом масштабе. Шрифты чертежные. Правила нанесения размеров на чертежах Шрифтом называется однородное начертание всех букв алфавита и цифр, которое придает им общий характерный облик. Чертежный шрифт должен легко читаться и быть простым в написании. На чертежах и других конструкторских документах применяют чертежный шрифт, устанавливаемый ГОСТ 2.304-81. ГОСТ устанавливает следующие размеры шрифта: (1,8); 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20; 28; 40. Размер шрифта определяется высотой прописных букв в миллиметрах. ГОСТ 2.304-81 устанавливает следующие типы шрифта: тип А с наклоном 75° и без наклона, тип Б с наклоном 75° и без наклона. В учебных заведениях рекомендуется применять шрифт типа тип Б с наклоном 75°. Правила нанесения размеров на чертежах устанавливает ГОСТ 2.30768. Число размеров на чертеже должно быть минимальным, но достаточным для изготовления предмета. Каждый размер на чертеже указывается один раз. Размеры на чертеже указываются размерными числами (в мм или в градусах) и размерными линиями со стрелками на концах. Основная литература: [1, с. 3-26, 5] Дополнительная литература: [9; 12;15] 5,6 Тема лекции: Геометрические построения. Сопряжения и циркульные кривые К геометрическим построениям относят проведение параллельных и перпендикулярных линий, деление отрезка прямой на равные части, построение и деление углов, построение плоских фигур, нахождение центра окружности или дуги, деление окружности на равные части и построение правильных вписанных многогранников. Сопряжения это плавный переход от одного геометрического образа к другому с помощью дуги окружности заданного радиуса. Различают следующие виды сопряжения: сопряжения двух прямых, прямой и дуги, двух дуг, построения касательных. Основная литература: [1, с. 48-59, 5] Дополнительная литература: [9; 12;15] 7. Тема лекции: Лекальные и кривые (конические и циклические кривые) Коробовые кривые представляют собой линии, состоящие из сопряженных дуг окружностей различных радиусов. К таким кривым относят овал, овоид, завиток. При вычерчивании многих деталей, например кулачков, фланцев, крышек и других, контуры их очерчивают овалами. Овалы. Плавные выпуклые кривые, очерченные дугами окружностей разных радиусов, называют овалами. Овалы состоят из двух опорных окружностей с внутренними сопряжениями между ними. Различают овалы трех центровые и многоцентровые. При вычерчивании многих деталей, например кулачков, фланцев, крышек и других, контуры их очерчивают овалами. Лекальными называют плоские кривые, которые вычерчивают при помощи лекал по предварительно построенным точкам. Лекальные кривые бывают закономерные и незакономерные. К закономерным относят кривые, форма которых определяется уравнением, к незакономерным – кривые, форма которых задается только графически. Закономерными лекальными кривыми являются эллипс, парабола, гипербола, циклоида, эпициклоида, гипоциклоида, эвольвента окружности, спираль Архимеда и др. Лекала – фигурные линейки, имеющие различную кривизну кромок на разных участках, плавно переходящих один в другой. Основная литература: [1, с. . 48-59, 5] Дополнительная литература: [9; 12;15] 8 Тема лекций: Стандартные аксонометрические проекции. Косоугольные и прямоугольные аксонометрические проекции. Аксонометрическими проекциями называют проекции, полученные путем параллельного проецирования объекта вместе с прямоугольной системой координат, к которой он привязан на некоторую плоскость, называемой картиной. Основной теоремой аксонометрии является теорема Польке-Шварца. Характеристиками аксонометрических проекций являются – углы наклона направления проецирования к плоскости картины; косоугольные и прямоугольные аксонометрии; показатели (коэффициенты) искажений размеров изображаемых геометрических фигур. Наиболее распространены следующие стандартные аксонометрические проекции - прямоугольная изометрия; - прямоугольная диметрия; - косоугольная фронтальная диметрия. Прямоугольная изометрия является наиболее «демократичной», когда обеспечивается достаточно полное изображение главного и бокового фасадов объекта и взгляда «сверху». В этом случае углы между аксонометрическими осями равны и составляют 1200 Показатели искажений вдоль осей равны между собой. Косоугольная фронтальная диметрия (в обиходе называемая кабинетной проекцией) наиболее применяема на практике из-за простоты ее использования. Углы между аксонометрическими осями – X ^Z = 900, X ^Y = 1350, Y ^Z = 1350; показатели искажения – вдоль оси OX, Z = 1,0, вдоль оси OY = 0,5. Рис. 3. Аксонометрическая проекция логотипа Во всех случаях в основе лежит прием построения трехзвенной координатной ломаной. Основная литература: [1, с. 76-89, 5] Дополнительная литература: [9; 12;15; 18; 29; 31; 33; 34] 11. Тема лекции: Изображения-виды. Виды основные, дополнительные и местные Изображения предметов (подразумеваются изделия и их составные части) должны выполняться по методу прямоугольного проецирования. Согласно ГОСТ 2.305-68*** (СТ СЭВ 363—88), изображение на фронтальной плоскости проекций принимают на чертеже в качестве главного. Предмет располагают относительно фронтальной плоскости проекций так, чтобы изображение на этой плоскости (главное изображение) давало наиболее полное представление о форме и размерах предмета. Вид – изображение обращенной к наблюдателю видимой части поверхности предмета. Для уменьшения количества изображений допускается на видах показывать необходимые невидимые части поверхности предмета штриховыми линиями. Виды, получаемые на основных плоскостях проекций, являются основными. Если какая-либо часть предмета не может быть показана ни на одном из основных видов без искажения формы и размеров, то применяют дополнительные виды, получаемые на плоскостях, не параллельных основным плоскостям проекции. Изображение ограниченного места поверхности предмета называют: местным (частичным) видом. Местный вид отмечают на чертеже подобно дополнительному виду. Основная литература: [1, с. 141-156, 5] Дополнительная литература: [9; 12;15; 18; 29; 33] 13. Тема лекции: Сечения Сечением называется изображение фигуры, получающейся при мысленном рассечении предмета одной или несколькими плоскостями. На сечении показывают только то, что получается непосредственно в секущей плоскости. Сечения, не входящие в состав разреза, разделяют на вынесенные и наложенные. Вынесенные сечения предпочтительны; допускается располагать их в разрыве между частями вида. Контур вынесенного сечения, а также сечения, входящего в состав разреза, изображают сплошными основными линиями, контур наложенного – сплошными тонкими. В общем случае положение секущей плоскости и надпись над сечением на чертежах указывают так же, как и для разрезов. Рис. 2. Пример получения и изображения вынесенного сечения Основная литература: [1, с. 141-156, 5] Дополнительная литература: [9; 12;15; 18; 29; 33] 14. Тема лекции: Понятие о разрезе. Нанесение размеров. Различие между разрезом и сечением. Обозначение разрезов на чертежах Разрез - изображение предмета, мысленно рассеченного одной или несколькими плоскостями. На разрезе показывают то, что получается в секущей плоскости и что расположено за ней. Допускается изображать не все, что расположено за секущей плоскостью, если это не требуется для понимания конструкции предмета. Разрезы могут быть: горизонтальные – секущая плоскость горизонтальна; вертикальные – секущая плоскость вертикальна; наклонные – секущая плоскость наклонена к горизонтальной плоскости проекций. Наклонный разрез допускается изображать с поворотом. В зависимости от числа секущих плоскостей разрезы разделяют на простые – при одной секущей плоскости, и сложные – при двух и более секущих плоскостях. Разрез, служащий для выяснения устройства детали лишь в отдельном ограниченном месте, называют местным (частичным). В общем случае обозначение разреза содержит указание положения секущей плоскости линией сечения (штрихами разомкнутой линии), указание направления проецирования (стрелками на начальном и конечном штрихах) и обозначение секущей плоскости и разреза одной и той же прописной буквой кириллицы, начиная с А. Рис. 1. Пример образования и изображения разреза Основная литература: [1, с. 141-156, 5] Дополнительная литература: [9; 12;15; 18; 29; 33] 20. Тема лекций: Элементы строительного черчения. Чертежи планов, фасадов и разрезов зданий, сооружений. План этажа - это разрез здания горизонтальной плоскостью на уровне одна третья часть высоты комнаты. Построение чертежа начинают с разработки плана первого этажа на миллиметровке формата А3, масштаб 1:50. На плане размещают санитарнотехническое оборудование, используя условные графические обозначения, проставляют размерные цепочки и наносят необходимые размеры. А затем полученное изображение переносят на ватман А2, располагая его вместо вида сверху, оставляя место для выполнения разреза и фасада здания. Разрез – это изображение здания рассеченного вертикальной плоскостью для выявления его внутренней формы. Построение чертежа начинают с вычерчивания схемы разреза здания на миллиметровке формата А3 (масштаб 1:50), дополнительную информацию берут с изготовленного плана первого этажа, заданного фасада и текстовой части задания. На разрезе проставляют высотные отметки конструктивных элементов здания. Полученное изображение переносят на ватман А2, располагая его вместо вида слева, и оставляя место для выполнения фасада здания. Фасад – это изображение внешнего вида здания и его архитектурного оформления. Различают фасады: главный, боковой, дворовый. Чертежи фасадов, планов и разрезов зданий небольших размеров выполняют на одном листе формата в масштабе уменьшения (М1:50, 1:100, 1:200), соблюдая проекционную связь и поясняя надписи. Построение чертежа начинают с плана первого этажа, затем строят разрез и в последнюю очередь фасад здания. Фасад выполняют с отмывкой акварельными красками, а также строят тени в ортогональных проекциях. Генеральный план является основным документом, по которому ведется застройка выделенного участка. На генеральный план наносят горизонтали и привязывают его к топографической основе. Он представляет собой чертежи территории, на которой показано размещение вновь проектируемых, существующих, реконструируемых и подлежащих сносу зданий и сооружений. Содержание и оформление чертежей генеральных планов устанавливает ГОСТ 21.108-78 и ГОСТ 21.508-95* Условные графические изображения и обозначения на чертежах генеральных планов применяют без пояснений (ГОСТ 21.108-78). Перспектива – это изображение, полученное на плоскости или на поверхности с помощью центральных проекций при соблюдении особых условий. Построение перспективного изображения ведется с использованием ортогонального чертежа плана и фасада здания методом архитектора. Характер перспективного изображения зависит от положения картинной плоскости, от положения линии горизонта и точки зрения. Основная литература: [1, 290-298, 304-311; 3, 447-451; 5] 21. Тема лекции: Виды изделий, конструкторские документы Машиностроительное черчение базируется на теоретических основах начертательной геометрии и проекционного черчения с изучением стандартов ЕСКД. Виды изделий. Изделием называют единицу промышленной продукции, количество которой может быть исчислено в штуках или экземплярах, ГОСТ 15895-77* (СТ СЭВ 547-84). ГОСТ 2.101-68* (СТ СЭВ 364-76) установил следующие виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты. Виды и комплектность конструкторских документов, ГОСТ 2.102-68* (СТ СЭВ 4768-84). Конструкторские документы (КД) подразделяют на графические (чертежи, схемы, графики) и текстовые (спецификации, технические условия, различные ведомости). В зависимости от содержания КД подразделяют на: чертеж детали, чертеж сборочный (код СБ), чертеж общего вида (код ВО), теоретический чертеж (ТЧ), габаритный чертеж (ГЧ), схему, спецификацию, ведомости, пояснительные (ПЗ) и расчетные (РЗ) записки, электромонтажный (МЭ) и упаковочный (УЧ) чертежи, инструкции (И) и др. Их определения см. в ГОСТ 2.102-68. В зависимости от способа исполнения и характера использования КД подразделяют на: оригиналы, подлинники, копии. Конструкторские документы, предназначенные для разового использования в производстве, допускается выполнять в виде эскизных документов. В зависимости от способа выполнения и характера использования их также подразделяют на оригиналы, подлинники и копии. Виды конструкторской документации весьма разнообразны. Нельзя составлять чертеж, не зная, для какой цели он предназначен. В каждом конкретном случае чертеж должен точно и исчерпывающе отвечать на определенный круг вопросов. Основная литература: [1, с. 137-141, 5] Дополнительная литература: [9; 12;15; 18; 29; 31; 33; 34] 23. Тема лекции: Изображение крепежных изделий Различают разъемные и неразъемные соединения деталей. К разъемным относят соединения, допускающие разборку и повторную сборку соединяемых деталей без разрушения и повреждения. К ним относятся, например, соединения, выполняемые с помощью болта с гайкой. Разъемные соединения. В настоящее время в машиностроении широкое распространение получили следующие разъемные соединения: резьбовые, зубчатые (шлицевые), соединения шпоночные, сочленением. машиностроении получили штифтовые, Большое шплинтовые, распространение разъемные соединения в клиновые, современном деталей машин, осуществляемые с помощью резьбы. Резьбовое соединение может обеспечивать относительную неподвижность деталей или перемещение одной детали относительно другой. Основным соединяющим элементом в резьбовом соединении является резьба. Резьбой называется поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. При этом образуется винтовой выступ соответствующего профиля, ограниченный винтовыми и цилиндрическими или коническими поверхностями Изображения резьбовых соединений на чертежах выполняются в соответствии с требованиями стандартов. Различают конструктивное, упрощенное и условное изображения крепежных деталей и их соединений. При конструктивном изображении размеры деталей и их элементов точно соответствуют стандартам. При упрощенном изображении размеры крепежных деталей определяют по условным соотношениям в зависимости от диаметра резьбы и упрощенно вычерчивают фаски, шлицы, резьбу в глухих отверстиях и т.д. Условные обозначения используются при диаметрах стержней крепежных деталей 2 мм и менее. Изображения упрощенные и условные крепежных деталей установлены ГОСТ 2.315-68. Основная литература: [6] Дополнительная литература: [17; 18; 29; 33; 34] 26. Тема лекций: Понятие об эскизе. Шероховатость поверхности Чертеж детали — графический конструкторский документ на котором дается изображение детали и другие данных, необходимые для ее изготовления и контроля. Эскиз детали – временный графический конструкторский документ выполненный от руки, в глазомерном масштабе на бумаге в клетку или миллиметровке. Технический рисунок – это наглядное изображение предмета выполненное от руки по правилам аксонометрических проекций с нанесением светотени. Общие требования к чертежам и эскизам. 1. Чертежи должны быть выполнены в полном соответствии с правилами, установленными Государственными стандартами ЕСКД – ГОСТ 2.104-68 (СТ СЭВ 140-74, СТ СЭВ 365-76), ГОСТ 2.301 - 68 (СТ СЭВ 1181-78)... ГОСТ 2.31668 (СТ СЭВ 856-78) и др. Основные требования к чертежам устанавливает ГОСТ 2.109 -73 (СТ СЭВ 858-78, СТ СЭВ 1182-78). 2. Все чертежи следует выполнять с расчетом на рациональные способы организации их учета, брошюровки, архивного хранения и внесения в них изменений. Для этого каждый чертеж должен быть выполнен на отдельном листе бумаги формата, установленного ГОСТ 2.301-68 (СТ СЭВ 1181-78),с основной надписью и дополнительными графами к ней в соответствии с ГОСТ 2.104-68 (СТ СЭВ 140-74, СТ СЭВ 365-76). 3. Чертежи должны содержать минимальное количество изображений (видов, разрезов, сечений, выносных элементов), но достаточное для полного показа формы детали, всех ее конструктивных элементов (отверстий, канавок, проточек, фасок, ребер, резьб и т. п.). 4. Каждый чертеж должен иметь буквенно-цифровое обозначение (номер). Обозначения чертежам (и другим конструкторским документам) присваивают на основании ГОСТ 2.201-80. 5. Все надписи на чертеже должны быть по возможности краткими и соответствовать принятой терминологии. В основной надписи чертежа и в спецификации наименование изделия записывают в именительном падеже единственного числа, Марки материалов следует записывать в соответствии с установленными в стандартах обозначениями. 6. На чертеже детали указывают размеры, предельные отклонения, обозначения шероховатости, покрытия и другие данные, которым деталь должна соответствовать перед сборкой. 7. Эскиз по содержанию ничем не отличается от чертежа, его выполняют с соблюдением правил и условностей машиностроительного черчения. Но это чертеж временного характера, разового использования, что и определяет особенности его оформления. Основная литература: [6] Дополнительная литература: [17; 18; 29; 33; 34] 29. Тема лекций: Чертежи сборочных единиц. Условности и упрощения на машиностроительных чертежах Общие сведения. Сборочный чертеж (код-СБ, в дальнейшем чертеж СБ) составляют на стадии рзработки рабочей КД на основе технического или эскизного проекта. В общем случае он содержит (ГОСТ 2.109 - 73*) (СТ СЭВ 5045-85; 4769-84): а) изображение сборочной единицы (с минимальным, но достаточным количеством видов, разрезов и сечений ), дающее представление о расположении и взаимной связи составных частей, соединяемых по данному чертежу, и обеспечивающее возможность осуществления ее сборки (изготовления) и контроля; б) размеры – габаритные, установочные, присоединительные и другие справочные размеры, например обозначения резьб, параметры зубчатых колес, служащих элементами внешней связи; в) номера позиций. Спецификация. Является основным конструкторским документом. Определяет состав сборочной единицы, комплекса, комплекта. Согласно ГОСТ 2.108-68* (СТ СЭВ 2516-80), выполняют ее на листах формата А4. В общем случае спецификация состоит из разделов, располагаемых в следующей последовательности: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты. Наличие тех или иных разделов определяет состав изделия. Наименование каждого раздела указывают в графе «Наименование» и подчеркивают тонкой линией. Ниже каждого заголовка оставляют свободную строку, а в конце каждого раздела – не менее одной строки для возможных дополнительных записей. Ширина строк – не менее 8 мм. Содержание каждого раздела (применительно к учебным чертежам). Нанесение номеров позиций. Все составные части сборочной единицы нумеруют в соответствии с номерами позиций, указанными в спецификации. Номера позиций наносят на полках линий-выносок, проводимых от изображений составных частей. Упрощения на чертеже СБ. Допускается не показывать: фаски, скругления, углубления, выступы и другие мелкие элементы; зазоры между стержнем и отверстием; крышки, кожухи, маховики и другие составные части изделия, если необходимо показать закрываемые ими другие части изделия. Смежные детали в разрезах и сечениях выделяют разной по направлению и плотности штриховкой, одинаковой для каждой детали на всех изображениях, Не рассекают и не штрихуют в продольных разрезах такие детали, как валы, оси, стержни, шарики, болты и т. д., если они не имеют внутренних полостей, а также гайки и шайбы. Допускается составные части изделий и элементы, расположенные за прозрачными предметами, изображать как видимые, например шкалы, стрелки приборов и т. п. Основная литература: [1, с. 224-227, 5]