Учебник Черчение Степакова Курцаева

ЧЕРЧЕНИЕ ПРОСВЕЩЕНИЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЧЕРЧЕНИЕ Учебник для общеобразовательных учреждений Под редакцией В. В. СТЕПАКОВОЙ и Л. В. КУРЦАЕВОЙ Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации Москва « Просвещение » 2012 УДК 373.167.1:744 ББК 30.11я72 Ч-50 Авторы: В. В. Степакова, Л. В. Курцаева, М. А. Айгунян, М. А. Нестеренко, Т. В. Тимофеева, Л. Н. Анисимова На учебник получены положительные заключения Российской академии образования (№01-366/7д от 22.10.2007) и Московского института открытого образования (№396/51 от 10.09.2007) — это интересно вопросы и задания — графические работы Черчение : учеб, для общеобразоват. учреждений / [В. В. Сте-Ч-50 пакова, Л. В. Курцаева, М. А. Айгунян и др.]; под ред. В. В. Степановой и Л. В. Курцаевой. — М.: Просвещение, 2012. — 319 с. : ил. — ISBN 978-5-09-016984-4. Учебник предназначен для обучения школьников основам проекционного, машиностроительного и архитектурно-строительного черчения и особенностям графики в области дизайна. В нём рассматриваются теоретические основы графического языка, сущность его изобразительных и знаковых систем, правила выполнения и чтения графической документации. Учебник познакомит с инструментальными и техническими способами создания изображений. УДК .373.167.1:744 ББК 30.11я72 ISBN 978-5-09-016984-4 Издательство «Просвещение», 2012 Художественное оформление. Издательство «Просвещение», 2012 Все права защищены Важнейшая задача цивилизации — научить человека мыслить. Т. Эдисон Надо учить не мыслям, а мыслить. И. Кант Люди перестают мыслить, когда перестают читать. Д. Дидро Введение Чем ближе прощание со школой, тем острее встаёт вопрос о выборе профессии. Приходит время решать, какой деятельности посвятить себя, чтобы наиболее полно проявить свои способности и таланты. Тем, кто мысленно видит себя в будущем создателем новой техники, архитектурных сооружений, предметного мира, покажем некоторые профессиональные стороны деятельности архитектора, дизайнера, инженера. Они связаны с разработкой технического проекта нового здания, изделия, поскольку творческие идеи могут воплотиться в жизнь только благодаря специально созданной документации, содержащей графические изображения, выполненные определёнными методами по установленным стандартам. Знакомясь с содержанием книги вы: • приобщитесь к графической культуре — совокупности достижений человечества в области создания и освоения графических способов передачи разнообразной информации в науке, технике, искусстве, производстве, экономике; • узнаете, что графическая информация фиксируется с помощью графических средств, способов и воспринимается человеком визуально; • освоите профессиональный язык делового общения на производстве, в дизайне, архитектуре и т. д. Термин «информация» происходит от латинского слова infor-matio, означающего «разъяснение», «изложение». Информацию друг другу люди передают устным и письменным способами, а также с помощью жестов, условных знаков. Информацию можно извлечь отовсюду: из учебников, книг, газет, журналов, телепередач, кино- и видеофильмов и т. д. На производстве информация передаётся в виде технологических карт и чертежей, справок и отчётов, таблиц и других документов, которые выполняются ручным или машинным способом (на компьютере). Творческая деятельность инженера-конструктора, архитектора, дизайнера тесно связана с самыми различными художественными и чертёжно-графическими работами, в результате чего создаются графические изображения (рисунки, наброски, перспективные изображения, технические рисунки, графики и др.) и различные конструкторские документы (чертежи, схемы и т. д.). По назначению графические работы можно классифицировать по видам: технические — предназначенные для изготовления машиностроительных изделий, строительства различных сооружений. Их выполняют в соответствии с ГОСТ ЕСКД (Единая система конструкторской документации) и СПДС (Система проектной документации для строительства); технологические — предназначенные для отображения технологии производства изделий. Технологические чертежи выполняются в соответствии с ЕСТД (Единой системой технологической документации), а также строительными, горными, геолого-разведочными и другими отраслевыми стандартами; иллюстративные — отображающие в графической форме устройство какого-либо изделия, архитектурно-строительного объекта, системы горных выработок и т. д. В зависимости от сферы инженерной деятельности чертёжнографические работы могут быть машиностроительными, архитектурно-строительными, дизайн-проектными, электротехническими, радиоэлектронными, топографическими, горными, геологическими и др. Сегодня дизайнер, инженер-конструктор, архитектор — специалисты, которые должны иметь обширные знания, творческое мышление, новаторский подход к решению сложных художественных и технических задач, уметь выбрать оптимальный технико-экономический путь к достижению намеченной цели, владеть профессиональным языком общения, в том числе — графическим языком. Изучая предмет «Черчение», вы сможете расширить свои представления о способах получения графических изображений, узнаете, что чертёж является документом, который несёт в себе информацию о форме, размерах, способах изготовления изделия, отображаемую с помощью графического языка. Полученные графические знания вы сможете использовать в будущей специальности, а также в быту при мелком ремонте технических приборов и оборудования. Решение графических задач будет содействовать развитию образного (пространственного), логического, абстрактного и творческого мышления. Изучение предмета создаст условия для формирования и развития сообразительности, внимания, усидчивости и аккуратности — качеств, необходимых людям разных профессий. Глава 1. Организация рабочего места. Основные приёмы работы чертёжными инструментами 1. Материалы. Инструментальные и технические средства. Создание графических изображений На уроках черчения вы будете использовать различные материалы, инструменты и принадлежности, которые необходимо правильно подготовить к работе. Материалы. Бумага (чертёжная, калька, в клетку и др.) является основным материалом, используемым при выполнении конструкторских документов. Для уроков черчения необходимо иметь примерно по 10—15 листов чертёжной бумаги, кальки, а также бумаги в клетку размером 210x297 мм. (В магазине можно приобрести специальный набор бумаги для черчения.) Карандаши, о назначении которых вы знаете с детства, имеют пишущие стержни (грифели) различной твёрдости. Степень твёрдости обозначают буквами русского или латинского алфавита. На карандашах с мягким грифелем указывают букву М или В, а на карандашах с твёрдым грифелем — Т или Н. Перед буквами, как правило, наносятся цифры, обозначающие степень твёрдости или мягкости. Чем больше цифра, тем выше твёрдость или мягкость грифеля (рис. 1). Слово «карандаш» тюркского происхождения («кара»—чёрный, «таш» — камень). Первые карандаши на Руси появились в конце XVII в. Промышленностью выпускаются различные виды карандашей, в том числе механические (например, цанговые) и др. Карандаши в пластиковой оболочке не рекомендуется применять для выполнения графических работ. Г рифель: мягкий среЗний тбёрЗый М 2М ЗМ 4М 5М 6М В 2В ЗВ 4В 5В 6В ТМ НВ Т 2Т ЗТ 4Т 5Т 6Т 7Т “f Н 2Н ЗН ^ 5Н 6Н 7НГ Рис. 1. Шкала маркировки карандашей От правильного выбора карандаша зависит качество графического изображения. На чертёжной бумаге, обладающей достаточной плотностью и хорошей клеевой основой, лучше работать карандашами марок Т (для построений) и М (для обводки чертежа). Они не разрушают клеевой слой бумаги, не оставляют большого количества графитной пыли на чертеже. Если бумага недостаточно хорошо проклеена, то под действием грифеля её поверхность начинает разрушаться. На такой бумаге рекомендуем работать более мягкими карандашами: ТМ (для построений) и М (для обводки чертежа). Карандаши необходимо правильно затачивать. Коническая заточка предназначена, как правило, для карандашей марок Т и ТМ, а заточка в виде лопаточки — для мягких карандашей (рис. 2). Это объясняется тем, что мягкие грифели карандашей быстрее стачиваются и при конической заточке остриё грифеля быстро затупляется, что приводит к утолщению линий, проводимых на чертеже, а это недопустимо. Таких сложностей при начертании линий можно избежать, если использовать затачивание грифеля в форме лопаточки. Грифель карандаша рекомендуется править на шлифовальной бумаге (рис. 3). Ластик используется для удаления линий, изображений, надписей. Он должен быть мягким и иметь острые края, которыми удобно удалять линии, проведённые карандашом. Любые графические изображения и графические документы можно выполнить с помощью инструментальных (чертёжные инструменты) или аппаратных (компьютер) средств. Инструментальные средства. Циркуль-измеритель предназначен для измерения и деления отрезков (рис. 4, а), оснащён двумя шарнирно соединёнными ножками с иглами. Иглы циркуля-измерителя должны быть закреплены на одном уровне. Все действия этим инструментом выполняют одной рукой (рис. 4, б). Круговой циркуль используют для проведения окружностей средних и больших диаметров. Он имеет две ножки, в одну из которых вставляют и закрепляют иглу, а в другую — наконечник с грифелем (рис. 5, а). Грифель должен выходить из наконечника на 5...7 мм. В сложенном состоянии ножка, в которой закреплён грифель, должна быть длиннее ножки с иглой на 1.,.2мм (см. рис. 5, а). Такая подготовка циркуля облегчает проведение окружностей (рис. 5, б). Все построения круговым циркулем выполняются одной рукой. При вычерчивании окружностей больших диаметров в ножку циркуля вставляют удлинитель, в котором закрепляют наконечник с грифелем. Рис. 2. Варианты затачивания карандашей { \ V Большой Малый а) Рис. 3. Затачивание грифеля на шлифовальной бумаге б) Рис. 4. Циркули-измерители (а); использование циркуля-измерителя в работе (б) Рис. 5. Круговой циркуль (а) и его использование в работе (б) а) Рис. 6. Кронциркуль (а) и его использование в работе (б) Кронциркуль — малый циркуль, который предназначен для проведения окружностей небольшого диаметра, от 1,5 до 10 мм. При работе ножка со стержнем свободно вращается вокруг иглы кронциркуля (рис. 6). Центрик — кнопка с углублением для иглы циркуля. Он используется для проведения из одного центра большого числа окружностей или дуг. Линейка (рис. 7, а) — простейший чертёжный инструмент, служащий для проведения прямых линий и измерения деталей. Рейсшина — чертёжный прибор для проведения параллельных линий, который состоит из линейки с поперечной планкой (рис. 7, б; Приложение 4). Промышленностью выпускаются различные виды рейсшин, например инерционные. Угольники. Для быстрого и точного проведения перпендикулярных, параллельных линий, а также для построения различных углов пользуются угольниками с углами 90°, 45°, 45° и 90°, 30°, 60° (рис. 8, а). (В работе удобны прозрачные пластмассовые угольники, поскольку они не закрывают изображения чертежа, их можно промыть водой при загрязнении.) Транспортир — инструмент для построения и измерения углов, представляющий собой полукольцо с нанесёнными по внешнему его контуру градусными делениями. Его применяют для определения величин углов на чертеже, для построения линий с заданным наклоном (рис. 8, б). Лекало представляет собой тонкую пластину с плавными криволинейными кромками, служащую для вычерчивания кривых (лекальных) линий по точкам (рис. 9). Для работы необходимо иметь набор из нескольких лекал разного размера и формы. Чертёжная доска имеет различные размеры. Она служит для крепления чертёжных листов бумаги (рис. 10). В конструкторских бюро доска крепится к станине. 8 |Л11]1111|1и1|11П|1К1|11Г1||111|1МГ|11Г1||111|Г11фП1|1111|1т|11П|Г11Г||МфП1|1111|1П1|г^ ?|1ltlItШ|lltt|lПljtllфltl||Пl|llП|ltlt[ltПJ|ll1l|1l1lj|^ult|lHl|11l]lltlJ1m[ш^m|Шl|mфm^^ ' f 1 м f 1111111 f г 11 f 1111111 Ученическая Масштабная о) Рис. 7. Линейка (а) и рейсшина (б) Q) б) Рис. 8. Угольник (а) и транспортир (б) Научиться пользоваться инструментальными средствами проще, чем овладеть инструментами компьютерной графики. Для выполнения графических изображений вы будете использовать как инструментальные, так и аппаратные средства. Технические средства. В настоящее время для чертёжно-конструкторских работ широко используется компьютерная техника, для которой создано множество графических редакторов и программ геометрического моделирования. Они разработаны различными зарубежными и отечественными компаниями. Компания Autodesk — один из ведущих производителей систем автоматизированного проектирования и программного обеспечения для конструкторов, дизайнеров, архитекторов. Система AutoCAD, разработанная названной компанией, является лидирующей в мире платформой программного обеспечения системы автоматизированного проектирования (САПР), предназначенной для профессионалов, которым требуется воплощать свои творческие замыслы в реальные проекты. Она характеризуется мощью и гибкостью. Расширяемую и адаптируемую систему AutoCAD можно использовать в самых разных отраслях. AutoCAD — программа с богатой и во многом уникальной историей. Впервые программа AutoCAD увидела свет в 1982 г. под именем MicroCAD. Первая версия AutoCAD ознаменовала начало настоящей революции в автоматизированном проектировании. Сегодня AutoCAD переводится на 18 языков мира, её используют в своей работе миллионы проектировщиков во всём мире на процессорах в тысячи раз мощнее тех, которые были установлены на первых персональных компьютерах. Программа ArchiCAD — продукт венгерской фирмы Graphisoft. На сегодняшний день ArchiCAD является самой распространённой и известной программой архитектурного профиля. Работая с программой ArchiCAD, архитектору удаётся сохранить свой стиль проектирования. Программа не навязывает стандартные решения ни в моделировании, ни в оформлении чертежа. ArchiCAD силён в трёхмерном моделировании и содержит множество функций, делающих эту программу мощной чертёжной машиной, не уступающей в своих возможностях другим известным чертёжным программам. Из всех систем автоматизированного архитектурно-строительного проектирования ArchiCAD уже давно стал стандартом в России, Европе, Австралии и Японии. Растёт популярность этого программного пакета в Северной Америке. Всё больше архитекторов и проектно-строительных компаний всего мира используют в проектировании технологию программы ArchiCAD, разрабатываемой компанией Graphisoft на протяжении 19 лет. 10 Среди отечественных программ наибольшую популярность приобрели программы «Компас» (компания «АСКОН») и T-Flex (компания «Т-системы»). Для создания изображений на компьютере используется графическая область экрана, которая по существу является электронной чертёжной доской. Графические изображения на экране дисплея создаются с помощью графических редакторов, в которых привычные чертёжные инструменты заменяются элементами интерфейса. Рассмотрим каждый из них. Графический курсор используется вместо карандаша. Он управляется мышью. С помощью курсора можно указывать положение точек в графической области при построении и редактировании объектов, проводить линии, при этом толщина, тип и цвет линии настраиваются в программе. Система команд позволяет создавать графические объекты с заданными параметрами, редактировать их, извлекая информацию. Несмотря на свою эффективность, аппаратные средства являются лишь усовершенствованным инструментом для работы специалистов, не заменяя умственную, творческую деятельность. Использование компьютеров значительно облегчает процесс проектирования и предоставляет конструктору возможность работать с большой производительностью. 1. Какие инструменты используют для выполнения чертежей? 2. Какими бывают карандаши по твёрдости? 3. Как определяют твёрдость карандашей? 4. Какие циркули входят в комплект чертёжных инструментов? Расскажите о назначении каждого из них. 5. О каких системах автоматизированного проектирования вы знаете? Творческие задания: 1. Какие измерительные инструменты использовали при выполнении строительных работ в XII—XIX вв.? 2. Какие отечественные компании трудятся над созданием программного продукта для геометрического моделирования? Помощник: 1. Учебники истории для общеобразовательной школы. 2. Павлова А. А. Графика и черчение: 7—9 кл.: рабочая тетрадь № 1 / А. А. Павлова, Е. И. Корзинова. — М.: Владос, 2000. 3. Интернет: https://www.azbuki.net/index.php?option=com_content& task view&id=21&Itemid 30 11 2. Оборудование и организация рабочего места Организация рабочего места школьника. Большое значение для ускорения выполнения графических изображений и повышения их качества имеет подготовка рабочего места. Все инструменты и принадлежности на столе располагают в определённом порядке, что позволяет быстро их находить в процессе работы. Чертёжную доску располагают прямо перед собой. Справа от доски кладут карандаши, готовальню и ластик, слева — линейки, угольники, лекала, трафареты. В левом верхнем углу стола должен лежать учебник. Работать с чертёжными инструментами и принадлежностями необходимо аккуратно не только для повышения качества чертежей, но и во избежание различных травм. Инструменты необходимо беречь от падения, поскольку это может привести их в негодность. Выполняя чертежи, нужно сидеть прямо, не сутулясь: так вы будете меньше уставать. Расстояние от глаз до чертежа должно быть равным примерно 30 см. Оборудование и организация рабочего места инженера-кон-структора, архитектора, дизайнера. Рабочие места инженера-кон-структора, архитектора, дизайнера похожи между собой. На каждом из них имеется комплект из чертёжно-конструкторской техники, набор инструментов, приспособлений и оборудования, с помощью которых выполняются чертежи. Основные средства чертёжно-конструкторской техники — чертёжная доска для размещения и закрепления чертежей; чертёжный станок (кульман), на котором укреплена доска; чертёжный прибор; компьютер; вспомогательные приспособления (рис. 11). Чертёжная доска по размерам превышает размеры сторон формата АО (1189 X 841) на 100...200 мм. Чертёжный станок обеспечивает удобное для работы положен ние чертёжной доски под любым углом на высоте 300...700 мм от пола. Чертёжный прибор (устройство, прикрепляемое к чертёжной доске) имеет взаимно перпендикулярные масштабные линейки. С их помощью можно проводить прямые линии заданной длины под любым углом. Набор чертёжных инструментов дополняют вспомогательные приспособления (трафареты), которые используют для нанесения на чертёж знаков, букв или цифр, пишущие устройства, приспособления для штриховки. На рабочем месте также имеются: бумага (чертёжная, в клетку, миллиметровая, калька и т. п.), ластики, карандаши, точилки для 12 Рис. 11. Рабочее место инженера-конструктора, архитектора или дизайнера карандашей, шариковые ручки, фломастеры и рапидографы*, настольная лампа и т. п. Рабочее место современного инженера-конструктора, архитектора, дизайнера трудно представить без вычислительной техники. Автоматизированное рабочее место (АРМ) оснащено компьютером, монитором, принтером и др. На автоматизированном рабочем месте можно быстрее вносить исправления в документы и одновременно выдавать исходную информацию для технолога. В настоящее время в проектно-конструкторской деятельности используют систему автоматизированного проектирования (САПР), которая позволяет существенно сократить длительность проектноконструкторских работ, повысить точность и качество выполнения чертежей, обеспечивает возможность их тиражирования, увеличивает скорость технических расчётов, позволяет по-новому реализовать проектные процедуры и получить более эффективные технические решения. САПР предназначена для выполнения проектных работ с применением компьютерной техники и создания конструкторской и технологической документации на отдельные изделия, здания и сооружения. В качестве входной информации в САПР вводят проектные требования, затем уточняют результаты, проверяют полученную конструкцию, изменяют её и т. д. Средства САПР являются современ- * Рапидограф — это калиброванная трубочка с иглой и баллончиком Для туши. Используется при выполнении чертежей тушью вручную. 13 ным инструментом проектирования, однако они не могут заменить так называемый изобретательский процесс. Базовым программным обеспечением АРМ являются операционная система Microsoft Windows и различные программные продукты российских и зарубежных производителей. Как вы уже знаете, наибольшую популярность приобрели графические редакторы AutoCAD (фирма Autodesk) и ArchiCAD (фирма Graphisoft) — программы технического и архитектурно-строительного проектирования. С их помощью можно создавать двухмерные и трёхмерные модели объектов, виртуальные проекты зданий и помещений, детально разрабатывать узлы строительных и машиностроительных конструкций, получать документацию, которой сопровождается проект, а также презентацию проекта. Современный специалист обязан свободно владеть программными средствами, используемыми в выбранном им направлении специализации. Рабочее место специалиста снабжается сборниками ГОСТ ЕСКД и СПДС для уточнения правильности использования действующих норм. Стандарты ЕСКД и СПДС специалист должен хорошо знать, поскольку правила оформления конструкторской и строительной документации общеприняты и обязательны для соблюдения в различных проектных организациях страны. 1. Почему чертёжные инструменты и принадлежности необходимо располагать в определённом порядке? 2. Как следует размещать инструменты относительно чертёжной доски? 3. Разложите чертёжные инструменты на столе, соблюдая правила. 4. Какие программные продукты используются в проектировании? 5. Какие чертёжные инструменты, материалы и принадлежности необходимо подготовить для выполнения чертёжно-графических работ? Творческое задание: назовите различные приспособления, используемые в проектной деятельности для выполнения чертежей, о которых не упоминается в параграфе. Опишите их назначение. Помощник: 1. Будасов Б. В. Строительные чертежи: учеб, для вузов / Б. В. Будасов, О. В. Георгиевский, В. П. Каминский; под ред. О. В. Георгиевского. — М.: Архитектура-С, 2007. 2. Интернет: https://www. cultinfo.ru/fulltext/l/001/008/122/100.htm 14 3. Приёмы работы чертёжными инструментами Как вы уже знаете, с помощью чертёжных инструментов выполняют различные графические построения. Рассмотрим некоторые из них. Построение параллельных, горизонтальных, вертикальных и наклонных линий осуществляют с использованием рейсшины, линейки и угольников. Параллельные горизонтальные линии строят с помощью рейсшины, поперечную планку которой перемещают по боковой стороне чертёжной доски (рис. 12, а). Вертикальные параллельные линии проводят с помощью рейсшины и угольника. Угольник прикладывают одним из катетов к рейсшине и перемещают вдоль неё (рис. 12, б). Параллельные наклонные линии можно провести с помощью двух угольников (на рисунке не показано), или угольника и рейсшины, или угольника и линейки (рис. 12, в, г). При начертании линий соблюдаются следующие правила: все горизонтальные линии проводят слева направо, а вертикальные и наклонные линии — сверху вниз либо снизу вверх (в зависимости от расположения угольника) с небольшим наклоном карандаша в сторону движения; проводя линии, надо сохранять один и тот же нажим на карандаш; не следует проводить линии длиннее, чем требуется. а) 6) 5) г) Рис. 12. Способы построения параллельных линий 15 Построение прямой линии через заданную точку параллельно заданному отрезку (рис. 13, а). Для того чтобы выполнить это построение, необходимо совместить катет угольника с отрезком АВ и приложить к его гипотенузе линейку (рис. 13, б). Удерживая линейку неподвижно, по ней перемещают угольник до тех пор, пока этот же его катет не совместится с точкой С. Через заданную точку проводят прямую d. В результате построений прямая d будет параллельна заданному отрезку АВ (рис. 13, б). Построение перпендикуляра к прямой, проходящего через заданную точку, лежащую вне прямой. Для построения понадобятся угольник с углами 90°, 45°, 45° и линейка. Гипотенузу угольника совмещают с прямой Ь (рис. 14, а). Линейку прикладывают к одному из катетов угольника. Затем угольник поворачивают вокруг другого его катета, удерживая линейку в неподвижном состоянии. В новом положении угольник перемещают вдоль неё до тех пор, пока его гипотенуза не совместится с заданной точкой А (рис. 14, б), и проводят перпендикуляр к заданной прямой. Деление отрезка на две равные части. Для построения используют циркуль. Его ножку с иглой поочерёдно ставят в концы отрезка АВ и проводят две одинаковые дуги, радиус которых больше половины отрезка (рис. 15). Соединив точки пересечения дуг прямой линией, разделим отрезок АВ пополам (АО = ОВ). Деление отрезка на несколько равных частей. Предположим, что необходимо разделить отрезок АВ на семь равных частей. Для этого из какого-либо конца отрезка АВ, например из точки А, проводят луч, на котором от вершины угла откладывают семь равных отрезков любого размера. Затем соединяют точку 7 с точкой В. Используя один из способов проведения параллельных наклонных линий (см. рис. 12, г), из точек 1—6 проводят прямые, параллельные прямой 7В, до пересечения с отрезком АВ, который разделится на семь равных частей (рис. 16). Построение углов с использованием угольников. Углы, кратные 15°, можно построить с помощью линейки и двух угольников. Примеры расположения угольников для получения углов различной величины представлены на рисунке 17. Деление угла на равные части с помощью различных инструментов. С помощью транспортира можно разделить любой угол на равные части. Для этого транспортир необходимо разместить так, чтобы одна сторона угла прошла по горизонтальной планке транспортира, а его вершина совместилась с засечкой, нанесённой в середине планки (рис. 18). Затем следует определить величину угла с помощью градусных делений на транспортире. Полученную величину угла делят на заданное число частей, откладывают полученные величины углов с помощью транспортира и делят угол на равные части. 16 в q) Рис. 13. Построение прямой линии через заданную точку параллельно заданному отрезку а) 5) Рис. 14. Построение перпендикуляра к прямой через заданную точку, лежащую вне прямой Рис. 15. Деление отрезка на две равные части Рис. 16. Деление отрезка на семь равных частей 2 Черчение 17 с помощью циркуля, угольников и линейки можно разделить угол на равные части. С некоторыми из таких способов (например, деление угла на две равные части и построение угла, равного данному) вы познакомились на уроках геометрии. Рис. 18. Деление угла на равные части с помощью транспортира Рис. 19. Деление прямого угла на три равные части 18 Для того чтобы разделить прямой угол ВАС на три равные части, из вершины угла проводят дугу произвольного радиуса до пересечения с его сторонами. Из полученных засечек, как из центров, тем же радиусом проводят дуги, пересекающие ранее построенную дугу (рис. 19). Полученные точки пересечения разделят дугу на три равные части. Соединив точки на дуге с вершиной прямого угла, делят его на три равные части. 1. С помощью каких инструментов проводят взаимно параллельные вертикальные и наклонные линии? 2. Какие углы, кратные 1.5°, можно построить с помощью чертёжных угольников? 3. Проведите параллельные вертикальные, горизонтальные и наклонные линии длиной 100 мм на расстоянии 5 мм друг от друга. 4. Из одного центра проведите три окружности диаметрами 60, 55 и 50 мм. Творческое задание: найдите примеры того, как на Руси строились углы. Помощник: Павлова А. А. Графика и черчение: 7—8 кл.: рабочая тетрадь № 1 / А. А. Павлова, Е. И. Корзино-ва. — М.: Владос, 2000. Глава 2. Роль графического языка в передаче информации о предметном мире 4. Графический язык и его место в передаче информации о предметном мире В древние времена у людей возникла потребность в передаче информации друг другу, что привело к созданию различных языков, в том числе и графического языка. Графический язык представляет собой совокупность языковых единиц (линий, знаков и др.), методов проецирования и правил (ГОСТ ЕСКД, СПДС), которые помогают сохранять и читать информацию об изделии. Графический язык сочетает в себе две различные системы записи информации: изобразительную и знаковую. Изобразительная система. В изобразительную систему графического языка входят: — методы изобразительных систем (например, метод прямоугольного проецирования); — правила использования языковых единиц графического языка (точек, линий, контуров); — изображения объекта (например, проекции). (В тексте вам встретились новые термины, значение которых раскрывается в последующих параграфах. Прочитав весь учебник, вы откроете для себя много нового не только в черчении, но и в том, что окружает вас.) Примерами изобразительных систем могут служить: а) линейная перспектива (рис. 20, а), используемая для получения и чтения изображений архитектурных сооружений (основные её законы и правила вы изучали и использовали на уроках изобразительного искусства, строя перспективу улиц, изображая предметы с натуры и т. д.); б) купольная и панорамная перспективы, которые используют художники для росписи куполов храмов и создания панорам (например. Бородинская панорама в Москве); в) параллельное проецирование на одну плоскость (рис. 20, в, г) и на несколько взаимно перпендикулярных плоскостей проекций (рис. 20, б), позволяющих выполнять и читать чертежи технических, дизайнерских, архитектурных проектов, аксонометрических проекций и др.; г) проекции с числовыми отметками, используемые для создания топографических карт, выполнения проектов железных и автомобильных дорог и т. д. Знаковая система. К знаковой системе графического языка относят условные знаки, цифры, буквы, тексты, позволяющие уточ- 20 Рис. 20. Изображения, получаемые с использованием линейной перспективы (а), прямоугольного проецирования на две взаимно перпендикулярные плоскости (б), прямоугольного проецирования на аксонометрическую плоскость проекций (в), косоугольного проецирования на аксонометрическую плоскость проекций (г) нять геометрическую форму изображаемого объекта и метрическую информацию о нём (сведения о размерах и формах) (рис. 21). Кроме того, знаковая система несёт в себе самостоятельную информацию технического и технологического характера, необходимую для изготовления и сборки изделия на производстве. Изобразительную и знаковую системы графического языка вы будете изучать на уроках черчения. Использование графического языка. С помощью графического языка можно мысленно представить пространственные образы 21 Рис. 21. Использование знаковой системы: S — толщина изделия; 0 — диаметр; □ — квадрат; R — радиус объектов и оперировать ими, отображать новые конструкторские, дизайнерские идеи, архитектурные замыслы, а также необходимые данные для их воплощения. Техническую информацию об изделии, записанную с помощью графического языка, можно сохранять на дубликатах чертежей, электромагнитных дисках и т. п. В рамках делового сотрудничества они могут передаваться в различные отечественные и зарубежные организации. 1. Что собой представляет графический язык? 2. Для чего предназначены изобразительные системы графического языка? 3. Что собой представляет знаковая система графического языка? 4. Почему необходимо знать графический язык? 5. Какие условные обозначения вы использовали на уроках технологии при выполнении чертежей, технологических карт? Творческое задание: представителям каких специальностей необходим графический язык? Приведите примеры использования графического языка в профессиональной деятельности. Примечание: задание выполняется без «Помощника». 5. Развитие графического языка как средства общечеловеческого общения Из всего многообразия языков, созданных мировой культурой, графический язык является уникальным в коммуникативном процессе, что позволило ему занять превалирующее место в представ- 22 лении научно-технической информации и стать международным * профессиональным языком делового общения в инженерно-техническом, художественно-конструкторском и архитектурном проектировании. Среди языков, имеющих письменно-литературную форму, мировое распространение получили испанский, французский, немецкий, английский, русский языки. Среди языков, основанных на художественных образах, к мировым относят; языки музыки, танца, графики и т. д. Графический язык, один из древнейших языков мира, не потерял своей актуальности и сегодня благодаря своим свойствам. Он универсален, поскольку им пользуются люди различных профессий: инженеры, дизайнеры, архитекторы, картографы, математики, музыканты, астрономы, социологи, экономисты и др. Он интернационален, так как понятен людям различных национальностей. Точен и лаконичен, поскольку графические изображения дают полную, метрически определённую информацию о трёхмерных объектах. Графический язык относят к языкам графических образов, с помощью которого творческая мысль (художественная, техническая) передаётся в виде графических изображений. Графический язык сегодня — это не только явление прошлого и феномен настоящего, но и могучий фактор, устремлённый в будущее. Возникновение и развитие графического языка уходит в глубокую древность, когда изобразительное письмо было единственным способом сохранения для потомков информации о важнейших исторических (политических, военных и др.) событиях, природных явлениях, деловых контактах между людьми. Рождение графического языка было продиктовано настоятельной необходимостью в точной передаче формы и геометрических свойств трёхмерных объектов, созданных человеком. Это качество графического языка отличает его от других языков, выработанных человечеством. Графический язык прошёл долгий путь развития, прежде чем стал использоваться для выполнения чертежей. Изобразительная система графического языка на Руси зарождалась из потребности в строительстве поселений (острогов), кремлей * Международными языками общения называют такие языки, которые используются как средство общения множества людей, относящихся к различным языковым группам. Эти языки возникают в связи с ломкой национальных барьеров, характерных для экономического, политического и культурного развития. 23 (детйнцев), монастырей, храмов, соборов и т. д. Первые чертежи, дошедшие до нас, представляют собой рисунки-планы с тщательно прорисованными постройками, некоторыми элементами природы (деревьями, речками), рельефа местности. Чертежи сопровождались подробными пояснениями (рис. 22). На таких чертежах-планах, как правило, размеры не наносились. Усложнение технических идей, архитектурных замыслов заставило искать новые способы передачи информации. Так, появляются чертежи, содержащие изображения объекта (детали, машины, сооружения) с нескольких сторон. Расположение и количество изображений на чертеже было произвольным и выбиралось по усмотрению человека, выполнявшего чертёж. Поэтому каждый чертёж представлял собой своеобразный, отличный от других оригинальный документ (рис. 23), что затрудняло его адекватное понимание. Основы изобразительной системы современного чертежа были заложены в XVIII в. французским геометром Гаспаром Монжем (1746—1818). Теоретически обоснованная им изобразительная система прямоугольного проецирования предмета на две взаимно перпендикулярные плоскости обеспечила возможность отображения формы объекта и его размеров. Именно эта система и используется при выполнении различных изображений на современных чертежах. Рис. 22. Окружной двор в Тобольской губернии 24 «ляс/» ■5fcEj2_^A— Q) Рис. 23. Чертежи XVII—XVIII вв.: а — профиль и план фабрики, XVIII в.; б — чертёж моста и сторожевой башни, XVII в.; в — чертёж ботика, XVIII в. Массовое производство изделий в XIX—XX вв. потребовало направить усилия специалистов различных отраслей промышленности на создание системы государственных стандартов, с помощью которых вводились обязательные правила выполнения изображений чертежа. Эти правила со временем изменялись, уточнялись и совершенствовались. Знаковая система чертежа также претерпела эволюционные изменения: от свитков, содержащих обстоятельный рассказ о том, как вести строительство храмов, от подробных технических описаний (трактатов) изготовления тех или иных механизмов, используемых в XV в., к разработке проектно-конструкторской и технико-технологической документации на изделие, которая становилась немногословной и компактной. Изменения, произошедшие в знаковой системе графического языка, разнообразны. С одним из них вы можете познакомиться в Приложении 1. Все требования, предъявляемые к знаковой системе языка, стандартизованы и должны выполняться неукоснительно. Со знаковой системой графического языка вы будете знакомиться по мере изучения его изобразительной системы. 25 1. Кем были заложены теоретические основы изобразительной системы современного чертежа? 2. Кратко расскажите историю развития чертежа как документа. 3. Приведите примеры использования графических изображений в той сфере деятельности, которую вы выбрали для себя. 4. Почему графический язык называют универсальным визуальным языком делового общения? 5. Что можно выразить с помощью графического языка? 6. Назовите истоки графического языка. 7. Согласны ли вы с мнением, что графический язык является застывшим, неразвивающимся языком? Выскажите свою точку зрения по данному вопросу. 8. Найдите примеры различных визуальных языков, в основе которых лежит графический образ. Творческое задание: найдите сходство и различия в изображениях, выполненных по канонам Древнего Египта, и современным чертежом. Помощник: 1. Учебники по истории для 6 класса (раздел «Древний Египет»). 2. Фролов С. А. В поисках начала / С. А. Фролов, М. В. Покровская. — Минск: Высшая школа, 1985. 3. Фролов С. А. Начертательная геометрия / С. А. Фролов, М. В. Покровская. — Минск: Высшая школа, 1986. 4. Черчение f поц, ред. В. В. Степаковой. — М.: Просвещение, 2009. 6. Типы графических изображений Каждому человеку приходится встречаться с различными графическими изображениями (рисунками, наглядными изображениями и т. д.), документами (чертежами, схемами, содержащими графические изображения) (рис. 24). Обычно под словосочетанием «графические изображения» подразумевают любые изображения, выполненные графическими средствами: ручными (карандашом, тушью и т. п.) или аппаратными (компьютерная графика). Изображения несут в себе разнообразную информацию (техническую, биохимическую и т. п.). В черчении под этим словосочетанием понимают графические изображения, предназначенные для передачи геометрической, технической и технологической информации о каком-либо объекте. В науке и технике используются: диаграммы, графики, графы, аксонометрические изображения, технические рисунки, чертежи, схемы. Рис. 24. Графические изображения, выполненные ручным (а) и машинным (б) способами ► 26 q) Набросок i I . . I I___________I Схема пневматическая Технический рисунок Чертёж изделия V ч' 9 •y. V л у л & • 'к > : ! > S » и ; S : 5 5) 27 Диаграммы представляют собой изображения, показывающие соотношение между отдельными частями чего-либо целого с помощью круга, столбцов и др. (рис. 25). Графики являются изображениями количественных и качественных показателей состояния, развития (изменения) чего-либо с помощью кривых и ломаных линий (рис. 26). С ними вы уже знакомились на уроках математики и физики. Графы — изображения, условно показывающие разнообразные связи, существующие между понятиями, элементами систем, процессами и т. д., представленные с помощью простейших знаков (круга, квадрата) и связующих их линий (рис. 27). Схемы представляют собой изображения, условно показывающие устройство какого-либо механизма (например, станка, гидравлической установки, оптической или электрической цепи и др.) и взаимодействие его частей (рис. 28). Чертёж содержит одно (чертёж развёртки) или несколько изображений предмета, выполненных с соблюдением условных обо- вЛ т ^ Рис. 25. Диаграммы GB 28 R60 30 70 Рис. 29. Чертежи, содержащие одно (а) и три (б) изображения, аксонометрическая проекция (в) значений (чертёж стойки), определённых правил и масштаба (рис. 29, а, б). Аксонометрическая проекция — изображение, полученное в результате параллельного проецирования объекта вместе с осями прямоугольных координат на аксонометрическую плоскость проекций, где он отображается видимым с трёх сторон одновременно (рис. 29, в). Технический рисунок представляет собой изображение, обладающее основными свойствами аксонометрических проекций или перспективного рисунка, выполненное от руки в глазомерном масштабе с возможным оттенением изображённых поверхностей (см. рис. 24, а). (В дальнейшем вы более подробно познакомитесь с чертежами, аксонометрическими изображениями и техническими рисунками на уроках черчения.) Графические изображения и содержащие их документы предназначены для отображения различной информации, но не всегда несут абсолютно полную информацию об объекте (табл. 1). По чертежу можно судить не только о форме, размерах, но и о материале, устройстве, объёме и других технических характеристиках объекта. Чертёж является наиболее информационно ёмким документом. 29 1. Информация, отображаемая на различных графических изображениях и чертежах Графические изобра- Информация жения и документы 1 2 3 4 5 6 7 8 Технический рисунок X X (X) (X) Аксонометрическое X X X X изображение Чертёж: детали X X X X X X X развёртки X X X X X Схема X Примечание: 1 — объём (как расчётная величина); 2 — форма; 3 — конструкция; 4 — размеры; 5 — материал; 6 — масса; 7 — площадь поверхности; 8 — принцип работы; (х) — информация может быть представлена. 1. Какие изображения называются графическими? 2. Назовите типы графических изображений. 3. Какие графические изображения используются в науке, технике, производстве? 4. Какая информация отображается на графических изображениях, используемых в производстве, науке, технике? Творческое задание: подумайте, какую информацию несёт сборочный чертёж, представленный на рисунке 30. В тетради выполните и заполните таблицу, аналогичную таблице 1. Примечание: задание выполняется без «Помощника». Рис. 30. Сборочный чертёж 30 7. Линии как элементы графического языка. Типы линий Вся информация на чертежах передаётся с помощью точек, линий, контуров, условных знаков, цифр, букв, текстов, которые являются элементами графического языка. Линии являются основными элементами графического языка, с их помощью осуществляется обмен информацией не только в технике, но и в других сферах деятельности человека. Так, в швейном производстве используются различные типы линий для выполнения выкроек, представляющих собой чертежи развёрток деталей одежды (рис. 31, б). В картографии, топографии линии также несут большую смысловую нагрузку, условно обозначая параллели и меридианы, границы материков и государств, слоёв атмосферных масс и т. д. (рис. 31, а). Элементы графического языка стандартизованы, т. е. на них распространяются правила ГОСТ ЕСКД. Появление стандартов ЕСКД было вызвано необходимостью разработки единых правил выполнения и оформления чертежей. Соблюдение стандартов обеспечило единообразие оформления конструкторской документации во всех отраслях промышленности. Разработка стандартов способствовала унификации (рациональное сокращение числа типов, видов и размеров объектов одинакового функционального назначения), открывая возможность взаимозаменяемости изделий. Всё, вместе взятое, позволяло поддерживать высокий эксплуатационный уровень промышленного оборудования, а также представлять на мировой рынок конкурентоспособные изделия. а) Рис. 31. Линии, используемые в картографии (а) и швейной промышленности (б): 1 — экватор, нулевая линия; 2 — параллели; 3 — меридианы; 4 — государственные границы; 5,7 — контуры детали; 6 — линия припосаживания; 8 — линия присбаривания; 9 — долевая линия 31 Стандарты ЕСКД — это нормативный документ, устанавливающий единые нормы, правила выполнения и оформления конструкторских документов для всех отраслей промышленности, строительства, транспорта, утверждённый компетентным органом — Государственным комитетом Российской Федерации по стандартизации и метрологии. Конструкторские документы — графические (чертежи, схемы и др.) и текстовые (спецификация и др.) документы, определяющие состав и устройство изделия, содержащие необходимые данные для его разработки, изготовления, контроля, приёмки, эксплуатации и ремонта. С помощью линий, начертание и назначение которых устанавливает ГОСТ 2.303-68, на чертежах изображается информация о предмете. Типы линий. Контуры изображений предметов выполняют различными линиями (сплошная основная толстая, штриховая и т, п.), предназначенными для изображения видимой и невидимой поверхностей предмета. Для отображения иной информации используются другие линии. Первый стандарт, устанавливающий начертание линий чертежа, был введён в 1919 г. Он назывался «Нормаль. Линии и контуры». Каждая линия имеет наименование, назначение и начертание. В таблице 2 приведены линии, установленные ГОСТ 2.303-68. При изучении других тем курса вы расширите свои представления о типах линий чертежа. 2. Основные сведения о линиях чертежа (ГОСТ 2.303-68) Продолжение Продолжение Наименование, начертание и толщина Назначение Пример использования Штрихпунктирная тонкая 3...5 5...30 Для осевых и центровых линий От S/з до S/g Штрихпунктирная с двумя точками 4...6 Для линии сгиба на развёртках 5...30 От S/з до S/2 Разомкнутая От S до II/2S Для обозначения секущей плоскости А-А г 1. Какие элементы графического языка вы знаете? 2. Какие линии чертежа установлены ГОСТом? 3. Расскажите о назначении каждой линии. 4. Можно ли утверждать, что линия — основной элемент только графического языка? Обоснуйте свой ответ. 5. Представители каких профессий используют язык линий в своей деятельности? 6. Проанализируйте ранее собранные примеры визуальных языков, в основу которых положен графический образ, и определите, чем отличаются друг от друга линии, используемые в них. 34 7. Рассмотрите изображения чертежа (рис. 32) и заполните таблицу: № линии Линия Наименование Назначение 1 2 3 4 5 6 Творческое задание: заполните таблицу, изобразив линии, которые применяются в различных сферах деятельности человека, указав их назначение. № Сфера Линия п/п использования Изображение Назначение 1, 2, 3 и т. д. География 1, 2, 3 и т. д. Швейное дело 1, 2, 3 и т. д. Ландшафтная архитектура Помощник: 1. Школьные учебники по географии, технологии, физике, математике и др. 2. Журналы «Ландшафтный дизайн». 35 8. Чертёжный и архитектурный шрифты Шрифт (от нем. Schrift) — это художественное начертание букв какого-либо алфавита, цифр и знаков, выполненное в соответствии с установленными правилами. Чертёжные шрифты (ГОСТ 2.304-81) предназначены для выполнения надписей, начертания условных знаков и размерных чисел на чертежах. В ГОСТе установлены номера чертёжных шрифтов (1,8; 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20; 28; 40) русского, латинского и других алфавитов. Первый стандарт «Шрифты для надписей» был разработан и утверждён в 1919 г. Номер шрифта соответствует высоте h прописной буквы. Например, шрифт № 5 имеет высоту прописной буквы, равную 5 мм. Высота буквы измеряется перпендикулярно к основанию строки. Шрифт выполняется с наклоном в 75° (по ГОСТу допускается выполнять надписи чертёжным шрифтом без наклона). Для удобства написания букв чертёжного шрифта выстраивают вспомогательную сетку (рис. 33), которую выполняют следующим Группа 1 Группа 2 Рис. 33. Начертание прописных букв, состоящих из прямолинейных элементов, и построение вспомогательной сетки 36 Рис. 34. Начертание прописных букв, состоящих из прямолинейных и округлых элементов UpiiniUi Рис. 35. Начертание строчных букв, отличающихся от начертания прописных букв образом. Проводят нижнюю и верхнюю линии строки, расстояние между которыми равно высоте прописной буквы. Откладывают на нижней линии строки ширину букв и расстояние между ними (табл. 3). Начертания букв печатного и чертёжного шрифтов не совпадают. Используя углы 45° и 30° угольников, строят наклон букв в 75°. Рассмотрите изображение прописных букв чертёжного шрифта (см. рис. 33, 34). Они различаются начертанием, шириной и высотой. На рисунках стрелками показана последовательность написания каждой буквы. Начертания многих строчных и прописных букв не различаются между собой, например К — к, О — о и др. Однако конструкция некоторых строчных букв своеобразна (рис. 35). Высота строчных букв б, в, д, ф, р, у равна высоте пропис- 37 3. Размеры букв чертёжного шрифта % п 5 о i A m ^ Размер шрифта, мм Параметр W о, S 1 % g ^ 2 5 1 л ft к ^5 3,5 5 7 10 14 VO « H 2 о с О я Высота букв: прописных Л 3,5 5 7 10 14 строчных с OJh 2,5 3,3 5 7 10 без отростков строчных с отростками k h 3,5 5 7 10 14 Ширина прописных букв: g узких (Г, Е, 3, С) 0,5h 1,8 2,5 3,5 5 7 средних (Б, В, И, К, Л, Н, О, П, Р, Т, 0,6h 2,1 3 4 6 8 У, Ч, Э, Ь, Я) широких (А, Д, М, 0,7h 2,5 3,5 5 7 10 X, Ц, Ы, Ю) особо широких (Ж, 0,8h 2,8 4 6 8 9 ф, ш, Ъ) сверхширокой (Щ) 0,9h 3,1 4,5 6,3 9 12,6 Ширина строчных букв: g узких (с) 0,4h 1,2 2 3 4 6 средних (б, в, г, д, е, 3, к, и, й, л, н. 0,5h 1,5 2,5 3,5 5 7 О, п, р, у, X, ч, ь, э, я) широких (а, м, ц, ы, ю, ь) 0.6Л 1,8 3 4 6 8 особо широких (ж. 0.7Л 2 3,5 3,5 7 10 ф, т, ш) сверхширокой (щ) 0.8Л 2,8 4 5,6 8 11,2 Толщина линий шрифта d ОДЛ 0,35 0,5 0,7 1 1,4 Расстояние между буквами a 0.2Л 0,7 1 1,4 2 2,8 38 а/2 „О” L „О" а) 5) Рис. 36. Изменения межбуквенного просвета при написании слов: а — правильно; б — неправильно ■Щ::. rir Ж- / - -:W,rr hr ir.. iipjm^fimuWrrrrii :: -m 010 RX N4. ni0 f Js2^ ,r Рис. 37. Цифры и знаки ных букв выбранного номера шрифта, верхние и нижние элементы которых выполняются за счёт расстояний между строк. Несмотря на то что расстояние между буквами определено стандартом, оно должно изменяться в зависимости от начертания рядом стоящей буквы. Например, в слове РАБОТА (рис. 36, а) расстоянием между буквами Р и А, Т и А необходимо пренебречь (т. е. расстояние должно быть равно нулю), поскольку их начертание зрительно создаёт достаточный межбуквенный просвет. По этой же причине стандартное расстояние между буквами Б и А, О и Т следует сократить вполовину. Если такие условия не учитывать, то буквы в слове будут как бы рассыпаться (рис. 36, б). Начертание цифр и знаков показано на рисунке 37. (При выполнении чертежей выбирайте высоту шрифта не менее 3,5 мм.) Архитектурный шрифт. На архитектурных строительных чертежах, а также дизайн-проектах надписи выполняются архитектурным шрифтом (рис. 38), который отличается простотой, чёткостью очертаний и лёгкостью чтения. 39 : р 1.5 f b I I S=(2...3)b n P c p«p i I ni R Й 2 3 4 5 llfPHEfllt 2S Рис. 38. Архитектурный шрифт (узкий): b — ширина знаков; S — расстояние между знаками; 1 — единица измерений 40 Ширина букв Ь архитектурного шрифта выбирается в пределах от Vs Д® Vs высоты. Расстояние между буквами выбирается в пределах 2...36. 1. Дайте определение чертёжного шрифта. 2. Какие размеры чертёжного шрифта установлены в ГОСТе для выполнения надписей на чертежах? 3. Чему равен наклон букв, цифр, знаков чертёжного шрифта? 4. Напишите чертёжным шрифтом свою фамилию, имя и отчество, заполнив в рабочей тетради основную надпись чертежа {Степанова В. В. Рабочая тетрадь по черчению. — М.: Просвещение, 2004). Творческое задание: проанализируйте начертание букв чертёжного и архитектурного шрифтов. Чем различаются их начертания? Примечание: задание выполняется без «Помощника». Глава 3. Форма и формообразование. Геометрические построения 9. Понятие о форме Каждый предмет имеет свою форму. Понятие «форма» является одним из основных понятий инженерии, архитектуры и дизайна. Форма (от лат. forma) — 1) это внешнее очертание, наружный вид, контуры предмета; 2) совокупность выразительных и изобразительных средств художественного произведения, например архитектурная форма, форма в дизайне. Инженер рассматривает форму как характеристику назначения конструкции и технологии её изготовления. Для архитектора и дизайнера форма является не только результатом рационального решения поставленных задач, но и исходным импульсом творческого процесса. Дизайнер создаёт (совершенствует) форму, двигаясь в творческом процессе от функции и технологии изготовления изделия к её форме. Форма несёт в себе красоту и удобство использования изделия, скрывает или подчёркивает его конструкцию. Форма — объект профессионального интереса дизайнеров, архитекторов, конструкторов, поскольку только на основе изучения ранее созданных форм можно найти новое решение, отличающееся от существующих. Изучают форму, размеры, пропорции, взаимное расположение составляющих её частей. С точки зрения геометрии форма определяется как пространственное строение изделия — система материальных отношений точек, линий, граней, углов, поверхностей, объёмов, фигур и т. п. Различают формы простые и сложные. К простым формам условно относят цилиндрические, конические, сферические или призматические тела и поверхности (рис. 39, а). К сложным формам относятся те, которые представляют собой сочетание всевозможных геометрических тел, а также совокупность сложных поверхностей (рис. 39, б). Рассмотрим форму простых геометрических тел. Принято считать, что любое геометрическое тело состоит из обо лочки*, т. е. внешней поверхности, и какого-либо материала, его наполняющего (рис. 40). Каждое геометрическое тело имеет свою форму, которая различается по составу и размерам. Состав формы геометрического тела — перечень отсеков поверхностей, составляющих его. Например, форма прямоугольного па- * Оболочка геометрического тела — геометрическая абстракция, представляющая собой поверхность, отделяющую геометрическое тело от окружающего пространства и несущую в себе основные геометрические признаки тела. 42 Рис. 39. Предметы простой (а) и сложной (б) формы Рис. 40. Геометрическое тело: 1— оболочка; 2 — отсеки поверхностей, образующих оболочку тела раллелепипеда состоит из шести граней или отсеков поверхностей (плоскостей): две из них являются основаниями параллелепипеда, а остальные четыре отсека образуют замкнутую выпуклую ломаную поверхность, называемую боковой поверхностью. Плоскость является частным случаем поверхности. Многогранники — геометрические тела, оболочка 1 которых образована отсеками плоскостей 2 (рис. 41, а). 43 Грани многогранника — отсеки плоскостей, которые составляют поверхность (оболочку) многогранника. Рёбра многогранника — отрезки прямых, по которым пересекаются грани. Веригины многогранника — точки пересечения рёбер. Тела вращения — геометрические тела (рис. 41, б), оболочка 1 которых представляет собой поверхность вращения (например, сфера 1) либо состоит из отсека поверхности вращения 3 и одного (двух) отсека плоскости 2 (например, конус, цилиндр и т. п.). Изменение высоты, ширины, длины, диаметра основания, положения оснований относительно друг друга существенно влияют на форму геометрических тел (рис. 42). Геометрические формы часто используются в архитектурном проектировании и дизайне (рис. 43). В строительстве и механике нашли широкое применение оболочки, каждая из которых представляет собой тело, ограниченное двумя поверхностями. Расстояние между поверхностями оболочки мало по сравнению с другими её размерами. Различают цилиндри- Рис. 41. Многогранники (а) и тела вращения (б): 1 — оболочка сферы; 2 — отсеки плоскостей; 3 — отсеки поверхностей вращения 44 q) б) Рис. 42. Геометрические тела различной формы; а — цилиндры; б — пирамиды Рис. 43. Использование геометрических форм в проектировании ческие оболочки с сечением круговой, эллиптической и иной формы, конические, тороидальные и другие оболочки. В строительстве оболочки используют в виде предельно тонких и гибких мембран из полимерных плёнок, тканей, нетканого текстиля, сеток и их комбинаций при сооружении тентовых покрытий спортивных манежей, торговых павильонов, цирков и аэровокзалов, ангаров и др. Оболочки в авиа-, судо- и котлостроении, строительной технике, архитектуре, дизайне применяют в качестве корпусов и покрытий. 1. Дайте определение формы. 2. Приведите примеры простых и сложных форм. 3. Назовите простые геометрические тела. 4. Какие геометрические тела называются многогранниками? 45 Приведите примеры многогранников. 5. Какие геометрические тела относятся к телам вращения? 6. Что понимается под составом формы геометрического тела? 7. Как вы понимаете термин «оболочка формы»? 8. Какие параметры влияют на форму геометрического тела? 9. Назовите геометрические тела, изображённые на рисунке 44. Рис. 44. Геометрические тела Творческое задание: найдите различные формы архитектурных оболочек, предназначенные для покрытия общественных зданий. Помощник: 1. Проспекты строительных выставок, 2. Журналы «Архитектура», «Мой дом» и др. 10. Формообразование Формообразование — это процесс создания формы. Формообразование используется в различных сферах деятельности человека. Формообразование в дизайне, архитектуре является творческим поиском создания какого-либо объекта как единства формы и содержания на основе технических требований эстетики. Результатом поиска является материальное воплощение новой оригинальной, удобной и красивой формы объекта. Рассмотрим формообразование простых геометрических тел и сложных (составных) форм. Формообразование геометрических тел. Форма некоторых геометрических тел может быть образована параллельным перемещением плоского контура в пространстве (призмы, цилиндры) либо движением плоского контура вокруг оси (конусы, цилиндры. 46 шары). Поверхности некоторых геометрических тел (конус, призма, пирамида и т. д.) получаются движением образующей L по направляющей п (табл. 4, i — ось вращения, S — вершина). 4. Образование геометрических форм Продолжение Форма Образование Шар 1 Сферическая f Д поверхность* 1 ^ Формообразование сложных (составных) форм. В образовании сложных форм могут быть задействованы различные операции. Для формообразования какого-либо объекта используют различные операции: сложение (добавление), удаление (вычитание), чередование, симметрирование и др. Рассмотрим особенности каждой операции формообразования. Операция сложения (добавления) заключается в соединении исходных элементов формы в целое (рис. 45). Эта операция является одной из часто применяемых при образовании форм различных деталей. Операция удаления (вычитания) состоит в изменении формы посредством удаления из неё каких-либо объёмов (рис. 46). Этот способ также широко используется в формообразовании технических деталей. Операция чередования состоит в равномерном повторении двух или нескольких элементов, что позволяет создать новую форму предмета (рис. 47). Конструкция многих деталей основана на повторении одинаковых по форме элементов. Например, зубья зубчатых колёс, отверстия во фланце под крепёжные детали и т. п. Операция симметрирования заключается в получении симметричной формы относительно одной или нескольких плоскостей сим- Рис. 45. Формообразование на основе операции сложения * Торовые поверхности можно проанализировать, воспользовавшись Интернетом. 48 ) 1^-—'\ у J Рис. 46. Формообразование на основе операции удаления объёмов Исходные элементы Рис. 47. Формообразование на основе чередования элементов формы Исходный элемент формы Рис. 48. Формообразование на основе симметрирования элементов метрии (рис. 48). Разнообразие формы деталей зависит от числа и расположения плоскостей симметрии. Формообразование на основе смещения частей детали в плоскости изображено на рисунке 49. В конструировании под формообразованием понимаются как процессы образования (создания новой, проектируемой формы), так 4 Чсрмсиие 49 Исходная форма Рис. 49. Формообразование на основе смещения частей детали в плоскости и преобразования (изменения, совершенствование существующей) формы объекта. Изменение положения и ориентации объекта в пространстве. В процессе создания или преобразования формы часто приходится менять положение и ориентацию в пространстве предмета в целом или отдельных его частей. При изменении положения в пространстве предмет как бы перемещается параллельно одной или нескольким осям координат, а при изменении ориентации в пространстве он как бы поворачивается (вращается) относительно своей собственной оси или какой-либо оси координат на определённый угол. Изменения положения и ориентации предмета в пространстве могут осуществляться одновременно. Рассмотрим частные случаи изменения положения и ориентации предмета в пространстве. Операции преобразования будем осуществлять относительно осей проекций {ОХ, OZ, OY). Перемещение объекта в пространстве вдоль осей проекций. Перемещение объекта в пространстве параллельно оси ОХ представлено на рисунке 50. На чертеже данное движение отразится б) Рис. 50. Отображение на чертеже перемещений объекта в пространстве: а — исходное положение детали; б — перемещение детали по оси ОХ 50 q) ~l____________r tn I 1 6) Рис. 51. Вращение предмета: a — исходное положение детали; б — вращение детали в пространстве перемещением двух изображений (вида спереди и вида сверху) на заданную величину вдоль оси ОХ. Вращение предмета в пространстве. В результате поворота детали на заданный угол изменяются координаты её элементов. Данное изменение приведёт к тому, что предмет будет изображён в новом, повёрнутом положении (рис. 51,6). Изменение положения элементов (частей) формы относительно друг друга. Этот вид преобразования позволяет создавать новую форму, отличную от исходной (рис. 52). Рис. 52. Изменения положения элементов (частей) формы детали относительно друг друга 51 Названные изменения формы и положения в пространстве влекут за собой изменения изображений на чертеже. 1. Как вы понимаете термин «формообразование»? 2. Какие операции формообразования вы знаете? 3. С какими случаями изменения положения предмета в пространстве вы знакомы? 4. Впишите в таблицу названия операций формообразования, использованных при конструировании изделий (рис. 53): № изделия Операции преобразования формы 1 2 3 4 52 5. Определите углы поворота цилиндра относительно исходного положения (рис. 54) и заполните таблицу: Угол поворота, ® 0 30 45 90 180 225 270 360 Номер цилиндра Творческое задание: найдите примеры применения хоровых поверхностей в различных областях промышленности. Помощник: 1. Фролов С. А. Начертательная геометрия / С. А. Фролов. — М.: Инфра-М, 2007. 2. Интернет. 11. Анализ формы Для определения состава формы анализируют её геометрию. Анализ формы — это метод изучения формы путём мысленного расчленения объекта на составляющие его части (поверхности, геометрические тела) и установления взаимного расположения их относительно друг друга (табл. 5). Такой анализ проводится с натуры, по наглядным изображениям, чертежу. Анализу могут подвергаться как простые, так и сложные формы. 53 5. Анализ формы простых геометрических тел Изображение геометрического тела и состава его оболочки. Описание состава оболочки Взаимное расположение элементов формы Призма прямая правильная N угольная: два отсека плоскостей (основания призмы) — правильные п-угольники и п отсеков плоскостей (боковой поверхности) — прямоугольники, образующие выпуклую ломаную поверхность Треугольная: два отсека плоскостей (основания) — правильные треугольники и три отсека плоскостей (боковой поверхности)— прямоугольники, образующие выпуклую ломаную поверхность I I Куб: шесть отсеков плоскостей квадраты Рёбра боковой поверхности параллельны между собой. Основания призм перпендикулярны граням боковой поверхности 54 Продолжение Изображение геометрического тела и состава его оболочки. Описание состава оболочки Взаимное расположение элементов формы Четырёхугольная: два отсека плоскостей (основания) — квадраты и четыре отсека плоскостей (боковой поверхности) — прямоугольники Шестиугольная: два отсека плоскостей (основания) — правильные шестиугольники и шесть отсеков плоскостей (боковой поверхности) — прямоугольники, образующие выпуклую ломаную поверхность Пирамида прямая правильная N-угольная: один отсек плоскости (основание пирамиды) — правильный п-угольник и п отсеков плоскостей (боковые грани) — треугольники Рёбра боковой поверхности пересекаются в одной точке — вершине пирамиды. Боковые грани — треугольники наклонены к основанию пирамиды под одинаковыми углами 55 Продолжение Изображение геометрического тела и состава его оболочки. Описание состава оболочки Взаимное расположение элементов формы Треугольная: один отсек плоскости (основание пирамиды) — правильный треугольник и три отсека плоскостей (боковые грани) — треугольники, образующие выпуклую ломаную поверхность, имеющие общую вершину Пирамида прямая усечённая N-угольная: два отсека плоскостей (основания пирамиды) — п-угольники и п отсеков плоскостей (боковые грани) — трапеции Треугольная: два отсека плоскостей (основания пирамиды) — правильные треугольники и три отсека плоскостей (боковые грани) — трапеции Рёбра боковой поверхности при мысленном продолжении в пространстве будут иметь общую точку — вершину пирамиды. Боковые грани — трапеции наклонены к основанию под одинаковыми углами 56 Продолжение Изображение геометрического тела и состава его оболочки. Описание состава оболочки Взаимное расположение элементов формы Цилиндр вращения Отсек цилиндрической поверхности (боковая поверхность) и два отсека плоскости в виде круга (основания) Основания цилиндра перпендикулярны его образующим, которые параллельны друг другу Конус вращения (прямой круговой) Полный: отсеки конической поверхности (боковая поверхность) и плоскости в виде круга (основание) Образующие конуса имеют общую точку — вершину. Основание конуса перпендикулярно его высоте (оси вращения) Усечённый: один отсек конической поверхности (боковая поверхность) и два отсека плоскости в виде круга (основания) Образующие конуса при мысленном продолжении в пространстве будут иметь общую точку — вершину. Оба основания конуса перпендикулярны высоте конуса (оси вращения) 57 Рис. 55. Анализы формы предмета на основе вычленения геометрических элементов: 1 — вершины; 2 — рёбра; 3 — грани Анализ формы предметов на основе вычленения их геометрических элементов заключается в мысленном вычленении поверхностей, например граней, образующих оболочку, и в определении их взаимного расположения. Приведём пример анализа формы предмета (рис. 55) на основе вычленения её геометрических элементов. Форма детали образована десятью гранями: двумя отсеками плоскостей Т-образной формы и восемью отсеками плоскостей — прямоугольниками различных размеров. Форма детали имеет 24 ребра и 16 вершин. Грани Т-образной формы параллельны между собой и перпендикулярны остальным граням. Грани прямоугольной формы пересекаются между собой под прямыми углами. Анализ формы на основе вычленения геометрических тел сводится к мысленному расчленению объекта на составляющие его геометрические тела и определению взаимного расположения их относительно друг друга. Проанализируем форму детали (рис. 56), состоящей из трёх геометрических тел: конусов (прямого кругового и усечённого) и цилиндра. Все части, составляющие форму рассматриваемого изделия, расположены на одной оси (т. е. соосны). К основанию конуса примыкает равновеликое основание усечённого конуса. Меньшее по диаметру основание усечённого конуса совмещается с основанием цилиндра. 1. Что называется анализом формы? 2. Какие параметры могут быть положены в основу анализа формы предмета? 3. В чём заключаются различия подходов к анализу формы предметов? 4. Проанализируйте форму заготовок «Болта» и «Оси», вычле- 58 Рис. 56. Анализ геометрической формы детали «Конус» на основе расчленения её на геометрические тела: 1 — конус; 2 — усечённый конус; 3 — цилиндр няя составляющие их геометрические тела и определяя взаимное расположение (рис. 57). 5. Нужно ли художнику, дизайнеру, архитектору, инженеру умение анализировать форму? Обоснуйте свой ответ. Творческое задание: приведите примеры архитектурных сооружений, в строительстве которых использовались оболочки, выполненные из современных материалов. Помощник: проспекты выставок и журналы. Практическая работа: проанализируйте форму одной из деталей (см. рис. 39, б). 59 12. Элементы формы Любую форму можно принять за целое и в ней выделить элементы. Элемент (от лат. elementum — стихия, первоначальное вещество) — составная часть какого-либо сложного целого. В каждом изделии, сооружении можно выделить наименьшую составную часть. Например, в сложном изделии (автомобиле), состоящем из сборочных единиц (двигателя, редуктора, рулевого управления и др.), наименьшей составной частью является деталь. Деталь, в свою очередь, имеет ещё более мелкие, конструктивные элементы. Элементы технических деталей. Любая деталь может быть представлена как совокупность элементов, сгруппированных определённым образом в единое целое для выполнения рабочих функций. Каждый элемент детали имеет своё назначение. Различают: конструктивные элементы, обеспечивающие выполнение деталью определённых функций; технологические элементы, связанные с особенностями технологии её изготовления, обеспечивающие удобство обработки и сборки; информационные элементы — носители различного рода информации*. Рассмотрим форму и назначение некоторых конструктивных и технологических элементов детали (рис. 58). i 5 6 7 в 10 Рис. 58. Конструктивные элементы деталей: 1 — ушко (проушина); 2 — фланец; 3 — ребро жёсткости; 4 — торец; 5 — фаска; 6 — паз шпоночный; 7 — заплечик; 8 — галтель (переходная поверхность); 9 — буртик; 10 — лыска; 11—проточка; 12 — лапка; 13 — бобышка; 14 — зуб; 15 — шлиц * Информационные элементы в данном учебнике рассматриваться не будут. 60 фаска 5 — скошенная часть ребра или кромки на металлических, деревянных и других изделиях. Выполняется для удобства сборки и обеспечения охраны рук работника от порезов острой кромкой. Шлиц 15 (от нем. Schlitz, буквально — разрез) — 1) это поперечная канавка на головке винта или шурупа под обычную отвёртку или в виде крестообразного углубления под крестовую отвёртку; 2) впадина на шлицевом валу, в которую входит зуб сопряжённой детали, образуя зубчатое соединение, служащее для передачи крутящего момента. Проточка 11 — это кольцевая канавка на стержне или в отверстии цилиндрической детали, служащая для выхода инструмента при нарезании резьбы, либо для ввёртывания детали с наружной резьбой до упора, а также для выхода шлифовального круга при обработке валов. Паз — 1) это выемка, углубление, гнездо призматической, полу-цилиндрической или иной формы в какой либо детали, куда вставляется выступ другой детали; 2) узкая щель в неплотно пригнанных стыках строительных элементов. Паз шпоночный 6 — это прорезь в виде фрезерованной канавки на валу для установки шпонки. Галтель 8 (переходная поверхность) — это криволинейная поверхность плавного перехода от одного элемента детали к другому. Галтель необходима для снятия напряжения в металле, влекущего разрушение детали. Лыска 10 — это плоский срез на цилиндрических, конических или сферических участках деталей, как правило, параллельно оси вращения. Буртик 9 — это кольцевое утолщение вала, составляющее с ним одно целое. Буртик препятствует продольному перемещению оси или вала. Резьба — это чередующиеся винтовые канавки и выступы постоянного сечения на поверхности детали. Резьба необходима для соединения деталей. Проушина (ушко 1) — это часть детали машин, снабжённая отверстием для соединения с другими деталями. Фланец 2 (от нем. Flansch) — это обычно плоское или ступенчатое кольцо либо диск с равномерно расположенными отверстиями для болтов, винтов, шпилек. Служит для прочного и герметичного соединения труб, присоединения их к машинам, аппаратам и ёмкостям. Фланцы различаются по размерам, способу крепления и форме уплотнительной поверхности. Фланцы могут быть элементами трубы, корпусной детали и т. д. 61 Ребро жёсткости 3 — это тонкая призматическая стенка, предназначенная для усиления жёсткости конструкции. Торец 4 — это поперечная, плоская сторона, грань чего-либо; поперечный разрез бревна или бруска относительно направлений слоёв. Заплечик 7 — это выступ на детали для упора. Например, на ступенчатом валу заплечик образуется между торцевой частью вала, имеющей большой диаметр, и частью вала, имеющей меньший диаметр; служит для упора подшипников, зубчатых колёс и т. д. Накатка — это мелкое рифление, нанесённое на поверхность металлического изделия путём пластического деформирования. Она предназначена во избежание проскальзывания детали в руках при её установке (вращении). Отверстие — это охватывающая поверхность, скважина. Отверстия могут быть глухими и сквозными. По форме отверстия можно разделить на цилиндрические, призматические, квадратные, овальные, продолговатые, ступенчатые. Бобышка 13 — это низкий конический или цилиндрический прилив на литой детали в месте, где имеется глухое или сквозное отверстие для установки крепёжной резьбовой детали или запрессовки резьбовой втулки. Бобышка упрощает механическую обработку опорной поверхности под гайку или шайбу. Лапка 12 — это элемент детали призматической формы, часто со скруглёнными краями небольшой толщины, плоскость которой расположена горизонтально в основании детали, имеет отверстие для крепления. Обычно у детали имеется две лапки или более. Обод — это внешняя цилиндрическая или тороидная часть шкива, колеса, маховика и т. п. Зуб 14 — выступ на зубчатом колесе (рейке), предназначенный для передачи движения посредством взаимодействия с соответствующей впадиной парного колеса или цепи. Ступица (втулка)— это центральная часть колеса, шкива, маховика, зубчатого колеса и т. д., имеющая в середине отверстие для оси или вала. Ступица соединяется с ободом колеса спицами или диском. Конструкции, конструктивные элементы и архитектурные детали здания. Любой строительный объект представляет собой совокупность отдельных самостоятельных частей здания или сооружения, называемых конструкциями. К ним относятся: фундамент, междуэтажное перекрытие, перегородки и др. (рис. 59). Фундамент 1 — это основание (из кирпича, камня, бетона и т. п.), служащее опорой для стен здания, станков и т. д. Фундамент служит для передачи и распределения нагрузки от здания на грунт. 62 Отмостка 13 — это асфальтовая полоса вдоль периметра наружных стен, предназначенная для отвода поверхностных вод от фундамента. Цоколь 14 — это нижняя, обычно несколько утолщённая часть стены здания, основание сооружения (см. рис. 59). Зрительно цоколь придаёт зданию более устойчивый вид. Стены здания — 1) основная, обычно несущая, конструкция, поддерживающая перекрытие и крышу; 2) вертикальное ограждение, отделяющее помещение от внешней среды или других помещений (см. рис. 59). Различают наружные и внутренние стены. Перекрытие (межэтажное) 2 — это часть здания, разделяющая его на этажи. Перегородка 3 — это часть здания, предназначенная для отделения одного помещения от другого. Отличается от стен меньшей толщиной. Дверь служит входом в здание, проёмом 5 в стенах для прохода из помещения в помещение. Дверь состоит из дверного полотна, рамы или коробки и наличников. Окно служит для освещения и проветривания помещения, для защиты помещений от атмосферных, шумовых воздействий. Перемычка 8 — это балка небольшого размера, применяемая для перекрытия оконных, дверных и других проёмов. Лестница — это средство сообщения между этажами, состоит из лестничных маршей 9 и горизонтальных элементов — лестничных площадок 10. Карниз 11 — это горизонтальный профилированный выступ стены, служащий для отвода атмосферных осадков от поверхностей стен. 1 Рис. 59. Части здания: фундамент; 2 — междуэтажное перекрытие; 3 — перегородка; 4 — внутренняя капитальная стена; 5 — дверной проём; 6 — наружная капитальная стена; 7 — оконный проём; 8 — перемычка; 9 — лестничный марш; 10 — лестничная площадка; 11 — карниз; 12 — простенок; 13 — отмостка; 14 — цоколь 63 Рис. 60. Архитектурные детали: а — купол; б — башня; в — эркер; г — лоджия; д — портал Крыша — это верхняя часть сооружения, защищающая его от воздействия внешней среды. В строительстве для монтажа здания используются элементы конструкций (строительные изделия), поставляемые в готовом виде. К таким изделиям относятся балки, арматурные каркасы, колонны, лестничные марши, окна, плиты перекрытий и т. д. К архитектурным деталям относят купола, башни, пилястры, эркеры, лоджии, порталы и др. (рис. 60). Купол — это сводчатое перекрытие, внутреннюю поверхность которого можно рассматривать как тело вращения кривой (дуги окружности, эллипса, параболы и т. д.) вокруг вертикальной оси. Купола чаще всего возводятся на барабане или на четырёхугольном основании с помощью специальных сводов (паруса, тромпы*). Различают купола сферические, сфероконические, зонтичные**. Башня — это сооружение, возводившееся первоначально для целей обороны. Круглая, прямоугольная или многогранная в плане башня имеет высоту, значительно преобладающую над диаметром или стороной основания. Башня может стоять отдельно или составлять часть оборонительного комплекса. Башни строятся также в культовом (храмы-башни, колокольни, минареты) и гражданском зодчестве, например Думская башня Петербурга, представляющая собой многоярусную пятигранную башню, которая ранее использовалась в качестве пожарной каланчи и для оптической телеграфной связи. Пилястры — это узкие вертикальные утолщения в стенах, служащие для увеличения их устойчивости. * Тромпы (французское trompe, от древневерхненемецкого trumba — труба) — в архитектуре сводчатая конструкция в форме части конуса, половины или четверти сферического купола. Тромпы служат обычно для перехода от нижней квадратной в плане части здания к верхней круглой или многоугольной в плане, к куполу или его барабану. ** Более подробную информацию можно получить, воспользовавшись словарём «Пластические искусства». 64 Эркер (от нем. Erker) — это фонарь (в архитектуре), полукруглый, треугольный или многогранный остеклённый выступ в наружной стене здания. Эркеры чаще всего делаются в несколько этажей, иногда во всю высоту фасада (обычно кроме первого этажа). С помощью эркеров увеличивается площадь внутренних помещений, а также улучшается их освещённость. Лоджия (от итал. loggia, от древневерхненемецкого laubja — беседка) — это помещение, входящее обычно в общий объём здания и ограждённое от внешнего пространства аркадой, колоннадой, парапетом или решёткой. Балкон (от итал. balcone, от позднелатинского balcus — балка) — это выступающая из стены и ограждённая (решёткой, балюстрадой или парапетом) площадка на консольных балках (деревянных, стальных, железобетонных) или плита (обычно железобетонная) на фасаде или в интерьере (в театрах, производственных помещениях и т. д.). Элемент в дизайне. В области дизайна каждому изделию присущи свои составляющие — элементы. Например, у сосуда для воды есть тулово, горло, крышка, подставка, а у мебельного кресла — сиденье, спинка, подлокотники, ножки. В дизайне костюма к его элементам относятся жабо, пелерина и т. д. Составляющие интерьера (мебель, осветительные приборы и т. д.) могут рассматриваться как его элементы. В связи с тем что несущие элементы здания (колонны, перемычки, балки, фермы перекрытий, пилястры) рассматриваются дизайнером как композиционные элементы, они могут быть выделены в общей композиции декорированием, цветом, превращая конструктивный архитектурный элемент в элемент декора зданий или их интерьеров. В ландшафтном дизайне объектами приложения творческих сил являются сложные природно-планировочные образования (парки развлечений, дендропарки и пр.) и небольшие участки территорий и приусадебных участков. К элементам ландшафтного дизайна можно отнести рельеф и водоём, объекты растительного мира (деревья, кустарники, цветы и травы), малые архитектурные формы и даже камни (булыжники, гальку). 1. Как соотносятся целое, часть и элемент в технике, архитектуре, дизайне? 2. Дайте определение понятию «элемент формы». 3. Дайте определение понятию «конструктивный элемент " детали». 4. Какие конструктивные элементы деталей вы зна- ете? 5. Назовите конструктивные элементы, которые могут трансформироваться в декоративные элементы дизайна среды. 6. Можно ли утверждать, что у изделия одного назначения набор элементов формы будет всегда оди- 5 Черчение 65 наков? Дайте обоснование своему ответу. 7. Выберите один из объектов своей будущей профессиональной деятельности, назовите элементы, составляющие его. 8. Определите, какой из носиков 1—5 чайника наиболее органично подходит к корпусу чайника с точки зрения единства художественного образа (рис. 61). Творческие задания: 1. Дополните перечень архитектурных элементов. Найдите их определения в специальных словарях. 2. Назовите элементы детали, которые, на ваш взгляд, относятся к конструктивным или технологическим элементам. Помощник: 1. Грубе Г.-Ф. Путеводитель по архитектурным формам / Г.-Ф. Грубе, А. Кучмар. — М.: Архитек-тура-С, 2005. 2. Юсупов Э. С. Словарь терминов архитектуры / Э. С. Юсупов. — СПб.: Ленинградская Галерея, 1994. 3. Учебники для высшей школы по дисциплине «Детали машин и механизмов». 4. Ройтман И. А. Основы машиностроения в черчении / И. А. Ройтман, В. И. Кузьменко. — М.: Вла-дос, 2000. 13. Использование геометрических построений для отображения формы Для отображения формы деталей приходится использовать различные геометрические построения: деление отрезка на равные части, сопряжения. С некоторыми из них вы познакомились ранее (см. рис. 15, 16, 19). Деление окружности на три и шесть равных частей рассмотрим на примере построения фронтальной проекции рукоятки (рис. 62). 66 Рис. 62. Последовательность деления окружности на три и шесть равных частей на примере построения фронтальной проекции Форма маховика представляет собой прямую призму, в основании которой правильный треугольник со скруглёнными углами. В центре маховика имеется сквозное призматическое отверстие. На равном расстоянии от центра и друг от друга находятся три сквозных отверстия цилиндрической формы одинаковых диаметров. Построение фронтальной проекции маховика будем проводить в следующей последовательности: Деление окружности на три равные части 1) Зададим центр и проведём окружность диаметром 80 мм, на которой будут расположены три отверстия; 2) из точки 1 пересечения вертикальной центровой линии с окружностью проведём дугу радиусом, равным радиусу вспомогательной окружности (40 мм). Получим две точки 2 и 3. Точка 4 получится при пересечении вспомогательной окружности и вертикальной центровой линии. Длины дуг 2—3, 3—4, 4—1 равны 1/з длины окружности. Следовательно, окружность разделена на три равные части; 3) точки 2, 3 соединим отрезками прямых с центром О окружности и продлим их до пересечения с горизонтальной прямой, проведённой через точку 1. Получим изображение двух вершин (А, С) искомого треугольника. Вершину В получим, отложив от центра О окружности по вертикальной оси отрезок, равный ОА. Последовательно соединив точки А, В, С, получим изображение формообразующего треугольника; 4) выполним сопряжения* углов треугольника радиусом 20 мм, т. е. завершим построение внешнего контура изделия. Для этого в точках 2, 3, 4 проведём дуги радиусом 20 мм. Затем из этих же точек построим окружности диаметром 20 мм. * Сопряжение — плавный переход от одной линии к другой. 67 Деление окружности на шесть равных частей Построим шестиугольное отверстие в центре маховика. Проведём из центра детали вспомогательную окружность диаметром 30 мм. Из точек пересечения вспомогательной окружности с вертикальной осевой линией (5, 6) проведём дуги радиусом этой же окружности, таким образом на ней появятся ещё четыре точки (7, 8, 9, 10). Эти точки будут вершинами шестиугольного отверстия. Соединив точки, получим правильный шестиугольник — проекцию шестиугольного отверстия. Деление окруж ности на четыре и восемь равных частей. Рассмотрим на примере построения фронтальных проекций деталей «Решётка» и «Звёздочка». Деление окружности на четыре равные части «Решётка» (рис. 63) имеет цилиндрическую форму, в которой сделаны по четыре равноудалённых друг от друга полуцилиндри-ческих паза и цилиндрических отверстия. Фронтальную проекцию «Решётки» будем выполнять в следующей последовательности: 1) построим контур детали. Для этого сначала проведём две взаимно перпендикулярные центровые (осевые) линии. Из точки их пересечения проведём окружность диаметром 80 мм. Выполним изображения полуцилиндрических пазов радиусом 10 мм, центры которых лежат в пересечении центровых линий с окружностью; 2) определим расположение центров цилиндрических отверстий 010. Для этого проведём окружность 050 мм и разделим её на четыре равные части. Сначала соединим ближайшие концы взаимно перпендикулярных диаметров отрезками прямых АВ и ВС, которые разделим пополам (см. рис. 15). Линии, делящие отрезки пополам, продлим до пересечения с окружностью 050. Таким образом на ней появятся четыре точки — центры цилиндрических отверстий, из которых и построим окружности диаметром 10 мм, являющиеся проекциями цилиндрических отверстий. R10 080 010 itomb Рис. 63. Последовательность деления окружности на четыре равные части на примере построения фронтальной проекции детали «Решётка» 68 Деление окружности на восемь равных частей Для того чтобы выполнить фронтальную проекцию «Звёздочки», необходимо знать правила деления окружности на восемь равных частей. Построение изображения детали (рис. 64) сводится к следующему: 1) построим взаимно перпендикулярные центровые линии, задавая тем самым центр детали; 2) из центра проведём окружность диаметром, равным диаметру окружности, описанной вокруг вершин «Звёздочки»; 3) разделим окружность на восемь равных частей, повторив два варианта деления окружности на четыре части, как было показано выше (см. рис. 63); 4) поочерёдно соединим вершины «Звёздочки»: 1—4, 1—6, 2—5, 2—7, 3—6, 3—8, 4—7, 5—8 — и получим чертёж детали. Научившись делить окружность на три и шесть, четыре и восемь равных частей, можно разделить окружность на 12, 16 и большее число частей. Сопряжения. Форма многих архитектурных изломов, элементов деталей, изделий имеет плавный переход одной поверхности в другую. Для построения на чертежах контуров таких поверхностей используются сопряжения — плавный переход одной линии в другую. Такое построение вы попробовали сделать ранее (см. рис. 62). Для построения сопряжений необходимо знать центр сопряжения, точки сопряжения и радиус сопряжения. Центром сопряжения называется точка, равноудалённая от сопрягаемых линий (прямых или кривых). Точкой сопряжения называется точка, в которой происходит плавный переход одной сопрягаемой линии в другую. Радиусом сопряжения называется радиус дуги сопряжения, с помощью которого происходит сопряжение. Рис. 64. Последовательность деления окружности на восемь равных частей на примере построения чертежа детали «Звёздочка» 69 Рис. 65. Построение сопряжения углов Сопряжение углов. Рассмотрим (рис. 65) последовательность выполнения сопряжения углов: — найдём центр сопряжения как точку пересечения вспомогательных линий, равноудалённых от сторон угла (параллельных им) на расстояние, равное радиусу сопряжения R^; — найдём точки сопряжения, опустив из центра сопряжения перпендикуляры на стороны угла; — из центра сопряжения проведём дугу радиусом сопряжения от одной точки сопряжения до другой. При обводке полученного изображения вначале обведём дуги сопряжений, а затем — сопрягаемые стороны угла. Сопряжение окружности с прямой дугой заданного радиуса. Рассмотрим алгоритм построения: — найдём центр сопряжения как точку пересечения вспомогательных линий (рис. 66): прямой линии, параллельной заданной прямой, удалённой от неё на расстояние, равное радиусу сопряжения, и вспомогательной дуги радиусом R = Rq + R^; — найдём точки сопряжения Т^, одна из них является точкой пересечения перпендикуляра, опущенного из центра сопряжения к заданной прямой, а другая — точкой пересечения заданной окружности с линией, соединяющей центр окружности О и центр сопряжения; — из центра сопряжения проводим дугу радиусом сопряжения R^ от одной точки сопряжения до другой. Обводим изображение. Сопряжение окружностей дугой заданного радиуса. Вначале необходимо определить, какое сопряжение (внешнее, внутреннее или смешанное) следует выполнить (рис. 67). Исходя из этого, нужно выполнить одно из следующих построений. Внешнее сопряжение (см. рис. 67, а): — находим центр сопряжения — точку пересечение двух вспомогательных дуг. Радиус одной дуги равен сумме радиуса R^ Рис. 66. Построение сопряжения окружности с прямой линией дугой заданного радиуса 70 Рис. 67. Сопряжение окружностей дугой заданного радиуса: а — внешнее сопряжение; б — внутреннее сопряжение; в — смешанное сопряжение первой окружности и радиуса сопряжения R^, т. е. /2j + R^. Радиус второй дуги равен сумме радиуса R^ второй окружности и радиуса сопряжения R^, т. е. + ^с> — найдём точки сопряжения п,, как точки пересечения заданных окружностей с прямыми, соединяющими центр сопряжения с центрами окружностей Oj, О2', — из центра сопряжения проведём дугу радиусом сопряжения R^ от одной точки сопряжения до другой /ig)» Обводим построения. Внутреннее сопряжение (см. рис. 67, б)\ — построим сопряжение двух окружностей дугой радиуса сопряжения R^. Сначала найдём центр сопряжения как точку пересечения вспомогательных дуг. Радиус одной дуги равен разности радиуса сопряжения R^ и радиуса первой окружности Jf?,, т. е. R^-R^. Радиус другой дуги равен разности радиуса сопряжения R^ и радиуса второй окружности R2, т. е. R^ - R2; — найдём точки сопряжения. Для этого прямыми линиями соединим центр сопряжения с центром каждой окружности и продолжим линии до их пересечения с заданными окружностями в точках сопряжения Пр П2’, 71 — из центра сопряжения радиусом сопряжения проведем дугу, соединив точки сопряжения. Обведём построения. Смешанное сопряжение (см. рис. 67, в). Его следует рассматривать как соединение частей двух ранее рассмотренных сопряжений, т. е. центр сопряжения находится в пересечении вспомогательных дуг, радиус одной из которых равен сумме радиуса сойряже-ния и радиуса Д, заданной окружности, а радиус второй вспомогательной окружности равен разности радиуса сопряжения и радиуса R^ другой заданной окружности. Соединив прямой линией центр сопряжения с центрами заданных окружностей и продлив линии соединения, получают точки сопряжения nj, п^. 1. Что называется сопряжением? 2. Назовите элементы сопряжения, которые необходимо знать для его построения. 3. Как различить внешнее и внутреннее касание дуги в сопряжении двух окружностей дугой заданного радиуса? 4. Используя дополнительную или справочную литературу, самостоятельно рассмотрите построение касательной к окружности, сопряжение двух параллельных прямых дугой заданного радиуса. 5. Найдите примеры форм, для отображения которых следует использовать построение касательной к окружности и сопряжение двух параллельных прямых дугой заданного радиуса. 6. На рисунке 68 изображены боковые опоры навесных карнизов. Начертите одну из них по выбору по направлению взгляда, которое показано стрелкой. Размеры произвольные. 7. Постройте контур детали, применив сопряжения (рис. 69). Творческое задание: рассмотрите форму автомобильных фар легкового автомобиля. Какие построения необходимо выполнить, чтобы получить их чертёж? Примечание: задание выполняется без «Помощника». 72 Графические работы: 1. Выполните деление окружности на равные части на примере построения чертежа вкладыша (рис. 70). В формообразовании некоторых кондитерских изделий участвует плоская деталь — вкладыш, представляющий собой пластину с отверстием в форме звёздочки, через которое проходит кондитерская масса (см. рис. 70). Для фиксации вкладыша в дозаторе имеются два паза полуцилиндриче-ской формы, расположенные с противоположных концов одного из диаметров пластины. Начертите чертёж вкладыша, если известно, что отверстие в форме звёздочки имеет 12 лучей. (Размеры вкладыша выберите произвольно.) 2. Выполните сопряжение при построении детали «Собачка» (рис. 71). Такие детали применяют в запорных устройствах. При повороте «Собачки» на какой-либо угол фиксируется закрытие или открытие входных дверей. 14. Уклон и конусность Понятия «уклон» и «конусность» используются на чертежах как характеристика геометрических параметров формы. Уклон — это наклон одной поверхности относительно другой (рис. 72). Уклон выражается как тангенс угла наклона: i = tg a=h/m. 73 Рис. 72. Обозначение уклона на чертеже >1:2 Рис. 73. Обозначение конусности на чертеже умноженный на 100%. Перед величиной уклона указывается условный знак Z. Например, Z 1 : 10 или Z 10% Конусность — это отношение диаметра основания конуса к его высоте либо отношение разности диаметров большего и меньшего основания усечённого конуса к высоте усечённого конуса (рис. 73). Конусность чаще всего задаётся отношением, например 1 : 10. Перед числом, указывающим конусность, наносится условный знак >. Вершина равнобедренного треугольника, условного знака конусности, должна быть направлена в сторону вершины конуса. 1. В каких случаях используются знаки уклона и конусности? 2. Найдите примеры обозначения уклонов на строительных чертежах. 3. Выполните чертёж детали, форма которой требует использования на чертеже знака уклона или конусности. Творческое задание: в журналах подберите примеры чертежей, где используются знаки конусности и уклона. Найдите дорожные знаки, на которых показан уклон. Помощник: 1. Технические и художественные журналы. 2. Дорожные знаки. 3. Интернет. 74 Х5. Моделирование и изготовление моделей Моделирование — процесс исследования каких-либо процессов, объектов путём построения и изучения моделей. Моделью принято считать образец (копию) какого-либо изделия или конструкции, необходимый для массового изготовления на производстве. С моделей может сниматься форма для воспроизведения оригинала. Модели применяются на литейном производстве (литейные модели), в промышленном дизайне (например, модель автомобиля), в дизайне костюма (например, модель блузы) и т. д. В художественном проектировании на всех основных этапах разработки изделий, интерьеров и т. д. практикуется изготовление макетов. Макет в архитектуре — это объёмно-пространственное сооружение проектируемого или уже существующего архитектурного комплекса, ансамбля и т. п., выполненное в уменьшенном масштабе. В полиграфии макет — 1) пробный экземпляр книги, журнала и т. д., параметры которого (формат, объём, бумага, переплёт и т. п.) соответствуют параметрам экземпляров тиража; 2) эскизный проект художественного оформления издания. С помощью макета архитектор, дизайнер могут решать широкий спектр задач: от выявления оптимальных вариантов композиции и компоновки до исследования специальных аспектов (аэродинамических, эргономических, прочностных и т. д.). В зависимости от типа решаемой задачи различают поисковые (выполняемые при разработке форэскизов и эскизного предложения) и чистовые макеты. Чистовой макет, точно имитирующий будущее изделие, в том числе в отношении размеров, цветового решения, фактуры и т. д., называется моделью. Чистовые макеты часто выполняют демонстрационную, представительскую функции, поэтому их называют демонстрационными макетами. В отличие от поисковых демонстрационные макеты призваны давать полное представление о внешнем виде изделия и его основных свойствах, включая объёмно-пространственную структуру и особенности функционирования изделия, с которыми в первую очередь сталкивается потребитель. Например, в макете легкового автомобиля должны открываться двери, багажник и капот, раскладываться сиденья и т. п. Такие макеты выполняются особенно тщательно и чаще всего изготавливаются в специальных макетных подразделениях из представительных материалов: древесины, пластмассы и металла. Для создания поисковых макетов используют пластилин, бумагу, гипс, картон, что позволяет быстро, без временных затрат воплотить идею. 75 При изготовлении моделей допускается пропорционально увеличивать или уменьшать размеры модели в целом и её частей. В производственной практике модели выполняются по чертежам, наглядным изображениям, заданным условиям. Рассмотрим некоторые простые виды моделирования. Моделирование по чертежу (табл. 6). В основе изготовления модели по чертежу лежит процесс чтения изображений. Сначала по чертежу представляют форму изображённого объекта. Затем выбирают материал и соответствующую заготовку. Выполняют разметку на заготовке. После этого выполняют различные технологические операции изготовления модели (склеивание, гибка, резание и т. д.). Моделирование по заданным условиям. Этот процесс моделирования основан на создании или усовершенствовании изделия по условиям, требованиям, параметрам, предъявляемым к нему. На примере дверной ручки покажем результат моделирования изделия по заданным условиям (рис. 74). Дана металлическая полоса, из которой нужно выгнуть дверную ручку, закрепляемую с помощью втулки и винта. Размеры ручки необходимо соотнести с размерами кисти руки. Форма ручки должна быть выполнена в стиле модерн. Стиль модерн — русское наименование стиля в европейском и американском искусстве конца XIX — начала XX в. (соответственно ар-нуво — во Франции и Великобритании, югенд-стиль — в Германии, сессион — в Австралии и т. п.). Стиль модерн характеризуется поэтикой символизма, подчёркнутым эстетизмом, преобладанием декоративных гибких, плавных линий растительных форм, использованием таких материалов, как металл, стекло, керамика, и их сочетание. Моделирование позволяет изготовить модель и проверить её в лабораторных условиях. Рис. 74. Моделирование по заданному условию: а — исходная форма; б — дверная ручка, выполненная в стиле модерн 76 6. Последовательность выполнения модели по чертежу 1. Что называется моделированием? 2. Какие материалы используются для изготовления модели? 3. Чем отличается моделирование по чертежу от моделирования по нанесённой разметке и заданным параметрам? 4. Выполните наглядное изображение модели по заготовке с нанесённой разметкой (рис. 75). Рис. 75. Заготовка детали с нанесённой разметкой Графическая работа: по чертежу детали (рис. 76) выполните её модель из пластилина, как вы это делали на уроках технологии. Примечание: задание выполняется без «Помощника». Рис. 76. «Опора* 78 'лава 4. Графическое отображение и чтение геометрической информации о предмете 16. Проецирование как метод графического отображения формы предмета Графические изображения разных объектов (пластина, цилиндр, параллелепипед и т. п. (рис. 77, а)) могут быть одинаковыми (рис. 77, б). Для того чтобы правильно прочитать графическую информацию, необходимо знать метод проецирования, правила и условности, принятые при изображении формы. Проецирование — это процесс получения изображения предмета на какой-либо поверхности (плоской, цилиндрической, сферической, конической) с помощью проецирующих лучей. Примером проецирования в природе является образование теней от предметов при солнечном (лунном) освещении. В 1736 г. в трактате французского архитектора А. Ф. Фрезье «О резке камней и дерева» были приведены практически все известные к началу XVIII в. способы графического отображения. Проецирование может осуществляться различными методами: методом центрального проецирования, методом прямоугольного (ортогонального) проецирования, методом косоугольного проецирования и т. д. Каждый метод проецирования имеет свой способ получения изображений предмета на плоскости с помощью совокупности средств проецирования: центра проецирования, проецирующих лучей, направления проецирования, плоскостей проекций. Для того чтобы получить любое изображение предмета на плоскости, необходимо расположить его перед плоскостью проекций и 41 Q) 5) Рис. 77. Объекты (а) и их графическое изображение (б) 79 из центра проецирования провести воображаемые проецирующие лучи, пронизывающие каждую точку предмета. Пересечение этих лучей с плоскостью проекций даёт множество проекций точек, которые представляют собой изображение предмета, называемое проекцией. Это общее положение рассмотрим на примере проецирования точки, прямой, треугольника и треугольной призмы на плоскость проекций Hj*. Проецирование точки (рис. 78, а). Возьмём в пространстве произвольную точку А и расположим её над плоскостью проекций П,. Проведём через точку А проецирующий луч так, чтобы он пересёк плоскость Hj в некоторой точке Aj, которая будет являться проекцией точки А. Как видим, методом проецирования можно получить проекцию бесконечно малого объекта — точки. Проецирование прямой (рис. 78, б). Представим себе прямую как совокупность точек. Используя метод проецирования, проведём множество параллельных проецирующих лучей через точки, из которых состоит прямая линия, до пересечения лучей с плоскостью проекций. Полученные проекции точек составят проекцию заданной прямой линии — одномерного объекта. Проецирование треугольника (рис. 78, в). Расположим треугольник АВС над плоскостью Hj. Приняв вершины треугольника за отдельные точки А, В, С, спроецируем каждую из них на плоскость проекций. Получим проекции вершин треугольника — А], Вр Cj. Последовательно соединив проекции вершин (Aj и В,; Bj и Cj; С, и А,), получим проекции сторон треугольника (AjBj, В,С[, C,Aj). Часть плоскости, ограниченная изображением сторон треугольника A,BjCj, будет являться проекцией треугольника АВС на плоскости Hj. Следовательно, методом проецирования можно получить проекцию плоской фигуры — двухмерного объекта. Проецирование призмы (рис. 78, г). Для примера возьмём наклонную треугольную призму и спроецируем её на плоскость проекций Hj. В результате проецирования призмы на плоскость Hj получаются изображения (проекции) её оснований (треугольников AjB,C, и BjBjFj) и боковых граней (прямоугольников A^B^D^E^, BjBjCjBj, А,С,В,В,). Так, в результате проецирования на плоскости Hj получают проекцию треугольной призмы. Следовательно, с помощью метода проецирования можно отобразить и любой трёхмерный объект. Таким образом, методом проецирования можно отобразить на плоскости любой объект (нуль-, одно-, двух- и трёхмерный). В этом отношении метод проецирования является универсальным. П, — обозначение плоскости проекций, расположенной горизонтально. 80 Рис. 78. Проецирование нуль-, одно-, двух- и трёхмерных объектов: а — точка; б — прямая; в, д — треугольник; г — призма (а, б, г — косоугольное проецирование; в — прямоугольное проецирование; д — центральное проецирование) Сущность проецирования легче понять, если вспомнить получение изображения в прошлом в кинотеатре: световой поток лампы плёночного кинопроектора проходил через плёнку и отбрасывал изображение на полотно. При этом изображение на киноэкране получалось в несколько раз больше изображения на киноплёнке. Существуют центральное (или перспективное) и параллельное проецирование. Параллельное проецирование бывает прямоугольным (ортогональным) и косоугольным (табл. 7). 6 Черчение 81 7. Применение методов проецирования Проецирование центральное параллельное прямоугольное косоугольное Применяется для выполнения академического и конструктивного рисунка, набросков, построения перспективы улиц, городов, площадей в архитектуре, а также для отображения внешнего облика изделия в дизайнерских проектах Применяется для построения чертежей в системе прямоугольных проекций, а также аксонометрических изображений, используемых в науке, технике, дизайне и архитектуре Используется для построения аксонометрических проекций В эпоху Возрождения художники часто использовали перспективу для написания картин, создания фресок. В перспективе плоскость проекций называют картинной плоскостью или картиной. Метод проецирования на сферическую поверхность используют для нанесения изображений на купольные своды соборов, сферические перекрытия гражданских архитектурных сооружений, например выход станции «Таганская» в Москве. Метод проецирования на цилиндрические поверхности нашёл своё применение при написании таких монументальных произведений изобразительного искусства, как панорамы, например в Музее-панораме «Бородинская битва». Центральное проецирование (перспектива) передаёт форму так, как воспринимает её наше зрение. Именно это достоинство позволило его широко использовать в архитектурном, художественном и техническом проектировании (рис. 79). Метод центрального проецирования положен в основу многих изображений (рис. 80): набросков, поисковых, конструктивных и технических рисунков, которые используются архитекторами, дизайнерами, инженерами для фиксации формы, пропорций художественного образа, художественных и технических идей. Большинство из них (наброски, поисковые и конструктивные рисунки) выполнены по законам и правилам центрального проецирования, которые изучались вами на уроках изобразительного искусства. Технический рисунок в большинстве случаев выполняется по правилам аксонометрических проекций. 82 Рис. 80. Изображения, используемые в проектировании: а — набросок; б — поисковый рисунок; в — конструктивный рисунок; г — технический рисунок При центральном проецировании, если предмет находится между центром проецирования и плоскостью проекций, размеры проекции будут больше оригинала (рис. 78, д)-, если предмет расположен за плоскостью проекций, то размеры проекции станут меньше действительных размеров изображаемого предмета. 83 Параллельное проецирование характеризуется тем, что проецирующие лучи параллельны между собой. В этом случае предполагается, что центр проецирования удалён в бесконечность. Изображения, полученные в результате параллельного проецирования, называются параллельными проекциями. Если проецирующие лучи параллельны между собой, но падают на плоскость проекций под углом, отличным от прямого, то проецирование называется косоугольным, а полученная проекция — косоугольной. Если проецирующие лучи параллельны между собой и падают на плоскость проекций под прямым углом, то проецирование называется прямоугольным (ортогональным), а полученные проекции — прямоугольными (ортогональными). При проецировании объект располагают перед плоскостью проекций таким образом, чтобы на ней получилось изображение, несущее наибольшую информацию о форме. Кроме распространённых методов проецирования в различных отраслях науки, технике, архитектуре, дизайне используют другие методы графического отображения информации: проекции с числовыми отметками (землеустройство, строительство, ландшафтный дизайн и др.), векторные проекции (кристаллография, дизайн). Впервые существо метода (способа) векторных проекций рассмотрено в труде известного кристаллографа Е. С. Фёдорова «Новая начертательная геометрия» (1917 г.). Представленный способ графического отображения многогранников, кристаллов, горных пород был основан на теории векторных проекций. Векторные проекции могут быть получены с помощью следующего аппарата проецирования: каждой точке, погружённой в трёхмерное пространство, ставится в соответствие вектор на плоскости отображения. При этом начальная точка такого вектора является проекцией точки пространства на плоскость и несёт информацию о координатах х, у, а длина вектора выражает значение координаты г. Проецирование ведётся связкой лучей. Проекции Е. С. Фёдорова имеют достоинства по сравнению с проекциями Г. Монжа: нет разделения на два образа-проекции, что позволяет снять избыточную информацию о координатах точки. Методы проецирования являются наиболее распространёнными графическими методами отображения и сохранения информации о трёхмерных объектах. Они относятся к профессиональным методам получения изображений. 1. В чём заключается сущность проецирования? 2. Чем центральное проецирование отличается от параллельного? 3. Какой метод проецирования используется при создании академического рисунка? 4. Можно ли получить центральную проекцию, если изображаемый объект разместить за картинной плоскостью? 84 Если да, то в чём будут заключаться особенности полученного изображения? 5. В каких случаях при прямоугольном проецировании можно получить проекцию детали, размеры которой будут соответствовать натуральным размерам? 6. Выполните конструктивный рисунок формы, получившийся после склеивания двух частей детали поверхностями, отмеченными цветом (рис. 81). 7. Выполните набросок понравившегося художественного изделия или архитектурного сооружения, используя знания перспективы, полученные на уроках изобразительного искусства. 8. Используя правила перспективы, завершите конструктивный рисунок, продумав возможный вариант дизайнерского решения подставки для лампы (см. рис. 80, в). Творческое задание: найдите метод проецирования для отображения формы астралов*. Помощник: 1. Волошинов А. В. Математика и искусство / А. В. Волошинов. — М.: Просвещение, 2000. 2. Павлова А. А. Начертательная геометрия / А. А. Павлова. — М.: Владос, 2005. 17. Прямоугольное (ортогональное) проецирование на одну плоскость проекций Методы изображения трёхмерных объектов на двухмерной поверхности (папирусе, пергаменте, листе бумаги) зарождались в глубокой древности и прошли длительный путь своего развития: от контурного изображения пиктографических и иероглифических письмён до контурных изображений на современных чертежах. В настоящее время ортогональное проецирование широко используется в художественном и техническом проектировании. Прямоугольное проецирование может осуществляться на одну плоскость проекции, а также две и большее количество взаимно перпендикулярных плоскостей проекций. Астрал — звезда. 85 Рис. 82. «Плоские» детали: а — «Пластины»; б — «Уголок»; в — «Прокладки»; г— «Решётки»; д — лекала кроя В промышленности весьма широко используются так называемые плоские детали (пластины, уголки, прокладки, решётки, лекала швейного и обувного производств и т. д.), имеющие простую или сложную конфигурацию при незначительной толщине самих деталей (рис. 82). Для отображения их формы бывает достаточно построить одну проекцию. При ортогональном проецировании на одну плоскость проекций объект (художественный или технический) мысленно располагают неподвижно перед фронтальной плоскостью проекций Hg таким об- 86 разом, чтобы на ней получилось изображение, дающее наиболее полную информацию о форме. Изображение, полученное на фронтальной плоскости проекций, называют фронтальной проекцией (рис. 83). В результате ортогонального (прямоугольного) проецирования получается изображение детали, на котором грани предмета, параллельные плоскости проекций, отображаются в натуральную величину. Боковые грани, перпендикулярные плоскости проекций, спро-ецируются в отрезки прямых. Рёбра, параллельные фронтальной плоскости проекций, изобразятся в натуральную величину, а рёбра, перпендикулярные ей, — в точки. Цилиндрическое отверстие спро-ецируется в виде окружности. На чертеже детали (рис. 84) проекция содержит основную информацию о её форме, даёт представление о высоте и длине, не передавая информацию о ширине (толщине). Для указания толщины Рис. 83. Расположение детали относительно фронтальной плоскости проекций П2 1200 5) Рис. 84. Чертежи пластины (а) и двутавра (б) с обозначением толщины и длины 87 тонких деталей на чертежах используется знак s, рядом с которым указывается размер — s3 (см. рис. 84, а). На чертежах изделий большой длины типа профилей проката (уголок, тавр, швеллер, рельс) применяют знак «/», указывающий их длину, например ^200 (см. рис. 84, б). Проекции не содержат информацию о материале и цвете предмета. В дизайнерских проектных чертежах допускается показывать цвет предмета на ортогональных (прямоугольных) проекциях. Для выбора рационального способа построения чертежа любой плоской детали необходимо проанализировать форму, выявив её особенности. Форма бывает симметричной и несимметричной (асимметричной). От этого зависит последовательность построения изображений. На рисунке 85 показана последовательность построения фронтальных проекций плоских деталей несимметричной и симметричной формы. Если деталь симметрична и имеет две оси симметрии, то построение изображения детали ведётся от точки пересечения осей симметрии в последовательности, показанной на рисунке 86. Проецирование на одну плоскость проекции широко используется как в машиностроительных, так и в архитектурно-строительных чертежах. Изображение, полученное на фронтальной плоскости проекции, в машиностроительном черчении называют видом спереди, а в архитектурно-строительном — главным фасадом. Ъ .о Ъ Начало построения а) Начало построения Рис. 85. Последовательность построения проекции несимметричной (а) и симметричной (б) деталей 88 Начало построения Рис. 86. Последовательность построения проекции детали, имеющей две оси симметрии 1. Изменится ли длина проекций спицы колеса, если при прямоугольном проецировании её расположить вначале параллельно, затем под углами 45° и 90° к плоскости проекций? 2. Выполните ортогональные (прямоугольные) проекции прямоугольника ABCD, расположив его относительно плоскости проекций П2: а) параллельно; б) перпендикулярно; в) наклонно. Назовите стороны прямоугольника, которые отобразились на плоскость П2 с искажением; в натуральную величину; в точку. 3. Определите соответствие чертежа и наглядного изображения (рис. 87). Рис. 87. Определите соответствие чертежа и наглядного изображения 89 Творческое задание: составьте альбом деталей, для изображения которых достаточно одной проекции. Примечание: задание выполняется без «Помощника». 18. Проецирование на две взаимно перпендикулярные плоскости проекций С помощью одной проекции не всегда можно выявить форму предмета. В этом нетрудно убедиться, рассмотрев рисунок 88. На нём представлены различные по форме объекты, фронтальная проекция которых одинакова. Следовательно, в данном случае фронтальная проекция не даёт полного представления о форме отображённых объектов. Устранить неполноту информации возможно, используя вторую плоскость проекции. На рисунке 89 показан метод получения ортогональных проекций на две взаимно перпендикулярные плоскости: фронтальную Hg и горизонтальную Hj. Существует другое обозначение названных плоскостей, которое используется в некоторых учебниках. Так, горизонтальная плоскость проекций обозначается Н, а фронтальная плоскость проекций — V. В систему плоскостей проекций (Hj, Hg) мысленно помещается предмет, через все точки которого проводятся проецирующие лучи, перпендикулярные плоскостям проекций. В пересечении проецирующих лучей с плоскостями проекций (IIi, Ilg) получаются две проекции одного предмета. Как вы уже знаете, плоскость проекции называется фронтальной плоскостью проекций. Получаемое на ней изображение называется фронтальной проекцией. Плоскость Hj называется горизонтальной плоскостью проекций, а изображение предмета на ней — горизонтальной проекцией. Таким образом, получают две проекции детали в системе плоскостей проекций. Рис. 88. Одна и та же проекция может соответствовать разным по форме объектам 90 X / T-l-г б) Рис. 89. Проецирование на две плоскости проекций Для получения чертежа, содержащего две проекции, деталь мысленно удаляют из системы плоскостей проекций, а плоскость П, поворачивают на 90° вокруг оси ОХ до совмещения с фронтальной плоскостью проекции (см. рис. 89, а, б). Так получается чертёж предмета в системе двух проекций (см. рис. 89, в). На каждую плоскость проекций предмет проецируется полностью. Грани, перпендикулярные плоскостям проекций, отображаются прямыми линиями. Грани, параллельные плоскостям проекций, проецируются без искажения (в натуральную величину), а наклонные грани — с искажением. При проецировании на две плоскости проекций изображения на чертеже получаются проекционно связанными, т. е. под фронтальной проекцией располагается горизонтальная. При этом проекции находятся между линиями проекционной связи, перпендикулярными оси проекций (ОХ). Анализируя изображения граней, рёбер предметов на прямоугольных проекциях чертежа (см. рис. 89), можно прийти к следующим обобщениям (табл. 8). Ортогональный чертёж удобен геометрической простотой построений. Он даёт точное представление о форме отображаемого объекта, обеспечивая позиционное и метрическое соответствие трёхмерного объекта и его изображения. Для понимания формы объекта (детали) и способа его изготовления выполняется минимальное, но достаточное число изображений на чертеже. На чертежах технических проектов, как правило, располагают изображения в проекционной связи. Допускается несоблюдение проекционной связи при расположении изображений в архитектур- 91 ных и дизаин-проектах, что связано с решением художественных (композиционных) задач и особенностью отображения архитектурно-строительного объекта. 8. Изображения на чертеже граней и рёбер предмета Положение граней и рёбер предмета относительно плоскостей проекций (П2 или Hj) параллельное перпендикулярное наклонное Отображается отсеком плоскости в натуральную величину (т. е. без искажения формы и размеров) Грань Отображается в виде отрезка прямой, равного одному из размеров грани Отображается отсеком плоскости с искажением размеров (размеры наклонных элементов уменьшаются) Отображается отрезком в натуральную величину (т. е. без искажения размера) Ребро Отображается точкой Отображается отрезком с искажением размера (размер изображения ребра уменьшается) 1. Найдите соответствие элементов формы, отмеченных на наглядном изображении и чертеже (рис. 90). Заполните таблицу: Рис. 90. Наглядное изображение и чертёж детали 92 Чертёж Нагл51дное изображение грани вершины рёбра А В К м CD ЕС Фронтальная проекция Горизонтальная проекция 2. На рисунке 91 изображены призмы с основаниями в форме квадрата и равностороннего треугольника. Начертите горизонтальную и фронтальную проекции данных геометрических тел в заданных положениях. (Размеры изображений произвольные. Построение изображений следует начинать с проекции оснований.) 3. Какое количество проекций необходимо для отображения форм, представленных на рисунке 92? Рис. 92. Задание 93 Рис. 93. Чертёж детали Рис. 94. Наглядное изображение детали 4. Прочитайте чертёж и ответьте, достаточно ли двух проекций для определения формы этой детали (рис. 93)? 5. По наглядному изображению детали постройте две её проекции (см. рис. 92, в). 6. Почему в дизайн-проектах, в рекламных буклетах допускается нарушать проекционную связь изображений? Творческое задание: на архитектурно-строительных чертежах допускается располагать некоторые изображения не в проекционной связи. Почему? Какие надписи на строительных чертежах позволяют прочитать изображения, выполненные не в проекционной связи? Графическая работа: выполните проекционный чертёж детали в системе двух плоскостей проекций (рис. 94). Размеры произвольные. 19. Проецирование на три взаимно перпендикулярные плоскости проекций Существует множество деталей, информацию о форме которых невозможно передать двумя проекциями чертежа (рис. 95). Для того чтобы информация о сложной форме детали была представлена достаточно полно, используют проецирование на три взаимно перпендикулярные плоскости проекций: фронтальную Hg, горизонтальную Hj и профильную П3. Система плоскостей проекций представляет собой трёхгранный угол с вершиной в точке О. Пересечения плоскостей трёхгранного угла образуют прямые линии — оси проекций {ОХ, OY, OZ) (рис. 96). В трёхгранный угол помещают предмет так, чтобы его форма достаточно полно отображалась на плоскости проекций Hg, а основание было бы параллельно горизонтальной плоскости проекций П,. Затем через все точки предмета проводят проецирующие лучи, перпендикулярные трём плоскостям проекций, на которых получают фронтальную, горизонтальную и профильную проекции предмета. После проецирования предмет удаляют из трёхгранного угла. 94 Рис. 95. Проецирование на две плоскости проекций не всегда даёт полное представление о форме предмета Рис. 96. Проецирование на три взаимно перпендикулярные плоскости проекций а затем горизонтальную и профильную плоскости проекций поворачивают на 90° соответственно вокруг осей ОХ и OZ до совмещения с фронтальной плоскостью проекции и получают чертёж детали, содержащий три проекции (см. рис. 96). Три проекции чертежа взаимосвязаны друг с другом, т. е. установлены проекционные связи между фронтальной и горизонтальной, фронтальной и профильной, а также горизонтальной и про- 95 фильной проекциями (см. рис. 96). Линии проекционной связи определяют местоположение каждой проекции на поле чертежа. В некоторых странах мира принята другая система прямоугольного проецирования на три взаимно перпендикулярные плоскости проекций, условно называемая американской (см. Приложение 3), согласно которой горизонтальную проекцию располагают над фронтальной, а профильную проекцию — справа от фронтальной. Форма большинства предметов представляет собой сочетание различных геометрических тел или их частей. Следовательно, для чтения и выполнения чертежей нужно знать, как изображаются геометрические тела в системе трёх проекций (табл. 9). (Чертежи, содержащие три проекции, называются комплексными чертежами.) 9. Комплексные и производственные чертежи деталей простой геометрической формы Чертёж комплексный механического производства прессового производства Четырёхугольная призма (параллелепипед) Треугольная призма 96 Продолжение Чертёж комплексный механического производства прессового производства Четырёхугольная пирамида Усечённая четырёхугольная пирамида --- □ 1 □ ^ Конус (полный) - та 7 Чер«|| 97 Продолжение Чертёж комплексный механического производства прессового производства Усечённый конус Цилиндр -4-- + ia I 4 Шар Сфера 0 98 Примечания: 1. В зависимости от формы изображаемого объекта, особенностей производственного процесса на чертеже изображают определённое количество проекций. 2. Количество изображений чертежа можно уменьшить, используя условные знаки s, I, 0, о которых вы уже знаете. 3. Механический способ обработки состоит в снятии резцом или фрезой слоя материала заготовки. 4. Прессование металлов — это способ обработки давлением, заключающийся в выдавливании (экструдировании) металла из замкнутой полости (контейнера) через отверстие матрицы, форма и размеры которого определяют сечение прессуемого профиля. Существуют и другие способы обработки металла. 1. В тетради выполните чертежи правильных треугольной и шестиугольной пирамид, шестиугольной призмы, используя деление окружности на равные части. Размеры выберите произвольно. 2. По чертежам, содержащим две проекции (рис. 97), определите, какие геометрические тела изображены. Рис. 97. Чертежи геометрических тел 99 3. На чертежах, представленных на рисунке 98, изображено перемещение призмы (параллелепипеда) относительно исходной позиции. В таблице отметьте каким-либо знаком оси координат, относительно которых изменилось положение параллелепипеда: Чертёж ОХ ОУ OZ 1 2 3 Исходная позиция X Yi 0 Y Z X Yi 0 Y Yi Рис. 98. Перемещение призмы (параллелепипеда) относительно осей координат 4. На чертежах деталей нанесите условные знаки, поясняющие форму (рис. 99). 100 5. На рисунке 100 приведены изображения различных предметов: 1) плоский предмет (разделочная доска); 2) деталь, форма которой представляет собой сочетание двух цилиндров; 3) деталь, форма которой состоит из двух четырёхугольных призм с квадратными основаниями; 4) деталь, форма которой состоит из цилиндра и четырёхугольной призмы с квадратными основаниями (пробка). Перечертите изображения в тетрадь, проставьте условные знаки, уточняющие форму предметов. Рис. 100. Проекции различных предметов 6. Перечертите в тетрадь чертёж модели, изображённой на рисунке 101, б. На каждой проекции чертежа выделите одинаковым цветом одну и ту же поверхность, отмеченную цифрой на наглядном изображении модели (рис. 101, а). Определите расположение граней в пространстве по отношению к плоскостям проекций. Заполните таблицу, используя математическую символику (/, ±, II). Грани п. п, Пз 1 2 3 4 5 6 7 8 101 Рис. 101. Наглядное изображение и чертёж модели Творческое задание: рассмотрите европейскую и американскую системы изображения деталей на чертежах. Выполните чертёж одного и того же объекта в европейской и американской системах (см. Приложение 3). Примечание: задание выполняется без «Помощника». Графическая работа: выполните проекционный чертёж детали какого-либо изделия (например, элемент застёжки сумки, ювелирного изделия, технического объекта) в трёх проекциях. Выберите изделие в соответствии с вашей будущей профессиональной деятельностью (архитектор, дизайнер, инженер и т. д.). 20. Виды, фасады, планы Фасады, планы, виды — это самые древние ортогональные (прямоугольные) изображения. С незапамятных времён они использовались при строительстве храмов, дворцов и т. д. В XVIII в. ортогональные изображения были представлены в виде стройной системы графических изображений. Вид — это изображение обращённой к наблюдателю видимой поверхности предмета. Различают основные, дополнительные и местные виды. Основные виды. Стандарт устанавливает шесть основных видов, которые получаются при проецировании предмета, помещённого внутрь куба, шесть граней которого принимают за плоскости 102 Рис. 102. Получение основных видов проекций (рис. 102). Спроецировав предмет на эти грани, их разворачивают до совмещения с фронтальной плоскостью проекций (рис. 103). На производственных чертежах изделие сложной формы может быть изображено шестью основными видами. Вид спереди (главный вид) размещается на месте фронтальной проекции. Вид сверху размещается на месте горизонтальной проекции (под главным видом). Вид слева располагается на месте профильной проекции (справа от главного вида). Вид справа размещается слева от главного вида. Вид снизу находится над главным видом. Вид сзади размещается справа от вида слева. Число видов на чертеже выбирают минимальным, но достаточным для того, чтобы точно представить форму изображённого объекта. На видах при необходимости допускается показывать невидимые части поверхности предмета с помощью штриховых линий (рис. 104). Главный вид должен содержать наибольшую информацию о предмете. Поэтому деталь необходимо располагать по отношению к фронтальной плоскости проекций так, чтобы главный вид давал наиболее полное представление о её форме, показывая уступы, выемки, отверстия, что обеспечивает быстрое узнавание формы изображённого изделия. 103 Bu0 справа Bud снизу 5 I2 Bud cnepedu (Главный eud) Bud сверху 5 Bud слева П, Bud C3adu Рис. 103. Основные виды Основные виды, как правило, располагаются в проекционной связи. Если виды сверху, слева, справа, снизу, сзади не находятся в проекционной связи с главным изображением чертежа, то они должны быть отмечены на чертеже надписью (буквой), например «А». Направление взгляда должно быть указано стрелкой, обозначенной той же прописной буквой, что и вид (рис. 105, вид по стрелке А). Построение видов идентично построению проекций. Однако расстояние между видами на чертеже выбирается с таким расчётом, чтобы оставалось место для нанесения размеров. Дополнительные виды используют в тех случаях, когда невозможно какую-либо часть предмета показать без искажения формы и размеров на основных плоскостях проекций. Дополнительный вид — это изображение какой-либо части детали, полученное на дополнительной плоскости проекций, не параллельной основным плоскостям проекций. Дополнительные плоскости проекций вводятся так, чтобы изображаемые части предметов на них проецировались без искажения. Дополнительная плоскость проекции совмещается с фронтальной плоскостью проекций (рис. 106). Дополнительный вид должен быть обозначен на чертеже буквой русского алфавита. На виде должна быть поставлена стрелка. 104 Рис. 104. Использование штриховой линии на чертеже для изображения невидимых частей детали Рис. 105. Направление взгляда по стрелке Рис. 106. Дополнительный вид указывающая направление взгляда, с соответствующим буквенным обозначением. Дополнительный вид, расположенный в проекционной связи с основным видом, не обозначается. Местный вид. Кроме основных видов, на чертежах используют местный вид — изображение отдельного, ограниченного места поверхности детали. Его располагают рядом с основным видом. Местный вид обозначают на чертеже подобно дополнительному виду (рис. 107). Он может быть ограничен линией обрыва (см. рис. 107, вид по стрелке А). Рис. 107. Местный вид 105 На местных и дополнительных видах проставляют размеры. Строительные чертежи. На строительных чертежах при изображении металлических конструкций расположение видов отличается от общепринятого расположения видов на машиностроительных чертежах. Вид сверху располагают в проекционной связи над главным видом; вид снизу — под главным видом; вид справа — справа от главного вида; вид слева — слева от главного вида. Над каждым видом (кроме главного) делают буквенную надпись, направление взгляда указывают стрелкой, обозначенной соответствующей буквой (рис. 108). При изображении металлических конструкций на видах вычерчивают все видимые части и их соединения, расположенные в непосредственной близости от наблюдателя, а невидимые части — только те, которые расположены вплотную к видимым. Невидимые элементы, отделённые от видимых воздушной прослойкой, на чертеже не показывают. Металлические конструкции из профилей проката могут изображаться без скругления углов. На архитектурно-строительных чертежах, кроме видов, применяют изображения, называемые фасадами и планами. Фасады — это виды здания спереди, сзади, с торцов. Вид здания спереди, со стороны улицы или площади называют главным фасадом, со стороны двора — дворовым фасадом, а виды с торцов (сбоку) — торцовыми фасадами. Фасады обозначают надписями: «Фасад А—В» или «Фасад 1 — 7», где А, В, 1, 7 являются номерами крайних координатных осей, проставляемых на планах зданий (рис. 109). На фасадах отображают внешний облик здания, расположение окон, дверей, балконов, наличников и т. п. Последовательность вычерчивания фасада представлена на рисунке 110. д Вначале наносят коорди- натные оси и чертят общий контур здания и выступающих его частей. Затем вычерчивают оконные, дверные проёмы, балконы, плиты козырьков над входами, карниз и другие архитектурные элементы фасада. Далее вычерчивают оконные переплёты, двери, ограждения балконов, вентиляционные и дымовые трубы на крыше, проставляют знаки высотных отметок. □Е 1 L.J1 1=1 i 1 —1 i 1 Ь! J L 1—Г J L И ^ , К г В braxi —i/Bfvl Рис. 108. Расположение видов на строительных чертежах металлических конструкций 106 XL Фасад 1-7 • в,700 _____JXZ • 9,SOO ^ Г *8,210 *9,050 ня ш n о ш _ -^*7,780 ^*6.330 ^*i,980 ^*3.530 7^*2.180 750 jJZ 0,ЗЮ 1,000 Фасад А-В Рис. 109. Фасады зданий После проверки соответствия фасада плану и разрезу здания обводят изображение. На архитектурных чертежах фасадов, выполняемых на стадии эскизного проектирования, а также чертежах демонстрационного материала архитектурного проекта показывают тени, элементы антуража (среды, окружающей обстановки). План в архитектуре — 1) графическое изображение горизонтальной проекции здания или комплекса зданий, населённых пунктов Фасад А-Г t □ООСЦ *7,800 о о ■>^*7.200 -^+i,800 -Tic *3,600 *1,200 0,000 © □ппг пппп пппп □ппп пппп пппп пппп О о Рис. 110. Последовательность вычерчивания фасада здания 107 5) Рис. 111. Планы в архитектуре: а — генеральный план; б — план кровли в целом или его отдельных частей; 2) характеристика расположения здания или ансамбля на уровне земли. Различают генеральный план (рис. 111, а), план кровли (рис. 111,6), план здания и т. д. Генеральный план — это сводный документ проектируемой застройки территории, на котором показаны размещение проектируемых, существующих, реконструируемых и подлежащих сносу зданий, сооружений, инженерных сетей, автомобильных и железнодорожных путей, объектов озеленения, планировка рельефа местности. План кровли — это документ, обязательный для зданий с внутренним водостоком и зданий с наружным водостоком при сложной конфигурации здания в плане, а также в тех случаях, когда на крыше имеются вентиляционные устройства и т. д. 1. Дайте определение понятию «виды». 2. Какие основные виды устанавливает стандарт? 3. Что называется местным видом? 4. Какой линией ограничивается изображение местного вида? 5. Какое число видов должно быть на чертеже? 6. Как располагаются виды на чертежах? 7. Чем отличаются основные виды от местных? 8. Почему чертёж называют основным графическим документом производства? 9. По наглядному изображению нескольких деталей: «Хомут», «Опора», «Прокладка» (рис. 112) — выберите направления проецирования, которые должны соответствовать их главным видам. Ответ запишите в таблицу. Название детали Буквенное обозначение направления проецирования, соответствующее главному виду «Хомут» «Опора» «Прокладка» 108 10. Определите, сколько и какие изображения необходимо выполнить, чтобы выявить форму «Стойки», «Вилки» и «Кронштейна» (рис. 113). Ответ запишите в таблицу. Название детали Буква, обозначающая направление проецирования, выбираемого для получения вида спереди сверху слева «Стойка» «Вилка» «Кронштейн» 109 11. По наглядному изображению деталей (рис. 114) найдите соответствующие им виды спереди и сверху. Буквенные обозначения видов запишите в таблицу. № детали Вид спереди Вид слева 1 2 Рис. 114. Технические рисунки и виды деталей 12. Как называются изображения на строительных чертежах? 13. Дайте определение фасада и плана. Творческое задание: найдите различия проекционного и технического чертежей. Помощник: 1. Черчение / под. ред. В. В. Степановой.— М.: Просвещение, 2008. 2. Бабулин Н. А. Построение и чтение машиностроительных чертежей / Н. А. Бабулин. — М.: Высшая школа, 2005. 110 Графические работы: 1. По наглядному изображению одной из деталей (рис. 115, 116) выполните её чертёж в необходимом количестве изображений. Проанализируйте форму детали. Примените условные знаки (i?, 0 и т. п.) для сокращения числа видов. 2. Выполните фасад и план кровли простого архитектурного сооружения. 21. Способы построения и чтения чертежа Построение чертежа начинается с мысленного выбора положения детали перед плоскостями проекций. Затем выбирают количество видов, необходимых и достаточных для выявления формы детали, а также способ их построения. Выбор положения детали в системе плоскостей проекций зависит от её рабочего положения, способа изготовления на производстве, формы. Например, если деталь изготавливается на токарном станке, то на чертеже её ось вращения должна располагаться горизонтально. Виды чертежа могут быть выполнены различными способами. Рассмотрим некоторые из них. Построение видов на основе анализа формы предметов осуществляется с помощью приёмов удаления и приращения (табл. 10). При построении чертежа детали с использованием приёма удаления последовательно изменяется изображение заготовки: вычерчиваются срезы, пазы, отверстия. Выполняя чертёж детали с использованием приёма приращения, необходимо мысленно разделить изделие на составляющие его простые геометрические тела и затем отобразить каждое из них в той последовательности, в которой они расположены относительно друг друга. 111 10. Поэлементное вычерчивание чертежей детали Последовательность построения видов разными способами Наглядное изображение Построение чертежа Способ удаления Отображаемая форма Анализ геометрической формы Мысленно представленная форма заготовки, из которой выполнена деталь Построение в тонких линиях чертежа заготовки детали Форма, преобразуемая с помощью срезов Изображение срезов на чертеже Форма, преобразуемая с помощью пазов Построение пазов на чертеже заготовки 112 Продолжение Последовательность построения видов разными способами Наглядное изображение Построение чертежа Форма, преобразуемая с помощью сквозного цилиндрического отверстия Изображение отверстия на чертеже Способ приращения Отображаемая форма Анализ геометрической формы 0 Выделенное основание детали Изображение призматической формы — основания детали Т' Основание детали с присоединённой к нему цилиндрической частью Изображение цилиндрической части детали в соединении с её основанием 8 Черчение 113 Продолжение Последовательность построения видов разными способами Наглядное изображение Построение чертежа Деталь, состоящая из четырёх- и шестиугольной призм и цилиндра Изображение шестиугольной призматической части детали в соединении с другими её частями -zn: М * t \ Построение видов с помощью постоянной прямой чертежа. Постоянной прямой чертежа называют линию, которую проводят из центра координат (точки О) вниз направо под углом 45° (рис. 117). Постоянную прямую чертежа, как правило, используют в тех случаях, когда по двум заданным видам необходимо построить третий вид детали (см. рис. 117). Зная метод ортогонального (прямоугольного) проецирования на две, три и более взаимно перпендикулярные плоскости проекций, можно построить и прочитать любой чертёж. Рис. 117. Построение третьей проекции по двум заданным с помощью постоянной прямой чертежа 114 Построение и чтение чертежа — два взаимосвязанных процесса, так как при построении проекционных изображений необходимо проверять правильность выполнения работ, что возможно сделать только посредством чтения изображений. Построение и чтение ортогональных изображений на основе анализа формы показано в таблице 11. 11. Построение и чтение ортогональных изображений на основе анализа формы Изображение Чертёж Чтение Выполнение — ► •• Дано TtT-I' I Анализ формы -г+т- I • I -ф- -rh- I ' I -ф- Решение -TtT- I ■ I 115 Чтение чертежа лежит в основе решения задач на нахождение проекций точек (табл. 12). 12. Нахождение проекций точек на чертеже* Решение Описание решения Призма {•)В, .0 в, W. в, As \ Точка А находится на передней грани. Проводим линии проекционной связи проекции Ag точки А до пересечения с горизонтальной и профильной проекциями граней. Точки пересечения Ар Ад соответственно являются горизонтальной и про-фильной проекциями точки А. Фронтальная проекция точки В взята в скобки. Это означает, что точка находится на задней, невидимой грани. Поэтому линия проекционной связи проводится до пересечения с горизонтальной и профильной проекциями задней грани. Для того чтобы найти проекции точки С, заданной профильной проекцией Сд, необходимо построить постоянную прямую чертежа. Проведём из профильной проекции Сд точки С линию проекционной связи до пересечения с постоянной прямой чертежа. Из точки пересечения проведём линии проекционной связи до пересечения с горизонтальной проекцией боковой грани, получим горизонтальную проекцию точки С Пирамида Для того чтобы найти проекции точек А, В, необходимо найти проекции образующих пирамиды, на которых они находятся. Затем на них в проекционной связи найти проекции точек * Проекции точек обозначаются прописными буквами с индексом, соответствующим индексу плоскости проекций, на которой они получены. 116 Продолжение Решение Описание решения Цилиндр 1- Для того чтобы найти проекции точки А, необходимо построить проекцию образующей цилиндра, на которой находится эта точка, затем провести линии проекционной связи Конус Находим проекции образующих конуса и на них находим проекции точки А с помощью линий проекционной связи Примечание: задачи на построение проекций линий (прямых, кривых, ломаных) можно решать, находя проекции конечных и промежуточных точек, принадлежащих линиям. 1. Назовите способы построения чертежа. 2. С какой целью вводят постоянную прямую чертежа? 3. Под каким углом проводят постоянную прямую чертежа? 4. Сформулируйте определения понятий «выполнение чертежа», «чтение чертежа». Как взаимосвязаны эти понятия? 5. Постройте профильную проекцию флакона 117 Рис. 118. Чертежи башни (а) и флакона для духов (б) Рис. 119. Чертёж детали для духов (рис. 118,6) или оконного проёма башни (рис. 118, а). Размеры произвольные. 6. По двум проекциям постройте третью. Найдите недостающие проекции точек (рис. 119). Творческое задание: создайте форму изделия с использованием различных операций формообразования. Выполните чертёж этого изделия, применяя один из изученных способов выполнения чертежа. 22. Проекции с числовыми отметками При проектировании железных и шоссейных дорог, аэродромов, инженерно-строительных и архитектурных сооружений, при выполнении работ, связанных с ландшафтом, изыскательскими работами на местности или горными выработками, приходится прибегать к помош;и изображений земной поверхности. Форма поверхности земли и земляных сооружений обычно сложна, а вертикальные размеры по отношению к горизонтальным малы. Поэтому был разработан специальный метод изображений, названный проекциями с числовыми отметками. Этот метод характерен тем, что проецирование осуществляется только на горизонтальную плоскость проекций, называемую плоскостью нулевого уровня и обозначаемую П^. В географии, геодезии, геологии за плоскость 77q принимают уровень воды моря и океана. В России все абсолютные высоты определяют относительно нуля Кронштадтского футштока (рейка с делениями, установленная на водомерном посту для наблюдения за уровнем воды в океане, море и т. п.). 118 0.4 ^3 -1 0 1 2 Зм "О q) Рис. 120. Наглядное изображение прямой линии в проекциях с числовыми отметками Для того чтобы по горизонтальной проекции объекта судить 0 положении какой-либо его точки в пространстве, рядом с проекцией каждой точки наносится цифра — числовая отметка, обозначающая расстояние в метрах от точки до плоскости Л^. Изображения в проекциях с числовыми отметками называют планом (рис. 120, а). На рисунке 120, б дано наглядное изображение плана, на котором показано положение отрезка АВ в пространстве. Точка А лежит выше плоскости П^, а точка В — ниже плоскости Лц. Точка А находится на расстоянии 3 м от плоскости Лц, а точка В — на расстоянии 4 м. Если точка расположена над плоскостью проекций Л^, то её отметка считается положительной и на плане знаком не отмечается. Если точка расположена под плоскостью проекций, то её отметка считается отрицательной и на плане отмечается знаком «-». На плане, как и на географических картах, указывается линейный масштаб (см. рис. 120, а). Линейный масштаб представляет собой линию с делениями, расстояние между которыми выражено в метрах. В проекциях с числовыми отметками используются числовые масштабы уменьшения 1 : 50; 1 : 100; 1 : 200 и т. д. для изображения крупных объектов (горные выработки, гидросооружения). Проекции с числовыми отметками точки и прямой. На рисунке 121 показаны проекции точек и отрезков, расположен- Ai,m8\ • -5 0 5 10 15м По 1 1 1 1 1 - Рис. 121. Изображение точки и отрезков в проекциях с числовыми отметками 119 ных на разном расстоянии от плоскости П^. Отрезок АВ перпендикулярен плоскости /Tq, а отрезок CD параллелен ей. Числовые отметки показывают расстояние концов отрезков от плоскости TIq (А^, Ej, Cg, jDj). Отрезок CD является горизонталью, удалённой от плоскости на расстояние 5 м (Лд). Точка К расположена на плоскости П^. Горизонталью может быть любая кривая или ломаная линия, расположенная на плоскости, параллельной (рис. 122). На рисунке 123 показано положение отрезка прямой АВ, расположенной под углом а к плоскости IJqI АВ — отрезок прямой в пространстве; A^Bq — проекция прямой АВ на плоскости П^; /дд — заложение отрезка АВ (длина проекции отрезка АВ), которое можно определить по линейному масштабу; Ah — превышение прямой, разность числовых отметок точек А и В; L — интервал прямой, т. е. это заложение, соответствующее 1 м превышения; а — угол наклона прямой к плоскости TIq', i — уклон отрезка прямой АВ (г = tg а = = Ah/lj^g", если АЛ = 1 м, то 1^^ = L, т. е. i = 1 /Ь). Рис. 123. Превышение Ah, заложение и интервал L прямой в проекциях с числовыми отметками 120 Рис. 124. Градуирование прямой Рис. 125. Наглядное изображение плоскости в проекциях с числовыми отметками Отрезок прямой MN, заданный проекцией с числовыми отметками, можно проградуировать (рис. 124). Для этого используют приём пропорционального деления отрезка. Сначала определяют число частей, на которое нужно разделить отрезок, — из большей числовой отметки вычитают меньшую (12-6 = 6), а затем делят его. Градуирование даёт возможность определить интервал L и соответственно уклон MN. В проекциях с числовыми отметками плоскость может быть задана: — тремя точками, не лежащими на одной прямой; — прямой и точкой, не лежащей на этой прямой; — двумя параллельными или пересекающимися прямыми. Чаще всего плоскость задаётся масштабом падения (уклона). На рисунке 125 изображена плоскость Р, которая пересекает плоскость /7q по прямой Р^. На рисунке MN — линия наибольшего уклона, перпендикулярная к Р^. Угол а между прямой MN и её проекцией тп на плоскость является углом наклона плоскости Р к плоскости Лц. Пересечём плоскость Р плоскостями, параллельными плоскости и отстоящими друг от друга на расстояние 1 м. Линии пересечения этих плоскостей являются горизонталями плоскости Р, перпендикулярными к линии наибольшего уклона MN и 121 Рис. 126. Масштаб падения (уклона) плоскости параллельными Р,^. Проекции горизонталей также параллельны и перпендикулярны тп. Поскольку горизонтали расположены на расстоянии 1 м друг от друга, то расстояние между их проекциями определяет интервал L линии наибольшего уклона плоскости Р. Проекция тп линии наибольшего уклона MN с указанным интервалом называется масштабом падения (уклона) плоскости Р. На чертеже масштаб падения изображается двумя параллельными (одной толстой и одной тонкой) линиями. На них наносят штрихи с интервалом, равным интервалу прямой L, рядом с которыми со стороны тонкой линии ставят числовые отметки (рис. 126). Цифры располагаются вертикально независимо от расположения масштаба падения. Пример. Построим масштаб падения плоскости, заданной проекциями трёх точек А, В, С (рис. 127): 1) соединим прямой линией проекции точек с наибольшей и наименьшей числовыми отметками (Aj и Сю); 2) проградуируем проекцию отрезка ■^5^10’ 3) соединим проекцию точки Bg с числовой отметкой 8 на проекции отрезка прямой АдСю и получим проекцию горизонтали hg плоскости 4) перпендикулярно горизонтали hg построим масштаб падения плоскости; 5) стрелкой обозначим направление уклона плоскости. Рис. 127. Построение масштаба падения плоскости по трём точкам Проекции с числовыми отметками поверхностей. Различные поверхности (геометрические, топографические) отображаются на проекциях с числовыми отметками с помощью горизонталей. Горизонтали получаются посредством пересечения поверхностей горизонтальными плоскостями, отстоящими друг от друга на равном расстоянии в 1 м. Они представляют собой плоские кривые либо ломаные линии, по расположению и числовым отметкам которых можно судить об объекте и рельефе местности. Коническая поверхность вращения (рис. 128, а) задаётся с помощью горизонталей — дуг окружностей. Поверхность наклонного 122 6) Рис. 128. Изображения прямого кругового конуса (а), наклонного цилиндра (б), пирамиды (в) цилиндра задаётся так, как показано на рисунке 128, б. Призматические и пирамидальные (рис. 128, в) поверхности в проекциях с числовыми отметками задаются с указанием числовых отметок вершин. 1. Что на чертеже здания принимают за плоскость нулевого уровня? 2. С какой целью выполняется градуирование прямой? 3. Можно ли считать изображения фасада и разреза здания с указанными на них числовыми отметками проекциями с числовыми отметками? 4. Людям каких специальностей необходимо уметь пользоваться проекциями с числовыми отметками? 5. По плану участка топографической поверхности определите глубину впадины и высоту вершины склона по отношению к уровню моря (рис. 129). Рис. 129. Оценить склоны впадины и возвышенности 123 6. Проградуируйте прямые, лежащие в разных плоскостях. Найдите их уклон (рис. 130). 7. Определите числовую отметку точки В заданной прямой, если известен уклон этой прямой (j = 1 : 2) и показано направление падения (рис. 131). Творческое задание: приведите примеры применения числовых отметок. Используются ли они на строительных чертежах? Помощник: 1. Короев Ю. И. Строительное черчение и рисование / Ю. И. Короев.— М.: Высшая школа, 1999. 2. Короев Ю. И. Черчение для строителей / Ю. И. Короев. — М.: Высшая школа, 2007. 3. Интернет. 23. Сечения Чертежи содержат различные типы изображений — виды, сечения и др. Сечения, так же как и виды, часто используются для отображения формы объекта (рис. 132). Сечение — изображение Рис. 132. Сечения: а — получение сечения; б — сечение, построенное в проекционной связи с видом; в — сечение, выполненное на свободном поле чертежа; г — сечение, выполненное на продолжении следа секущей плоскости ► 124 фигуры, полученной в результате мысленного рассечения изображаемого объекта секущей плоскостью. В сечении показывается только то, что находится в секущей плоскости. Положение секущей плоскости выбирается в зависимости от того, в каком месте необходимо уточнить форму. Различают наложенные и вынесенные сечения. Наложенное сечение располагают на виде (рис. 133), а вынесенное сечение — на свободном поле чертежа, например сечение А—А, Б—Б (см. рис. 133). Контур наложенного сечения выполняется сплошной тонкой линией, а вынесенного — сплошной основной. Вынесенные сечения могут быть выполнены: в разрыве между частями одного и того же вида (рис. 134, а); на продолжении следа секущей плоскости, изображаемого на чертеже штрихпунктирной линией (рис. 134, б). Б-Б -I -I А-А Рис. 133. Наложенное и вынесенные сечения Г т ж —^-4 — у —^—1 а) Рис. 134. Изображение вынесенных сечений: а — в разрыве между частями одного и того же вида; б — на продолжении штрихпунктирной линии 126 '///////^ I A Рис. 135. Изображение наложенного несимметричного сечения Фигуру сечения выделяют штриховкой. Наклонные параллельные линии штриховки проводятся под углом 45° к горизонтальной линии чертежа. Если линии штриховки совпадают по направлению с линиями контура или осевыми линиями фигуры сечения, то вместо угла 45° следует выбирать угол 30° или 60°. ГОСТ 2.305-2008 устанавливает следующие правила обозначения сечений: — наложенные сечения, фигура которых симметрична, не обозначаются. Наложенные несимметричные сечения обозначаются, как на рисунке 135; — если сечение располагается на продолжении шрихпунктир-ной линии, то сечение не обозначается (см. рис. 134, б); — если сечение располагается на свободном месте чертежа, то его обозначают надписью типа «А—А» (см. рис. 133); — для выявления формы некоторых деталей иногда требуется выполнить несколько сечений. В этом случае сечение обозначают буквами русского алфавита, взятыми по порядку (см. рис. 133). Если секущая плоскость проходит вдоль оси цилиндрической или конической поверхности, ограничивающей отверстие или углубление, то её контур на сечении показывается полностью (см рис. 134, б). В сечениях допускается графически обозначать материал, используя принятый для всех отраслей промышленности и строительства стандарт (ГОСТ 2.306-68, табл. 13). 13. Графические обозначения некоторых материалов на чертежах Материал Графическое обозначение материала Металлы и твёрдые сплавы Неметаллические материалы, в том числе волокнистые монолитные и плитные (прессованные) 127 Продолжение Материал Графическое обозначение материала Древесина Бетон Железобетон У//У//''Л Стекло и другие светопрозрачные материалы Грунт естественный W~Z7-P77-77A с=з i и Рис. 136. Дизайн-проект — детский велосипед Сечения на строительных чертежах. Попавшие в секущую плоскость конструктивные элементы здания, выполненные из материала, являющегося основным для данного здания или сооружения, показывают не заштрихованными. В чертежах, масштаб которых меньше 1 : 20, изображения сечений элементов конструкций допускается показывать одной линией. Фигура сечения в дизайн-проекте может быть показана более насыщенным цветом, чем локальный цвет самого изделия (рис. 136). 1. С какой целью на чертежах применяют сечения? 2. Какие изображения называются сечениями? 3. Как различают сечения в зависимости от их расположения на поле чертежа? 4. Какие правила изображения сечений на чертежах вы знае- 128 те? 5. В каких случаях и как обозначаются сечения на чертежах? 6. В каких случаях сечения не обозначаются? 7. Выполните чертёж вала, используя сечения для выявления формы (рис. 137). Размеры произвольные. 8. Найдите сечения, соответствующие виду (рис. 138). Ответы запишите в таблицу. Обозначение на чертеже Номер сечения А—А 4 Б—Б В—В Г—Г Рис. 138. Виды и сечения различных деталей 9 Черчение 129 Творческое задание: рассмотрите изображения, приведённые на рисунке 136. Скажите, можно ли считать количество и выбор изображений оптимальными для раскрытия художественного замысла, для передачи формы изделия? Помощник: Михайлов С. М. Основы дизайна: учеб, для студентов архитектурных факультетов и вузов специальности «Дизайн архитектурной среды» / С. М. Михайлов, Л. М. Кулеева. — М.: Новое знание, 1999. Графическая работа: выполните чертёж одной из деталей с применением сечений (рис. 139). 130 24. Разрезы Изображения разрезов появились в незапамятные времена. В настенных изображениях одного из дворцов Древнего Египта есть изображение корзины, выполненное таким образом, что можно увидеть её содержимое — фрукты. В период становления промышленного производства разрезы стали особенно востребованными, поскольку позволяли показать внутреннее устройство изделия, машины, установки, а также материал, из которого они изготовлялись. Появились сложные разрезы, и было введено условное обозначение разрезов. В России разрезы стали применять для отображения внутренней формы изделий в XVIII в. Изображения разрезов находим на чертежах И. И. Ползунова, И. П. Кулибина, Е. А. и М. Е. Черепановых и других механиков (рис. 140). Рис. 140. Чертёж первого в России паровоза отца и сына Черепановых Разрезы. В настоящее время в проектной деятельности инженеры, архитекторы и дизайнеры часто прибегают к помощи разрезов. Разрез в машиностроительном черчении — это изображение, полученное при мысленном рассечении предмета секущей плоскостью (секущими плоскостями) и состоящее из изображения фигуры сечения и той части детали, которая расположена за секущей плоскостью (секущими плоскостями). Разрез в архитектурно-строительном черчении — изображение здания, мысленно рассечённого вертикальной плоскостью и спроецированного на плоскость проекций, параллельную секущей плоскости. В зависимости от числа секущих плоскостей различают простые (полученные в результате мысленного рассечения детали одной секущей плоскостью) и сложные (полученные в результате мысленного рассечения детали несколькими секущими плоскостями) разрезы. Рассмотрим простые разрезы и их использование на машиностроительных и строительных чертежах. К простым разрезам в ма- 131 Рис. 142. Профильный разрез шиностроении относятся: фронтальный (рис. 141), профильный (рис. 142) и горизонтальный (рис. 143). Фронтальный разрез — это изображение, полученное в результате мысленного рассечения детали секущей плоскостью, параллельной фронтальной плоскости проекций, и состоящее из фигуры сечения и изображения части детали, расположенной за секущей плоскостью. Профильный разрез — это изображение, полученное при мысленном рассечении детали секущей плоскостью, параллельной 132 на разрезе Рис. 143. Горизонтальный разрез Рис. 144. Местный разрез Разрез 1-1 профильной плоскости проекций, и состоящее из фигуры сечения и изображения части детали, расположенной за секущей плоскостью. Фронтальный и профильный разрезы относят к вертикальным разрезам. Горизонтальный разрез — это изображение, полученное при мысленном рассечении детали секущей плоскостью, параллельной горизонтальной плоскости проекций, и состоящее из фигуры сечения и изображения части детали, расположенной за секущей плоскостью. Кроме названных разрезов, существуют местные разрезы. Местным называется разрез, служащий для выяснения устройства предмета в отдельном, ограниченном месте. Местный разрез (рис. 144) ограничивается сплошной тонкой волнистой линией. В архитектурно-строительном черчении простые разрезы подразделяются на поперечные (разрез 1 — 1, рис. 145) и продольные (разрез 3—3, рис. 146). 11 я п . *2 980 sl^ 1 S п1 - 0.000 jyp vn Л J § шо ШО ши : о.ово ЧрЗ 0 ® ® Рис. 145. Пример поперечного разреза на строительном чертеже 133 Рис. 146. Пример продольного разреза на строительном чертеже К горизонтальным разрезам относят планы этажей (планы здания, рис. 147). План здания — это изображение, полученное при мысленном рассечении здания горизонтальной плоскостью, проходящей посредине высоты оконных и дверных проёмов, параллельно горизонтальной плоскости проекций. На планах здания показывается то, что получается в секущей плоскости и расположено под ней (часть здания, расположенная между глазом наблюдателя и секущей плоскостью, мысленно удаляется). В том случае если здание п-этажное, а планировка помещений второго и последующих этажей одинакова, то, кроме плана первого этажа, выполняют также план второго этажа и называют его планом типового этажа или планом 2 — п этажей. Если секущие плоскости выбираются на уровне отдельных элементов, площадок или пола этажей здания, то полученные планы называют по числовым значениям уровней (отметкам), например «План на отметке 6,600». Построение разрезов. Рассмотрим последовательность построения разрезов на машиностроительных и архитектурно-строительных чертежах. Последовательность построения разрезов заключается в следующем: вначале определяется положение секущей плоскости, затем мысленно ею рассекается объект и определяется, что находится в секущей плоскости, а что осталось за ней. Линии видимого и невидимого контура, относящиеся к изображению части детали. Рис. 147. План здания и последовательность его вычерчивания ► 134 4—-I------4 П/ЮН 2-го этажа 135 которая будет мысленно удаляться при разрезе, убирают с чертежа. Фигуру сечения обводят сплошной основной линией и заштриховывают. Части детали, ставшие видимыми, обводят сплошной основной линией. Наносят размеры. Последовательность вычерчивания плана здания показана на рисунке 147. Вначале проводят продольные и поперечные координационные оси, с помощью которых намечается расположение фундамента, несущих конструктивных элементов (колонн, капитальных стен). Затем вычерчивают все наружные и внутренние стены, перегородки и колонны (если они имеются). Производят разбивку оконных и дверных проёмов в стенах и перегородках, условно показывая направление открывания дверей. Вычерчивают санитарно-технические приборы. Найосят необходимые выносные и размерные линии, размерные числа. Делают необходимые надписи. Проверяют чертёж и после исправлений и доработки обводят его. Построение разрезов на технических и строительных чертежах не влечёт за собой изменений других изображений (видов, фасадов). Разрезы имеют не меньшую информационную ёмкость, чем виды, поэтому фронтальный разрез часто исполняет роль главного изображения чертежа. Обозначение простых разрезов. В ГОСТ 2.305-2008 устанавливаются правила обозначения разрезов для машиностроительных чертежей и чертежей строительных конструкций. Рассмотрим некоторые из них: — если секущая плоскость совпадает с плоскостью симметрии детали, то разрез на чертежах не обозначается (см. рис. 141, 142, 143); — если секущая плоскость не совпадает с плоскостью симметрии, то положение секущей плоскости указывают на чертеже штрихами толстой разомкнутой линии. Штрихи не должны касаться и пересекать контуры изображения. Перпендикулярно к ним проводят стрелки, указывающие направление взгляда, на расстоянии 2...3 мм от внешнего края штрихов по отношению к детали. Рядом со стрелками наносят буквенное обозначение разрезов. Над изображением разреза выполняется надпись «А — А» (рис. 148). Положение секущей плоскости на плане здания показывается разомкнутой линией, так же как и на машиностроительных чертежах. Разрезы зданий обозначаются по типу «Разрез А—А» или «Разрез 1 — 7» (см. рис. 145). Фигура сечения, входящая в разрез, на машиностроительных и строительных чертежах выделяется штриховкой. На строительных чертежах фигуру сечения допускается не заштриховывать или показывать зачернённой. Кроме этого, сечения на планах, выполняемых 136 на стадии архитектурного проектирования, могут показываться заливкой одним ненасыщенным цветом. Планы зданий сопровождаются экспликацией (таблица, в графах которой указывают номера помещений, их наименование). Сложные разрезы. К сложным разрезам относят ступенчатые (рис. 149, а) и ломаные (рис. 149, б). Ступенчатый разрез — это разрез, образованный двумя и более секущими параллельными плоскостями. Ступенчатые разрезы могут быть получены секущими плоскостями, параллельными одной А-А А-А Рис. 149. Ступенчатый (а) и ломаный (б) разрезы 137 138 какой-либо плоскости проекций: фронтальной, профильной и горизонтальной. Ломаным разрезом называется сложный разрез, образованный двумя пересекающимися плоскостями. При ломаных разрезах секущие плоскости условно повёртывают до совмещения в одну плоскость, при этом направление поворота совпадает с направлением взгляда. Если совмещённые плоскости окажутся параллельными одной из основных плоскостей проекций, то ломаный разрез допускается помещать на месте соответствующего вида. При повороте секущей плоскости изображения элементов детали вычерчиваются так, как они проецировались на секущую плоскость (см. рис. 149, б). Обозначение сложных разрезов. На сложных разрезах положение секущей плоскости показывают штрихами толстой разомкнутой линии, которые не должны касаться контура детали. На сложных разрезах в местах пересечения секущих плоскостей (ломаный разрез) или перехода от одной секущей плоскости к другой (ступенчатый разрез) проводят штрихи разомкнутой линии, показывающие место перехода (см. рис. 149). Перпендикулярно к начальному и конечному штрихам разомкнутой линии проводят стрелки, указывающие направление взгляда, на расстоянии 2...3 мм от внешних концов штриха. Рядом со стрелками наносят прописную букву русского алфавита. Разрез отмечается надписью типа «А — А». В строительных чертежах у линии сечения взамен букв допускается применять цифры, а также подписывать название разреза (плана) с присвоением ему буквенных или цифровых обозначений (ГОСТ 2.305-2008) (рис. 150)*. Условности, принятые при выполнении разрезов. На разрезах тонкие стенки, рёбра жёсткости, спицы показывают не заштрихованными, если секущая плоскость проходит вдоль оси или длинной стороны элемента детали. В строительных чертежах на разрезах видимые линии контуров, не попадающие в плоскость сечения, допускается выполнять сплошной тонкой линией. 1. Что называется разрезом? 2. Как различаются разрезы в зависимости от числа секущих плоскостей? 3. Дайте определение фронтальному, горизонтальному, профильному и местному * Контуры проектируемых зданий и сооружений наносят на план по архитектурно-строительным рабочим чертежам, принимая координационные оси зданий и сооружений совмещёнными с внутренними гранями стен. На конструктивных разрезах здания показывают конструктивные элементы здания и их сопряжения. 139 Рис. 152. Чаша для бритья разрезам. 4. Какие разрезы называются сложными? 5. В каких случаях на разрезах показывают незаштрихованными тонкие стенки, рёбра жёсткости, спицы? 6. Расскажите правила обозначения разрезов на машиностроительных и строительных чертежах. 7. Назовите разрезы и сечения, представленные на чертежах деталей (рис. 151). 8. По наглядному изображению изделия (рис. 152) выполните чертёж с необходимыми разрезами. Размеры произвольные. Творческое задание: найдите и рассмотрите изображения, называемые «взорванный вид», «снятая крыша». Скажите, справедливо ли утверждение, что они наделены свойствами разрезов? Помощник: Михайлов С. М. Основы дизайна: учеб, для студентов архитектурных факультетов и вузов специальности «Дизайн архитектурной среды» / С. М. Михайлов, Л. М. Кулеева. — М.: Новое знание, 1999. 140 Графическая работа: выполните в необходимом количестве видов и разрезов чертёж детали (рис. 153). Размеры произвольные. 25. Соединение вида и разреза Соединение части вида и части разреза. Форма многих деталей не всегда может быть выявлена построением только видов, фронтального, горизонтального и профильного разрезов. Если форму детали (рис. 154, а) отобразить только видами спереди и сверху, то не будет понятно внутреннее устройство детали, глубина выемки. Если выполнить фронтальный разрез и вид сверху детали, то невозможно будет уяснить высоту конструктивного элемента, называемого бобышкой. В таких случаях допускается на одном изображении соединять часть вида и часть соответствующего разреза, разделяя их сплошной тонкой волнистой линией (рис. 154, б). б) Рис. 154. Соединение части вида с частью разреза 141 Ш- ш Рис. 155. Соединение половин вида с половиной разреза Соединение половины вида и половины разреза. На чертежах допускается соединять половину вида с половиной разреза в том случае, если оба изображения симметричны. Границей раздела половины вида и половины разреза является штрихпунктирная осевая линия. При соединении половины вида с половиной разреза на машиностроительных чертежах и рабочих чертежах дизайн-проекта вид располагают слева или над осевой линией, а разрез соответственно справа или под ней (рис. 155). Названное правило не распространяется на соединение половины вида с половиной разреза в дизайн-проекте (рис. 156). Есть исключение из рассмотренного правила. Если на чертеже с осью симметрии совпадает изображение ребра, то соединять половину вида с половиной разреза нельзя. В этом случае соединяют большую часть вида и меньшую часть разреза. Рис. 156. Совмещение если ребро наружное (рис. 157, а); половины вида с половиной либо соединяют меньшую часть разреза при выполнении вида и большую часть разреза, если дизайн-проекта ребро внутреннее (рис. 157,6). Если 142 1 i Рис. 157. Соединение частей вида и разреза внутреннее и наружное рёбра совпадают с осью симметрии, то частично показывают оба ребра (рис. 157, в). 1. В каких случаях на чертеже соединяют часть вида с частью разреза? 2. В каких случаях целесообразно соединять половину вида с половиной разреза? 3. В каких случаях не допускается соединять половину вида с половиной разреза? 4. Рассмотрите деталь (рис. 158) и определите, какие разрезы (простые полные разрезы, соединение половины вида с половиной разреза, соединение части вида с частью разреза) необходимы для отображения формы. Выполните чертёж детали. Рис. 158. Деталь Творческое задание: можно ли изображение «взорванный вид» рассматривать как соединение части вида с частью разреза и почему? Помощник: Михайлов С. М. Основы дизайна: учеб, для студентов архитектурных факультетов и вузов специальности «Дизайн архитектурной среды» / С. М. Михайлов, Л. М. Кулеева. — М.: Новое знание, 1999. Графическая работа: выполните чертёж детали или здания с применением разрезов. Размеры произвольные. 143 26. Выносной элемент A(2V Выносной элемент может содержать подробности, не указанные на соответствующем изображении, и может отличаться от него по содержанию (например, изображение может быть видом, а выносной элемент — разрезом). Выносной элемент — это дополнительное, отдельное изображение (обычно увеличенное) какой-либо части, требующее графических и других пояснений в отношении формы, размеров, иных данных. Например, в тех случаях, когда на основном изображении невозможно показать мелкие элементы изделия, применяют выносные элементы. При применении выносного элемента в машиностроительных чертежах соответствующее место отмечают на виде, разрезе или сечении замкнутой сплошной тонкой линией (окружностью, овалом) с обозначением выносного элемента прописной буквой на полке линии-выноски (рис. 159). Над изображением выносного элемента указывают обозначение элемента и в скобках масштаб, например А (2 : 1). На ландшафтных чертежах выносной элемент допускается не обозначать (рис. 160). На строительных и архитектурных чертежах часть изображения, для которого необходимы дополнительные уточнения, обво- Рис. 159. Изображение выносного элемента на машиностроительном чертеже Рис. 160. Изображение выносного элемента на ландшафтном чертеже 144 дят замкнутой сплошной тонкой линиеи (окружностью, овалом, квадратными или фигурными скобками). На полке выносного элемента (рис. 161) ставят арабскую цифру, что означает, что выносной элемент расположен на том же месте, что и основной чертёж. Если выносной элемент размещён на другом месте основного комплекта рабочих чертежей, то под полкой линии-выноски указывают лист, на котором помещён узел (см. рис. 161). Выносной элемент рекомендуется располагать как можно ближе к соответствующему месту основного изображения. Рис. 161. Обозначение выносного элемента на строительном чертеже 1. Дайте определение выносному элементу. 2. Как выносной элемент выделяется на виде? 3. Как обозначается выносной элемент? 4. В каких случаях на чертежах выносной элемент не обозначается? 5. Используются ли выносные элементы при изображении ландшафтов, географических карт? Творческое задание: найдите примеры использования выносных элементов в деятельности людей различных профессий. Помощник: профессиональные журналы, проспекты. Глава 5. Наглядные изображения и их использование в проектной деятельности 27. Аксонометрические проекции. Стандартные аксонометрические проекции Сейчас трудно восстановить, когда, где и как зародился метод аксонометрических проекций. Его истоки можно найти в древнейших рисунках (рис. 162). Развитие метода было продолжено в картографии, военном деле, книжной графике. Так, в разные века планы городов несли в себе элементы аксонометрических проекций. Архитектурные сооружения на них показывали вертикально стоящими и видимыми одновременно с трёх сторон, что создавало иллюзию трёхмерного пространства. При этом параллельные линии на элементах в действительности сохраняли параллельность на изображениях. Рис. 162. Лучники (фреска) Только в XIX в. Фейрич изложил теорию изометрических проекций, впервые применив этот термин. Такие геометры, как Гаусс, Польке, Шварц, не обошли своим вниманием теорию аксонометрии, сформулировав основную теорему аксонометрии (Гаусс), приведя доказательства её для частного (Польке) и общего (Шварц) случаев. В середине XIX в. аксонометрия становится самостоятельной ветвью начертательной геометрии. На рубеже XX и XXI вв. с развитием современной техники возросла роль геометрического моделирования и наглядных способов графического отображения информации. На новом витке развития культуры проектной деятельности иное значение приобретают аксонометрические проекции и технический рисунок. Они становятся инструментом дизайнерского творчества, позволяя перейти от идеального образа объекта к его графической модели, выполненной на бумажном или электронном носителях. Для того чтобы получить аксонометрическую проекцию, необходимо (рис. 163); — мысленно поместить предмет в систему координат (ОХд; ОУо; 0Z,); — расположить предмет с координатными осями перед аксонометрической плоскостью проекции (Р); 146 Рис. 163. Получение аксонометрической проекции — выбрать направление проецирования, которое не должно совпадать ни с одним из направлений осей координат (задано стрелкой); — направить проецирующие лучи параллельно направлению проецирования через все точки предмета и координатные оси до пересечения с аксонометрической плоскостью проекций и получить изображение проецируемого предмета и координатных осей. Аксонометрической проекцией называется изображение, полученное на аксонометрической плоскости в результате параллельного проецирования предмета вместе с системой координат, которая позволяет показать форму предмета, видимую одновременно с трёх сторон. Аксонометрические оси — это изображения координатных осей, полученные на аксонометрической плоскости. Можно получить множество аксонометрических проекций, по-разному располагая предмет перед аксонометрической плоскостью проекций и выбирая при этом различное (прямоугольное, косоугольное) направление проецирующих лучей. Сравнивая линейные размеры аксонометрических изображений предмета с соответствующими им действительными размерами отображаемого объекта, можно увидеть, что они отличаются друг от друга. Величина искажения была названа коэффициентом искажения (К). Каждой аксонометрической проекции соответствуют свои коэффициенты искажения по осям проекций (рис. 164). В проектной деятельности, как правило, используется пять стандартных аксонометрических проекций. Наиболее часто употребляют 147 К=1 К=1 к и б) Рис. 164. Стандартные аксонометрические проекции: а — прямоугольная изометрическая проекция; б — косоугольная горизонтальная изометрическая проекция; в — прямоугольная фронтальная димет- рическая проекция так называемую прямоугольную изометрическую проекцию (в дальнейшем будем использовать её сокранцённое название — изометрическая проекция) и прямоугольную фронтальную диметри-ческую проекцию (рис. 164). В архитектурном проектировании чаще используется косоугольная горизонтальная изометрическая проекция. 148 z a-произбопьный Рис. 165. Оси плановой аксонометрической проекции на плановой аксонометрии Название стандартных аксонометрических проекций состоит из слов, характеризующих: метод проецирования (прямоугольное, косоугольное); положение объекта относительно аксонометрической плоскости проекций (фронтальная); количество одинаковых коэффициентов искажения — приставка «изо-» означает три одинаковых коэффициента искажения, приставка «ди»—два одинаковых коэффициента искажения, приставка «три*—три коэффициента искажения, не равные между собой. В архитектуре, военной инженерии при необходимости показать застройку жилых кварталов, площадей, заводских площадок, военных гарнизонов часто используют так называемую плановую аксонометрию, оси которой представлены на рисунке 165. 1. Как называется метод, используемый для получения аксонометрических проекций? 2. Какие условия необходимо соблюсти, чтобы получить аксонометрическое изображение? 3. Назовите стандартные аксонометрические проекции. Чем они отличаются друг от друга? 4. Дайте определение изометрической проекции. 5. Как располагаются оси изометрической проекции? 6. Чему равны коэффициенты искажения аксонометрической проекции? 7. Назовите другие сферы профессиональной деятельности, где применяются аксонометрические проекции. 8. Дайте определение понятию «коэффициент искажения*. Творческое задание: найдите изображения, которые можно было бы отнести к «открытой структуре», «взорванному виду*. Можно ли отнести изображения «взорванный вид», «открытая структура» к аксонометрическим изображениям и почему? 28. Построение и чтение аксонометрических проекций Для построения аксонометрических проекций детали используют размеры, указанные на её чертеже. Аксонометрические проекции можно построить различными способами. 149 X % Z Z е Yo Ф Ф Zo Xo Рис. 166. Построение аксонометрической проекции на основе анализа формы Способ построения аксонометрической проекции на основе анализа формы. Рассмотрим его на примере детали, изображённой на рисунке 166. 1. Проводим оси выбранной (заданной) аксонометрической проекции. 2. Мысленно расчленяем форму на простые геометрические тела, последовательно выстраиваем аксонометрическое изображение каждого из них, ориентируя простые геометрические тела относительно друг друга: а) вначале строим «основание» детали, которое имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Для этого откладываем на оси ОХ размер, равный произведению длины детали на коэффициент искажения, принятый для данной оси. На оси OY откладываем размер, равный произведению ширины детали на коэффициент искажения, принятый для оси OY. Через полученные засечки проводим прямые, параллельные аксонометрическим осям, получая аксонометрическую проекцию нижней грани основания детали. Из вершин аксонометрической проекции прямоугольника проводим прямые, параллельные оси OZ, и на них откладываем размер, равный произведению высоты детали и соответствующего коэффициента искажения; б) вычерчиваем аксонометрические изображения стоек подобно построению основания; в) находим аксонометрические проекции центров окружностей и выполняем аксонометрические изображения отверстий. 3. Обводим изображение аксонометрической проекции. Для облегчения построения аксонометрических проекций плоских и объёмных фигур можно воспользоваться таблицей 14. 150 14. Построение аксонометрических проекций плоских и объёмных фигур Ортогональная проекция Аксонометрическая проекция прямоугольная изометрическая косоугольная изометрическая Плоские фигуры Квадрат Фронтальная проекция X /7 V Горизонтальная проекция Профильная проекция 151 Продолжение Ортогональная проекция Аксонометрическая проекция прямоугольная изометрическая косоугольная изометрическая Треугольник Фронтальная проекция Z \> J Горизонтальная проекция А Профильная проекция 4 Z 1 Окружность Ф Фронтальная проекция x/f 152 Продолжение Ортогональная проекция Аксонометрическая проекция прямоугольная изометрическая косоугольная изометрическая Горизонтальная проекция Профильная проекция Объёмные фигуры Параллелепипед По оси ОХ По оси OY 153 Продолжение 154 Продолжение Аксонометрическая проекция прямоугольная изометрическая косоугольная изометрическая Ортогональная проекция Цилиндр [==□ По оси ОХ По оси OY По оси OZ Конус Ф По оси ОХ 155 Способы построения аксонометрической проекции на основе анализа формы показаны в таблице 15. 15. Способы построения аксонометрических проекций и варианты их изображения 156 Продолжение Построение аксонометрических проекций Построение изометрической проекции детали на основе последовательного приращения объёмов Комбинированный способ построения изометрической проекции детали Варианты изображения аксонометрических проекций детали а — с изображением невидимых частей б — без изображения невидимых частей Способ построения аксонометрической проекции по координатам отдельных точек. Рассмотрим его на примере чертежа, изображённого на рисунке 167. 1. На проекционном чертеже (см. рис. 167, а) последовательно буквами обозначаем вершины. 2. Проводим оси выбранной аксонометрической проекции (см. рис. 167, б), например прямоугольной фронтальной диметрической проекции. 3. Используя аксонометрические оси, находим аксонометрические проекции каждой точки, отмеченной на проекционном чертеже. Соединяем их в той же последовательности, как они соединены на ортогональном чертеже. При нахождении аксонометрических 157 *5' а) Рис. 167. Способ построения аксонометрических проекций по координатам отдельных точек: а — проекционный чертёж; б — аксонометрическая проекция проекций точек не забываем о необходимости пересчёта размеров на коэффициент искажения (см. рис. 167, б). Процесс чтения аксонометрических проекций детали состоит в том, что необходимо представить реальную форму детали, абстрагируясь от искажений, присущих аксонометрическим изображениям. Известно, что на аксонометрических изображениях прямые углы могут отобразиться острыми и тупыми, а окружности — эллипсами и т. д. При чтении аксонометрических изображений следует мысленно создать пространственный образ формы, которую имеет деталь. Полученный образ желательно словесно описать или выполнить модель. Например, таким может быть краткое описание изометрической проекции детали «Опора» (рис. 168): форма детали симметрична; её основание представляет собой прямоугольный параллелепипед, в торце которого находится паз в форме ласточкина хвоста; в основании имеются два сквозных цилиндрических отверстия; на верхней части основания детали располагается прямоугольный параллелепипед, имеющий полуцилиндрический паз. Рис. 168. Изометрическая проекция детали «Опора» 158 1. Что означают понятия «чтение» и «аксонометрические изображения»? 2. Какие искажения формы могут содержать аксонометрические изображения? 3. Какие способы построения аксонометрических проекций вы знаете? 4. Можно ли один из способов построения аксонометрических проекций назвать универсальным? Обоснуйте свой ответ. 5. Какой из способов построения вы выбрали как наиболее приемлемый и почему? 6. Прочитайте чертежи модели, различным образом ориентированной относительно плоскостей проекций (рис. 169). Выполните изометрическую проекцию детали. 7. По чертежу выполните изометрическую проекцию одной из деталей (рис. 170). 8. Про- X 2 X □ Рис. 169. Чертежи модели 159 читайте форму одной из деталей, изображённых на рисунке 171. 9. Выполните чертёж одной из деталей, мысленно расположив её ось параллельно горизонтальной и фронтальной плоскостям проекций. Постройте изометрическую проекцию детали в изменённом положении (рис. 171). 10. Отметьте в таблице каким-либо графическим знаком соответствие деталей (рис. 172) способам построения аксонометрических проекций. Способы построения Номера деталей 1 2 3 4 5 6 7 Последовательное удаление объёмов Последовательное приращение объёмов Комбинированный 160 Творческое задание: найдите примеры использования аксонометрических проекций в различных сферах профессиональной деятельности. Примечание: задание выполняется без «Помощника». Графическая работа: выполните аксонометрическую проекцию детали по её проекционному чертежу (см. рис. 171 (2)). 11 Черчение 161 29. Разрезы на аксонометрических изображениях На аксонометрических изображениях, так же как и на ортогональных изображениях чертежа, применяют разрезы, с помощью которых показывают внутреннее устройство изделия. Для построения разрезов в аксонометрии используют, как правило, две секущие плоскости, которые выбирают так, чтобы они совпадали с плоскостями симметрии детали. На рисунке 173 показан разрез (вырез), выполненный на аксонометрической проекции с помощью секущих плоскостей, параллельных фронтальной и профильной плоскостям проекций. Разрезы на аксонометрических проекциях можно выполнять также, рассекая деталь секущими плоскостями, параллельными фронтальной и горизонтальной плоскостям проекций. Если предмет имеет одну плоскость симметрии, то направление одной из секущих плоскостей совпадает с плоскостью симметрии предмета, а направление второй выбирается по плоскости симметрии какого-либо элемента (например, отверстия) этой детали так, чтобы секущие плоскости были перпендикулярны друг другу. На аксонометрических проекциях рёбра жёсткости, спицы маховиков, тонкие стенки в разрезах штрихуются (см. рис. 173). Линии штриховки сечений в изометрических проекциях рекомендуется наносить так, как показано на рисунке 174. Способы построения разрезов. Существует несколько способов построения разрезов в аксонометрических проекциях. Первый способ построения разрезов в аксонометрии заключается в том, что после выполнения аксонометрической проекции детали (рис. 175, а) наносят контуры сечений, образуемые каждой секущей плоскостью. Затем часть детали, находящуюся между секущими плоскостями, удаляют и обводят оставшуюся часть изображения. Наносят штриховку. Второй способ построения разрезов в аксонометрии заключается в том, что Рис. 174. Нанесение сначала строят аксонометрическую проштриховки в изо- екцию фигуры сечений по размерам, метрической проекции взятым с чертежа, а затем достраивают Рис. 173. Аксонометрическое изображение -детали с вырезом 162 Рис. 175. Два способа построения разреза (выреза) в аксонометрии аксонометрическое изображение части детали (рис. 175, 5). В архитектурных чертежах и дизайн-проектах используются аксонометрические изображения, называемые «снятая крыша», если речь идёт об интерьере, перспективные изображения, называемые «открытая структура» или «взорванный вид», если объектом дизайнерского проектирования является какое-либо изделие предметной среды. При этом величина удаляемой части (крыши, оболочки, стены и т. д.) определяется дизайнером в зависимости от того, что требуется показать внутри, или она изображается прозрачной (рис. 176). Рис. 176. «Открытая структура» 1. Каково назначение разрезов в аксонометрических проекциях? 2. Как наносится штриховка на разрезах в аксонометрических проекциях? 3. Постройте прямоугольную изометрическую проекцию четырёхугольной призмы с квадратными 163 Рис. 177. Изометрическая проекция фигуры сечения основаниями 40 х 40 мм и высотой 60 мм со ступенчатым сквозным отверстием: верхняя часть — четырёхугольная призма с квадратными основаниями 32 X 32 мм и высотой 30 мм, нижняя часть — цилиндр диаметром 32 мм. Изображение выполните с вырезом 1/4 части. 4. По фигуре сечения (рис. 177) представьте форму детали и достройте её изометрическую проекцию (задача имеет несколько вариантов решений). Творческое задание: найдите приёмы, используемые для показа внутреннего устройства чего-либо на аксонометрических изображениях. Помощник: Морли Ж. Как бы ты жил в Древнем Египте / Ж. Морли. — М.: ACT, 1995. Графическое задание: постройте изометрическую проекцию детали с выполнением выреза одной четвёртой части (см. рис. 32). 30. Наброски, поисковые и технические рисунки. Их назначение в проектной деятельности Как было сказано ранее, художник, архитектор и дизайнер в своей деятельности используют наброски и рисунки. Для наброска, который выполняется за короткий промежуток времени, характерны определённая условность и лаконичность изображения. С его помощью фиксируется основной замысел автора. Набросок не предусматривает проработку деталей. Он может представлять собой перспективное контурное изображение (см. рис. 80, а). За первоначальной идеей, выраженной в графическом наброске, следует длительный поиск формы будущего сооружения, изделия. С этой целью используется поисковый рисунок (см. рис. 80, б), который выполняется более длительное время по сравнению с наброском. С его помощью многократно перепроверяется выбор того или иного художественного решения. На конструктивном линейном рисунке показываются все невидимые элементы. Он содержит минимум изобразительных средств. 164 с художественной точки зрения конструктивный рисунок дизайнера, как правило, носит незавершённый характер, поскольку предназначен для «служебного пользования». Наброски и поисковые рисунки представляют собой не только рабочий материал, но и имеют художественную ценность, поэтому могут экспонироваться на профессиональных выставках как самостоятельные произведения. Наброски, поисковые рисунки выполняются по правилам перспективы. Инженеры-конструкторы, дизайнеры в своей работе также используют технический рисунок (см. рис. 80, г). Техническим рисунком называют наглядное изображение, обладающее основными свойствами аксонометрических проекций, выполненное без применения чертёжных инструментов, в глазомерном масштабе, с соблюдением пропорций и возможным оттене-нием формы. Технические рисунки давно используются для раскрытия творческого замысла. Вглядитесь в рисунки Леонардо да Винчи, Галилео Галилея, которые настолько полно раскрывают конструктивные особенности приспособления, механизма, что по ним можно выполнить чертежи, разработать проект, изготовить объект в материале (рис. 178). В XIX в. в России технический рисунок как учебный предмет преподавался на высоком профессиональном уровне и считался одной из важнейших составляющих профессионального технического образования и эстетического воспитания будущего специалиста. Дизайнеры по костюму при подготовке изделий к производству также используют технический рисунок, который выполняется по правилам ортогонального проецирования на одну плоскость проекций (рис. 179). Инженеры, дизайнеры используют технический рисунок не только как средство Рис. 179. фиксации первых, промежуточных и окон- Технический рисунок чательных вариантов решения технического в дизайне одежды Рис. 178. Технические рисунки Леонардо да Винчи 165 q) 5) 6) Рис. 180. Технические рисунки деталей, выполненных из металла (а), камня {б), стекла (в), древесины (г) а) 5) 6) Рис. 181. Технические рисунки с выявлением объёма шатировкой (а), шраффировкой (б) и точечным оттенением (в) замысла, но и для проверки правильности прочтения формы, отображённой на чертеже. Технические рисунки обязательно входят в комплект конструкторской документации, подготавливаемой для передачи в зарубежные страны. Они используются в технических паспортах изделий для пояснения устройства и правил эксплуатации изделия. Технический рисунок можно выполнять без выявления объёма, с оттенением объёма, а также с передачей цвета и материала изображаемого объекта (рис. 180). На технических рисунках, используемых в машиностроении, допускается выявлять объём предметов приёмами шатировки (параллельными штрихами), шраффировки (штрихами, нанесёнными в виде сетки) и точечным оттенением (рис. 181). Наиболее часто используемый приём оттенения — шатировка. Выявляя объём предмета, необходимо помнить, что лучи света падают на предмет слева сверху под углом 45° (см. рис. 180, 181). Освещённые поверхности не оттеняются, а затенённые покрываются штрихами (точками). При оттенении штрихи (точки) наносятся с разным расстоянием между ними, что позволяет получить более плотную штриховку (точечное оттенение) и тем самым показать тени на предметах. В таблице 16 показаны примеры выявления формы геометрических тел и деталей приёмами шатировки. 166 16. Оттенение формы приёмом шатировки Геометрическое тело Детали, форма которых состоит из сочетания геометрических тел Призмы Форма изделия состоит из призматических поверхностей Пирамиды Форма изделия состоит из сочетания призматических и пирамидальных поверхностей Цилиндры Форма изделия состоит из сочетания цилиндрических и призматических поверхностей Конусы Форма изделия состоит из сочетания цилиндрических и конической поверхностей Форма изделия состоит из сочетания сферической и цилиндрических поверхностей 167 в архитектурных проектах объём выявляется отмывкой с использованием акварели или туши. Нанося прозрачные слои акварели или туши один за другим, затеняют нужные участки изображения, добиваясь иллюзии объёмности и пространства. Технические рисунки не являются метрически определёнными изображениями, если на них не проставлены размеры. 1. Какое изображение называется техническим рисунком? 2. Какие приёмы оттенения используются для выявления объёма на техническом рисунке? 3. Допускается ли выполнять технические рисунки без оттенения объёма? 4. По чертежу (см. рис. 139) выполните технический рисунок детали с оттенением формы приёмом шатировки. Творческое задание: выявите назначение технического рисунка в дизайне костюма. Приведите примеры. Помоищик: 1. Ростовцев Н. Н. Техническое рисование / Н. Н. Ростовцев, С. А. Соловьёв. — М.: Просвещение, 1979. 2. Основы теории проектирования костюма: учеб, для вузов / под ред. Т. В. Козловой. — М.: Легпромбытиздат, 1988. Графическая работа: выполните технический рисунок детали «Туловище», т. е. часть головы, туловища и хвост (рис. 182). Глава 6. Изделие и техническая информация о нём 31. Детали, сборочные единицы Все предметы окружающей нас действительности, выполненные человеком, называют изделиями (рис. 183). Большинство изделий изготавливают на различных промышленных предприятиях. Каждое предприятие (завод, фабрика, мастерская) специализируется по выпуску определённых видов изделий; самолётов, легковых автомобилей, шин, подшипников, радиоаппаратуры, мебели, одежды, обуви и т. д. Государственным стандартом (ГОСТ 2.101-68) даётся следующее определение изделиям, изготовленным производственным способом: изделие — это любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Устанавливаются следующие виды изделий: детали (например, вал, брус, стакан, иголка и т. п.), сборочные единицы (например, двигатель, дрель, утюг, микросхема и т. п.), комплексы (например, автоматизированная линия сборки автомобилей, поточная линия швейной фабрики, космическая станция), комплекты (например, комплект наладочного оборудования, комплект запасных частей для швейной машины, комплект принадлежностей для телевизора). Все изделия производства должны соответствовать требованиям ГОСТа. Изделия делятся на неспецифицированные и специфицированные. К неспецифицированным изделиям относятся детали. Деталь — это изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций, например вал, литой корпус, рельс, уголок, швеллер и т. п. Детали отличаются друг от друга формой, размерами, материалом. Кроме того, производственные детали различаются некоторыми конструктивными элементами. Сборочная единица — изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе в ходе сборочной операции (свинчивание, сварка, пайка, склеивание, клепание и т. д.), например токарный станок, телефонный аппарат, редуктор и т. д. Сборочная единица может состоять из деталей общего назначения, специальных и стандартных деталей и сборочных единиц. Рис. 183. Изделия 169 Детали, входящие в состав самых различных машин и выполняющие одну и ту же функцию, называются деталями общего назначения. Например, зубчатые колёса, шкивы, втулки имеют общее функциональное назначение — передают движение с одного вала на другой, поэтому они относятся к деталям общего назначения. Детали, встречающиеся только в отдельных машинах, называются специальными. Например, шпиндель металлорежущих станков, лапка швейных машин. Специальные детали могут одновременно являться оригинальными. Чаще всего к оригинальным деталям относятся детали, входящие в состав сборочных единиц — изделий бытовой техники (абажуры, основания, детали настенных светильников, ручки и крышки чайников, корпуса настенных и наручных часов, звенья браслетов), а также кузова современных легковых автомобилей, детали архитектурной отделки зданий, интерьеров и т. д. К стандартным изделиям, входящим в сборочную единицу, относятся крепёжные детали (болты, винты, гайки, шайбы, шпильки, шпонки), подшипники и т. д. 1. Как называются предметы, являющиеся результатом трудовой деятельности человека? 2. Назовите виды изделий. 3. Дайте определение понятию «изделие». 4. Приведите примеры деталей, сборочных единиц, комплексов и комплектов. 5. Дайте определение понятию «сборочная единица». 6. Дайте определение понятиям «детали общего назначения», «специальные детали». 7. Приведите примеры деталей общего и специального назначения. 8. Какие детали относятся к стандартным деталям? Творческое задание: найдите примеры оригинальных деталей, применяемых в машиностроении, архитектуре, быту. Помощник: 1. Интернет. 2. Журналы «ARX», «Проект». 32. Понятия «машина» и «механизм». Требования, предъявляемые к машинам Каждое изделие может являться самостоятельным элементом, составной частью машины, механизма и т. д. Машина и механизм. В зависимости от основного назначения различают три вида машин: энергетические, рабочие, информаци- 170 онные. Машина (лат. machina) — это устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации. Энергетические машины, предназначенные для преобразования любого вида энергии в механическую, называются машинами-двигателями. К ним относятся, например, электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, турбины, поршневые, паровые машины и т. п. Машины, преобразующие механическую энергию в другой вид энергии, называются генераторами (например, генератор переменного тока). Рабочие машины, в том числе и технологические, предназначены для обработки материалов (изменение формы, свойств, состояния). К ним относятся металлообрабатывающие станки, прокатные станы, ткацкие станки, полиграфические машины. Транспортные машины предназначены для перемещения материала, изделий, изменения их положения. К транспортным машинам относятся автомобили, тепловозы, самолёты, вертолёты, подъёмники и др. Информационные машины предназначены для преобразования информации. Машина, в которой все преобразования энергии, материалов, информации выполняются без непосредственного участия человека, называется машиной-автоматом или просто автоматом. Составной частью каждой машины является механизм или комплекс механизмов. Механизм — это устройство, служащее для передачи механического движения. Он представляет собой совокупность подвижно соединённых тел (звеньев), совершающих под действием приложенных сил определённые целесообразные движения. Работа механизма связана с изменением скорости (зубчатая, ремённая передача и др.) или преобразованием одного вида механического движения в другой, например преобразование вращательного движения в поступательное. Всякая машина является механизмом, но не всякий механизм является машиной. Требования, предъявляемые к машинам. В процессе проектирования необходимо учитывать следующие требования: производительность, надёжность, долговечность, точность, экономичность. Производительность — это важный экономический показатель, характеризующий количество вырабатываемой продукции в единицу рабочего времени, в соответствии с установленными нормами в штуках, тоннах, метрах или других натуральных единицах. 171 Надёжность — это комплексное свойство машины, заключающееся в её способности выполнять заданные функции в течение заданного промежутка времени, с сохранением своих основных характеристик при определённых условиях эксплуатации и окружающей среды. Надёжность характеризуется безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью. Долговечность — это свойство машины сохранять работоспособное состояние в течение определённого времени или вплоть до выполнения определённого объёма работы. Она характеризуется техническим ресурсом или сроком службы. Обеспечивается правильным выбором подвижного сочленения и материала трущихся поверхностей. Точность — 1) это степень приближения действительных показателей работы машины к расчётным характеристикам. Зависит от типа механизма, от качества исполнения (зазоров в подвижных соединениях, деформации звеньев в процессе работы механизмов); 2) соответствие формы и размеров обработанных поверхностей требованиям чертежей и технических условий. Экономичность работы машины или системы — это высший критерий совершенства машины, обеспеченного обоснованным выбором простейших геометрических форм деталей, рациональным выбором классов (квалитетов) точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, целесообразной взаимозаменяемостью деталей и сборочных единиц, выбором простых методов обслуживания, эксплуатации и ремонта и т. д. В процессе проектирования инженер, архитектор должны уметь сделать экономический расчёт себестоимости, составить смету затрат на проектирование и производство, вычислить эффективность разрабатываемого изделия и экономически обосновать один вариант из множества. 1. Дайте определение механизму. 2. Чем отличается машина от механизма? 3. Назовите три типа машин. 4. Назовите требования, предъявляемые к машинам, которые необходимо учитывать при проектировании. Творческое задание: изучите экономичность какого-либо изделия (легковой машины, электроприбора и т. д.) и назовите похожее изделие, которое вы предложили бы приобрести человеку, частично или полностью утратившему трудоспособность. Помощник: 1. Журнал «Автолюбитель», проспекты ^ производителей различных электроприборов, мебели. 2. Интернет. 172 33. Соединения деталей в изделии. Резьба. Соединение стандартными крепёжными деталями Виды соединений. Машины и механизмы состоят из отдельных деталей, соединённых подвижно или неподвижно между собой. Например, в мебели (стол, стул) детали соединяются неподвижно, а в бинокле и фотоаппарате части деталей подвижны относительно друг друга. Подвижные и неподвижные соединения могут быть разъёмными и неразъёмными. Разъёмными соединениями называют соединения, которые можно разъединить, не нарушая целостности деталей и элементов, их соединяющих. К разъёмным соединениям относятся: резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые, шплинтовые. Неразъёмными соединениями называют соединения, которые нельзя разъединить, не нарушая целостности деталей и элементов, их соединяющих. К неразъёмным соединениям относятся сварные, клёпаные, паяные, клеёные, запрессованные, развальцованные и т. д. Выбор соединения зависит от назначения, материала, технологии изготовления. В машиностроении чаще всего применяют разъёмные (резьбовые) соединения; в самолётостроении, ракетостроении, судостроении наряду с разъёмными соединениями применяют неразъёмные соединения (клёпаные, сварные). В строительных конструкциях чаще используются неразъёмные соединения (сварные, клёпаные). При монтаже трубопроводов используют как разъёмные, так и неразъёмные соединения (сварные, резьбовые) и т. д. Резьба. Большую группу разъёмных соединений составляют резьбовые соединения (рис. 184), которые делятся на два типа: соединения, осуществляемые свинчиванием деталей с резьбой, и со- Q) Рис. 184. Основные виды резьбовых соединений: а — непосредственным свинчиванием; б — с помощью болта и гайки 173 Рис. 185. Формы профиля резьбы: а — треугольная; б — трапецеидальная; в — упорная; г — полукруглая; д — прямоугольная единения, осуществляемые с помощью крепёжных деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек). Резьба является основным конструктивным элементом крепёжных изделий. Существует несколько определений резьбы. Резьба — 1) это поверхность, образованная винтовым движением плоского контура по цилиндрической или конической поверхности; 2) винтовая канавка постоянного сечения и шага, нанесённая на поверхности деталей машин цилиндрической или слабо конической формы. В зависимости от формы профиля различают треугольную, трапецеидальную, упорную, полукруглую и прямоугольную резьбу (рис. 185). Основные элементы резьбы показаны на рисунке 186, а изображение на чертеже резьбы, нанесённой на стержне и в отверстии, — на рисунке 187, а, б. Различают резьбы крепёжные, крепёжно-уплотнительные и ходовые. К крепёжным резьбам относят метрическую и дюймовую резьбы, которые служат для неподвижного соединения деталей. Метрическая и дюймовая резьбы отличаются углом треугольного профиля — у метрической угол профиля составляет 60°, у дюймовой — 55°. Обозначение метрической резьбы приведёно на рисунке 188, а, б. Рис. 186. Основные элементы резьбы: Р — шаг резьбы; d — наружный диаметр резьбы; d, — внутренний диаметр резьбы; Н-^ — высота рабочего профиля резьбы (высота соприкосновения сторон профиля резьбы на стержне и в отверстии) 174 Фаска И Внутренний Фаска не диаметр резьВы изображается^ Наружный Длина р7зьВы '\Гранииа резьбы диаметр резьбы а) Рис. 187. Изображение резьбы на стержне (а) и в отверстии (б) M2ixl5 fel 5) Рис. 188. Обозначение резьбы в отверстии (а) и на стержне (б): М — метрическая резьба; 24 — наружный диаметр резьбы; 1,5 — мелкий шаг резьбы (крупный шаг не обозначается) К крепёжно-уплотнительным резьбам относятся трубные резьбы. Трубная резьба является дюймовой. Как следует из названия, её применяют для соединения труб. Обозначение трубной резьбы показано на рисунке 189. С1 q) Рис. 189. Изображение и обозначение трубной резьбы: а — труба; б — муфта; 025 — условный проход трубы; GI — резьба трубная 1" (1 дюйм) 175 Обозначение трубной резьбы отличается тем, что её размер задаётся по внутреннему диаметру трубы (диаметр трубы в «свету») и определяется как условный проход трубы, а не по наружному диаметру резьбы. Ходовые резьбы применяют в конструкциях прессов, домкратов, в которых обычно вращательное движение превращается в поступательное. Ходовая резьба может быть прямоугольной (см. рис. 185, д; 190, а), трапецеидальной (см. рис. 185, б; 190, б) и упорной (см. рис. 185, в; 190, в). Для ходовых резьб всегда указывается шаг. Соединение стандартными крепёжными деталями. Резьбовые соединения осуществляются стандартными крепёжными деталями: болтами, винтами, шпильками, гайками (рис. 191). q) Тг ^0x6 5) 7 S80 хЮ Рис. 190. Изображение и обозначение ходовой резьбы: а — прямоугольная; б — трапецеидальная; в — упорная 6) Рис. 191. Резьбовые соединения: I — болтовое; 2 — шпилечное; 3 — винтовое Болтовое соединение 1 (см. рис. 191) осуществляется с помощью болта и гайки. Болт представляет собой цилиндрический стержень, как правило, с шестигранной головкой на одном конце и резьбой на другом (рис. 192, а). В зависимости от диаметра резьбы и длины болта длина нарезанной части может быть различной, например равной длине стержня болта. Головка болта может быть полукруглой и потайной, с усом или квадратным подголовком, предотвращающими проворачивание болта при навинчивании гайки (рис. 192, б, в, г). Условное обозначение болта: Болт М12х 1,5x60 ГОСТ 7798-70. 176 головка q) В) г) Рис. 192. Болты с головкой разной формы: а — шестигранная головка; б — полукруглая головка и квадратный подголовок; в — потайная головка и ус; г — мебельный болт с полукруглой головкой и усом Болтовые соединения широко применяются как в промышленности, так и в строительстве. С помощью болтов часто соединяют детали небольшой толщины. На строительных чертежах металлических и деревянных конструкций болты, шпильки, болтовые и шпилечные соединения изображают условно (табл. 17). 17. Условное изображение на строительных чертежах крепёжных деталей и соединений Крепёжная деталь Условное изображение детали соединения Болт с шестигранной или квадратной головкой т г//. V/! ) ( с полукруглой головкой и усом откидной ? фундаментный 12 Черчение 177 Продолжение Крепёжная деталь Условное изображение детали соединения Винт с полукруглой, цилиндрической головкой т с потайной или по-лупотайной головкой т Гайка шестигранная, круглая или прорезная X Шайба простая или пружинная Гвоздь II Шплинт I Заклёпка с полукруглой, плоской, скруглённой, замыкающей головкой т V/, V/ -dr- С потайной, скруглённой, замыкающей головкой т dr- с потайной, замыкающей головкой т з: 178 q) 5) б) г) Рис. 193. Головки винтов: а — цилиндрическая; б — полукруглая; в — полупотайная; г — потайная ш а) Рис. 194. Установочные винты: о — формы концов винтов; б — пример использования установочного винта Винтовое соединение (см. 3 на рисунке 191) осуществляется с помощью винта. Винт отличается от болта тем, что его головка имеет шлиц под отвёртку, в то время как болт устанавливается с помощью гаечного ключа. Резьба у винта также может быть нарезана на всю длину стержня. Головки крепёжных винтов бывают цилиндрическими, полукруглыми, полупотайными, потайными (рис. 193). Условное обозначение винта с цилиндрической головкой: Винт М 19x45 ГОСТ 1491-80. Винты с полупотайной головкой часто применяются для крепления лицевых панелей приборов и имеют декоративное покрытие (никелирование, хромирование), а также применяются для крепления элементов мебели и являются декоративной отделкой. Установочные винты служат для предотвращения поступательного движения одной детали относительно другой. Такие винты отличаются формой концов (рис. 194, а). Установочные винты упираются концом (рис. 194, б) в дно засверлённого отверстия на валу (оси) или в резьбу детали, совершающей вращательное и одновременно поступательное движение. Уста- 179 4= Устанобочный коней 75 сэ Длина шпильки' Рис. 195. Шпилька новочные винты могут не иметь головки. В этом случае на торце винта имеется шлиц под отвёртку либо внутренний шестигранник под ключ. Шуруп аналогичен винту и предназначен для соединения деревянных деталей. В XVII в. плотники и ремесленники впервые начали использовать шурупы для соединения деталей. В 1841 г. Джозеф Уитворт разработал стандартные размеры для шурупов, которые запустили в массовое производство. Шпилечное соединение (см. 2 на рисунке 191). Шпилька представляет собой стержень, на обоих концах которого нарезана резьба (рис. 195). Резьба на шпильке может быть нарезана на всю длину стержня, длина резьбовой части может быть одинаковой с обеих сторон, диаметр нерезьбовой части может быть меньше диаметра резьбовой, и, наконец, длина резьбовой части (установочный конец) может быть меньше длины резьбы, на которую навинчивается гайка (стяжной конец). Условное обозначение шпильки: Шпилька М20х75 ГОСТ 22032-76. При выборе шпильки для соединения деталей учитывают, что длина Zj её установочного конца зависит от диаметра d шпильки и материала детали, в которую её вворачивают (табл. 18). 18. Длины установочного конца шпильки ГОСТ Длина установочного конца шпильки Z, Металл, в который вворачивается шпилька 22032-76 Id Сталь, титан 22034-76 l,25d Бронза, латунь 180 Продолжение ГОСТ Длина установочного конца шпильки 1^ Металл, в который вворачивается шпилька 22036-76 l,6d Ковкий, серый чугун 22038-76 2d Лёгкие сплавы 22042-76 Iq (для гладких отверстий) Любые материалы Обозначения: d — диаметр шпильки; 1^ — длина стяжного конца шпильки. Шпильки, имеющие одинаковую длину резьбы на обоих концах или резьбу на всей её длине, применяются в тех случаях, когда болт нельзя использовать из-за слишком большой толщины соединяемых деталей. Соединяемые детали имеют сквозные гладкие отверстия, и гайки наворачиваются с двух сторон шпильки. С помощью шпилек часто крепят фланцы и крышки. В этом случае сначала установочный конец шпильки вворачивают в глухое резьбовое отверстие до упора, а затем надевают крышку или фланец и навинчивают гайку. Гайка является ещё одной стандартной крепёжной деталью. Она имеет призматическую (или цилиндрическую) форму со сквозным (реже глухим) осевым резьбовым отверстием. Гайки могут быть шестигранными (рис. 196, а), четырёхгранными (квадратными) с одной фаской, с двумя фасками. Существуют гайки шестигранные прорезные и корончатые (рис. 196, б), имеющие радиальные пазы, предназначенные для стопорения с помощью шплинтов (об этих деталях узнаете далее). 181 Условное обозначение гайки: Гайка М20 ГОСТ 5915-73. В машиностроении и бытовой технике применяются специальные гайки-барашки, которые позволяют производить быструю сборку и разборку соединения (кухонные столы, стойки для туристских палаток и т. д.). Шайбы. В резьбовых соединениях часто под гайку подкладывается плоская шайба, служаш;ая для выравнивания опорных поверхностей, для предохранения поверхности детали от задйров, ведущих к коррозии. Шайбы чаще всего устанавливаются в соединениях деталей из алюминиевых сплавов или неметаллических материалов. Существуют плоские, пружинные (разрезные) (табл. 19), стопорные и другие шайбы. 19. Типы наиболее часто применяемых шайб Труба А-А Рис. 197. Трубное соединение: а — соединение; б — соединительные детали (фитинги): 1 — муфта; 2 — угольник; 3 — тройник; 4 — крестовина Вильям Селлерс (ректор Франклинского института Филадельфии, США) в 1862 г. предложил идею резьбовых соединений V— (болт, винт — гайка), приняв за основу, что все метрические резьбы должны иметь одинаковый угол профиля резьбы при вершине (60°), а в плоском сечении — равнобедренный треугольник. С 1868 по 1901 г. инженеры-механики Филадельфийского инженерного общества утвердили стандарт на метрическую резьбу Селлерса. Этим изобретением весь мир пользуется и сегодня. Трубные соединения (рис. 197, а) осуществляются с помощью трубной резьбы и применяются в строительстве (водяные, воздушные, газовые, масляные трубопроводы отопительной системы), химической и нефтедобывающей промышленности. С помощью резьбовых соединительных деталей — фитингов (муфт, угольников, тройников, крестовин) — одновременно можно соединить две, три и четыре трубы (рис. 197, б). 1. Дайте определение резьбе. 2. Назовите виды резьб. 3. Как обозначается метрическая, дюймовая, ходовая резьбы? 4. Назовите резьбы, которые относятся к ходовым. 5. Можно ли винтовую лестницу рассматривать как пример ходовой резьбы? 6. Напишите условное обозначение следующих резьб: метрическая резьба, диаметр 24 мм, шаг 3 мм — крупный; метрическая резьба, диаметр 183 Рис. 198. Детали для выполнения резьбового соединения: а — винт; б — втулка 42 мм, шаг 3 мм — мелкий; трапецеидальная резьба, диаметр 20 мм, шаг 4 мм. 7. Какие детали относятся к стандартным крепёжным деталям? 8. Чем отличается болт от винта? 9. В каких случаях применяется шпилька? 10. Выполните чертёж соединения двух деталей, показанных на рисунке 198, резьбой М16х 1. Творческие задания; 1. Что общего у винтовой лестницы и винта с ходовой резьбой. 2. Какие характеристики резьбы с круглым профилем позволяют её применять только для слабо нагруженных соединений деталей? Помощник: 1. Журнал «Автолюбитель». 2. Справочники по машиностроительному черчению. 3. Интернет. 34. Разъёмные нерезьбовые соединения Шпоночные соединения (рис. 199) служат для соединения детали (зубчатого колеса, колеса ременной передачи и т. п.) с валом и передачи вращательного или колебательного движения. Часть колеса, которая насаживается на вал, называется ступицей. Часть вала, на которую насаживают колесо, называют головкой (подступичная часть). ____ Шпонка представляет собой стальной брусок, который устанавливается в пазы головки вала и ступицы колеса. Шпонки являются стандартными изделиями. Они обладают рядом достоинств: просты и надёжны по конструкции, имеют низкую стоимость. Существуют призматические (рис. 199, а), сегментные (рис. 199, б), клиновые и тангенциальные шпонки. Призматические шпонки могут быть выполнены со скруглёнными или с плоскими торцами. 184 А-А 5) Рис. 199. Шпоночное соединение: а — соединение призматической шпонкой; б — соединение сегментной шпонкой; 1 — вал; 2 — шпонка; 3 — ступица Размеры сечений шпонок и пазов на валу и в ступице зависят от диаметра вала. Шлйцевые соединения осуш;ествляются зубьями (шлицами) на валу и соответствуюш(ими им впадинами (пазами) на ступице (рис. 200). Эти соединения иногда называют многошпоночными. Они передают любые усилия, хорошо центрируют насаживаемые детали на валах. Шлицевые соединения более прочные, чем шпоночные. Штифтовые соединения. Штифтовые соединения (рис. 201) применяются для точного фиксирования взаимного положения деталей и сборочных единиц. Например, крышка, которая крепится несколькими винтами (шпильками), предварительно фиксируется А-А Рис. 200. Шлицевое соединение с зубьями прямобочной формы 185 2 3 5) С Рис. 201. Штифтовое соединение: а — соединение; б — штифты: 1 — цилиндрический; 2 — конический; 3 — конический разводной (ff; 0 о) 5) Рис. 202. Соединение с помощью шплинта (а), шплинт {б) двумя штифтами, что позволяет сцентрировать отверстия в крышке и корпусе, т. е. облегчить сборку. По форме различают штифты (рис. 201) цилиндрической и конической (гладкие, с разводным концом) формы. Штифты в отверстие запрессовывают, поэтому диаметр отверстия под штифт должен быть несколько меньше диаметра штифта. Соединения деталей шплинтом. Шплинт представляет собой согнутый определённым образом стержень из проволоки полукруглого сечения (рис. 202). Головка шплинта (петля) служит для его установки и предотвращения проскальзывания в отверстие. Концы шплинта имеют различную длину, что даёт возможность их легко развести. Шплинт используют для предотвращения самоотвин-чивания гайки или для закрепления на осях мелких деталей. Его устанавливают в пазы корончатых гаек, в просверленные отверстия на стяжном конце шпильки или на резьбовом конце болта. Концы шплинта разводят в разные стороны: один — на шпильку или болт, а другой — на гайку (см. рис. 202). 1. Назовите разъёмные нерезьбовые соединения. 2. Назовите виды шпонок. Для соединения каких деталей они применяются? 3. С какой целью применяются штифты в машино- и приборостроении? 186 Творческое задание: В какой области медицины применяются винты, штифты и с какой целью? Помощник: Интернет. 35. Неразъёмные соединения В машиностроении, строительстве, судостроении наиболее часто используются такие неразъёмные соединения, как сварные, клёпаные. В радиоэлектронике, лёгкой промышленности широко применяются паяные, клеёные, развальцованные, запрессованные, зафор-мованные, сшитые соединения. Клёпаные соединения. Их применяют в конструкциях, работающих под действием ударных и вибрационных нагрузок, а также для соединения деталей, изготовленных из металлов, плохо поддающихся сварке. Наиболее часто клёпаные соединения применяются в мостостроении, котлостроении, самолётостроении. Соединение осуществляется с помощью заклёпок (рис. 203), поставленных в специально просверленные (пробитые) отверстия в соединяемых деталях. Заклёпкой называется деталь, состоящая из круглого пруткового стержня, снабжённого на одном конце головкой. При клепании на другом конце стержня формируется так называемая замыкающая головка. Существуют заклёпки с полукруглой головкой, потайной, полупотайной и др., а также пустотелые. Q) 5) (а г) 3) Рис. 203. Клёпаное соединение: а — заклёпка с полукруглой головкой; б — заклёпка с потайной головкой; в — заклёпка с полупотайной головкой; г — пустотелая заклёпка; д — соединение 187 q) б) 6) г) Рис. 204. Виды сварных соединений: а — стыковое; б — внахлёстку; в — угловое; г — тавровое (Примечание: зачернённые уголки только для строительных чертежей) Сварные соединения. Сварка — процесс получения неразъёмного соединения деталей машин, конструкций и сооружений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или при совместном действии того и другого. Сваркой соединяют детали из металлов, керамических материалов, пластмасс, стекла, ткани и т. п. Сварные соединения осуществляются различными видами сварки, например электродуговая, газовая, электроконтактная, ультразвуковая. Выбор видов сварки зависит от материала свариваемых деталей, их толщины, назначения и условий работы сварного соединения. По конструкции узлов сварные соединения (рис. 204) делят' на стыковые — со стыковыми швами, внахлёстку, тавровые и угловые — с угловыми швами. На машиностроительных чертежах сварные швы, выполненные электродуговой и газовой сваркой, изображаются сплошной основной линией, к которой подводится линия-выноска с односторонней стрелкой и полкой (рис. 205). На полке указывается: ГОСТ на сварку, вид соединения, обозначаемый буквами: С — стыковое, Н — внахлёстку, Т — тавровое, У — угловое. Рядом с буквой ставится цифра, показывающая способ подготовки кромок. Далее указывается способ сварки. Например, ГОСТ 15878-70 — Н1 —Кт5, где Н1 — соединение внахлёстку без скоса кромок; Кт 5 — диаметр точечной электроконтактной сварки 5 мм (рис. 205, а). Если шов угловой, указывается катет сварного шва, например tx5. 188 гост 5) Рис. 205. Условное обозначение сварного шва: а — точечная сварка; б — сварка по замкнутому контуру Если сварной шов выполняется по замкнутому контуру, то линия-выноска заканчивается окружностью диаметром 3...5 мм (рис. 205, б). Знак «Z», расположенный на полке, обозначает прерывистый или точечный шов с шахматным расположением точек. Знак «[» означает, что сварной шов проходит по незамкнутому контуру. В строительных чертежах сварные швы допускается показывать «ресничками» Рис. 206. Условное изображение сварных швов на строительных чертежах и угловой шов — зачернённым уголком (рис. 206). В промышленности электродуговая сварка занимает первое место среди других видов сварки. Дуговой разряд в виде так называемой электрической (или вольтовой) дуги был впервые обнаружен в 1802 г. русским учёным, профессором физики Военной медико-хирургической академии в Петербурге, а впоследствии академиком Петербургской академии наук В. В. Петровым. Использование для сварки угольных электродов впервые предложил в 1882 г. русский инженер Н. Н. Бенардос, в 1888 г. инженер Н. Г. Славянов заменил угольный электрод металлическим. Паяные и клеёные соединения. Пайкой называется процесс соединения материалов, находящихся в твёрдом состоянии, расплавленным припоем. Соединение происходит за счёт расплавления и диффузии припоя и материала детали. Преимуществом пайки является герметичность и чистота мест соединения, возможность соединения всех металлов, отсутствие деформации соединяемых деталей, широкие возможности механизации и автоматизации. Паяные соединения широко применяются в радиопромышленно- 189 Рис. 207. Паяные соединения: а — без указания особенностей паяния; б — паяние по замкнутой линии 1 1 Рис. 208. Клеёное соединение сти, в легкой промышленности, ювелирном деле. В соединениях, получаемых пайкой, место соединения элементов следует изображать сплошной линией толщиной 2S, где S — толщина сплошной основной линии. Для обозначения паяного шва следует применять знак «и», который наносят на линии-выноске сплошной основной линией (рис. 207, а). Швы паяного соединения, выполняемые по замкнутой линии, следует обозначать окружностью диаметром 3...5 мм, выполняемой тонкой линией (рис. 207, б). Обозначение припоя указывают в технических требованиях, например «Паять ПОС 40 ГОСТ...». Аналогично выполняются чертежи клеёных соединений, только вместо знака «и» наносится знак «К» (рис. 208). В технических требованиях указывается марка клея, например «Клеить Клей БФ-2 ГОСТ...». Клеёные соединения используются во всех отраслях тяжёлой и лёгкой промышленности, строительстве (декоративная отделка внутренних помещений и внешняя отделка сооружений). Существует большое количество всевозможных клеёв. 1. Какие соединения называются неразъёмными и почему? 2. Какие существуют способы сварки? 3. Где применяются паяные соединения? 4. Назовите клеи, которые применяются в строительстве? 5. В каких отраслях промышленности наиболее часто применяют сварные и клёпаные соединения? Творческое задание: найдите примеры изображения и обозначения биметаллов на чертежах. Помощник: 1. Боголюбов С. К. Черчение / С. К. Боголюбов. — М.: Машиностроение, 1984. 2. Большой энциклопедический словарь. — М.: ACT, 2005. 3. Интернет. 190 Рис. 209. Винтовая передача 36. Виды передач Существует множество видов передач движения. Познакомимся с некоторыми из них. Винтовые передачи. В основе винтовой передачи положен принцип работы винта, преобразующей вращательное движение в поступательное и наоборот. Как правило, для винтовой передачи используются винты с ходовой резьбой трапецеидального и прямоугольного (нестандартного) профилей. Винтовые передачи применяются в слесарном инструменте, ручных прессах, домкратах и т. п. (рис. 209). Зубчатые передачи являются передачами зацепления. Вращательное движение от одного вала к другому передаётся с помощью зубчатых колёс: зубья одного колеса входят во впадины другого. При постоянной скорости вращения вала электродвигателя увеличивают или уменьшают скорость вращения приводного вала с помощью установленных в редукторе систем зубчатых колёс. Неизвестны время и имя гениального создателя первой зубчатой передачи. Из древних рукописей известно, что в IV—II вв. до н. э. такие передачи уже существовали. Древнегреческий механик-изобретатель Ктесибий из Александрии использовал зубчатые передачи при сооружении водяных часов. Гениальный итальянский художник и изобретатель Леонардо да Винчи первый сделал наброски зубчатых передач, напоминающие современные. Широкое применение зубчатых передач стало возможным в начале второй половины XIX в. с появлением фрезерных, а затем и зуборезных станков. Зубчатые передачи широко применяются в машино- и приборостроении. Зубчатые передачи с цилиндрическими зубчатыми колёсами применяют, когда оси валов параллельны (рис. 210, а). Зубчатые передачи с коническими зубчатыми колёсами применяются, когда оси валов пересекаются (рис. 210, б). Передачи с винтовыми колёсами и червячные передачи применяют при скрещивающихся осях валов (рис. 210, в, г). Реечная передача служит для преобразования вращательного движения в поступательное (рис. 210, д). Из двух колёс, находящихся в зацеплении, меньшее называется шестернёй, а большее — зубчатым колесом. Ведущим колесом является шестерня. Малое колесо вращается во столько раз быстрее большого, во сколько раз число зубьев на большом колесе больше, чем на малом. Пример выполнения чертежа зубчатой передачи приведён на рисунке 211. 191 Рис. 210. Зубчатые передачи: а — передача цилиндрических зубчатых колёс; б — передача конических зубчатых колёс; в — винтовая зубчатая передача; г — червячные передачи; д — реечная передача I-] В древности материалом для изготовления зубчатых колёс служили бронза и железо. В Средние века колёса делали из древесины. В конце XVIII в. их начали изготавливать из чугуна. Рис. 211. Чертёж зубчатой передачи 1. Для чего применяются зубчатые передачи? 2. Какие зубчатые передачи вы знаете? 3. Какое зубчатое колесо называют шестернёй? 4. Как преобразуется скорость в механической передаче, если ведущим является колесо меньшего диаметра? 5. Приведите примеры механизмов, преобразующих вращательное движение в поступательное. С некоторыми такими механизмами вы познакомились на уроках физики, химии, технологии. 6. Вспомните, в какой всем 192 хорошо известной игрушке поступательное движение преобразуется во вращательное. Творческое задание: можно ли по чертежу винтового механизма определить, на какую величину продвинется винт за один оборот? Поясните свой ответ. Помощник: 1, Учебник «Детали машин и механизмов» любого автора. 2. Энциклопедия. 3. Интернет. Деловая игра «Нормоконтроль»: проверьте чертёж детали «Штуцер» (рис. 212), проанализировав правильность: — выполнения видов и разрезов; — применение линий чертежа; — нанесение размеров; — обозначение метрической резьбы; — написание букв и цифр чертёжного шрифта. Графическая работа: выполните чертёж одного из резьбовых соединений с натуры или по наглядному изображению (рис. 213). Рис. 213. Шпилечное соединение 13 Черчение Глава 7. Конструкторские документы и требования к их оформлению 37. Виды и комплектность конструкторских документов К конструкторским документам, принятым в машиностроении, относят графические и текстовые документы, которые в отдельности или совокупности определяют состав, устройство изделия и содержат необходимые данные для его разработки, изготовления, контроля, эксплуатации и ремонта. Виды документов установлены стандартом. В таблице 20 приведены некоторые из них. 20. Виды конструкторских документов Вид Определение Чертёж детали Документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для её изготовления и контроля Сборочный чертёж Документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для её сборки (изготовления) и контроля Чертёж общего вида Документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его составных частей и поясняющий принцип работы изделия Габаритный чертёж Документ, содержащий контурное (упрощённое) изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами Электромонтажный чертёж Документ, содержащий данные, необходимые для выполнения электрического монтажа изделия Монтажный чертёж Документ, содержащий контурное (упрощённое) изображение изделия, а также данные, необходимые для его установки (монтажа) на месте применения Схема Документ, на котором составные части изделия и связи между ними показаны в виде условных изображений или обозначений Спецификация Документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта 194 Продолжение Вид Определение Пояснительная записка Документ, содержащий описание устройства и принципа действия разрабатываемого изделия, а также обоснование принятых при его разработке технических и технико-экономических решений Технические условия Документ, содержащий требования (совокупность всех показателей, норм, правил и положений) к изделию, его изготовлению, контролю, приёмке и поставке, которые нецелесообразно указывать в других конструкторских документах Эксплуатационные документы Документы, предназначенные для использования при эксплуатации, обслуживании и ремонте изделия в процессе эксплуатации Ремонтные документы Документы, содержащие данные для проведения ремонтных работ на специализированных предприятиях Инструкция Документ, содержащий указания и правила, используемые при изготовлении изделия (сборка, регулировка, контроль, приёмы и т. п.) В зависимости от стадии разработки документы подразделяются на проектные (техническое предложение, эскизный проект и технический проект) и рабочие (рабочая документация). За основные конструкторские документы приняты: для детали— чертёж (рис. 214), для сборочной единицы (рис. 215), комплексов и комплектов — спецификация (рис. 216). Все чертежи в машиностроении выполняются по правилам ЕСКД — Единой системы конструкторской документации. Стандарты ЕСКД распределены по 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 изделий машиностроения и приборостроения; 5 — правила обращения конструкторских документов (учёт, хранение, дублирование, внесение изменений); 6 — правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации; 7 — правила выполнения схем; 8 — правила выполнения документов строительных и судостроительных; 9 — прочие стандарты. 195 R^32. 1. ’Размер для справок. 2. Неуказанные предельные отклонения размеров 3. Острые кромки притупить R0,5. и. Покрытие Х9. iJTU '^зн бист ffdoKUM. Подп Пата Раэоаб. йабыаоб проб Ибаноб Т контр Сидоооб И контр Смирноба ЧтЬ ЕФимоб где. 003.001 Контакт Лит Масса Масштаб 2:1 Лист I Листоб I Пруток ЛС59-1 т.кр. H-i- ГОСТ2060-73 Рис. 214. Рабочий чертёж детали «Контакт» 196 Стандарты ЕСКД обозначаются следующим образом: вначале проставляется класс стандарта (2. — два с точкой), затем указывается классификационная группа стандарта (т. е. цифра, присвоенная группе, например 3), после этого — порядковый номер стандарта в классификационной группе (он состоит из двух цифр, например 01), далее приводится двузначное число, указывающее год регистрации стандарта, которое проставляется после черты (например, «...-68» означает, что стандарт зарегистрирован в тысяча девятьсот шестьдесят восьмом году). Таким образом, запись примет вид ГОСТ 2.301-68, которую будем читать: ГОСТ два, триста один дефис шестьдесят восемь. Строительные чертежи выполняются по правилам СПДС — Единой системы проектной документации. В зависимости от вида изображаемых объектов строительные чертежи разделяют на архитектурно-строительные (чертежи жилых, общественных и производственных зданий), инженерно-строительные (чертежи инженерных сооружений — мосты, дороги, туннели, эстакады, гидротехнические сооружения и др.) и топографические (топографические чертежи земной поверхности, рельефа местности). В зависимости от содержания и назначения чертежи делят на комплекты (части), каждому из которых присваивают постоянные буквенные условные обозначения — марки, например проектам жилых и общественных зданий присваивают марку АС, как содержащим архитектурно-строительную часть, проектам, включающим санитарно-техническую часть, присваивают марку СТ и т. д. Система проектной документации для строительства (СПДС) утверждена и издаётся с 1977 г. в дополнение к Единой системе проектно-конструкторской документации (ЕСКД). Стандартам СПДС присвоен код 21, далее через точку даётся код классификационной группы, затем порядковый номер стандарта в классификационной группе и через дефис — год утверждения. Стандарты СПДС распределены по классификационным группам: 0 — общие положения; 1 — общие правила оформления чертежей и текстовых документов; 2 — правила обращения проектной документации; 3 — правила выполнения проектной документации по инженерным изысканиям; 4 — правила выполнения технологической проектной документации; 5 — правила выполнения архитектурно-строительной проектной документации; 6 — правила выполнения проектной документации инженерного обеспечения (отопление, водопровод, канализация и т. д.); 7 — правила выполнения типовой изыскательской документации; 8 — правила машинно-ориентировочных проектных документов, используемых в АСУ; 9 — прочие стандарты. 197 Рис. 215. Сборочный 198 1. Остальные размеры для спрвок 2. Обеспечить сбободное вращение ролика поз. 1 в пазу стойки поз. 7. Чзм %ст Ы*доким. Подп Нота Разоаб Дабыаоб Проб Ибаноб Т контр Сидороб Ч. контр Смирноба ЕФимоб ГД5.81^6.178СБ Штатиб Сборочный чертёж Лит Масса Мосштоб 1.1 Лист I Листов 1 чертеж штатива 199 § 1 % 1 § Обозначение Наименобание Приме- чание Докиментаиия АЗ ГД58А6.178СБ Сборочный чертёж Сборочные единицы Ai 1 ГД6.8А6.010 Ролик 1 Детали М, 3 ГД7.120.206 Держатель 1 АЗ А ГД7.250.027 Основание 1 АА 5 ГД8.125.115 Скоба 2 АА 6 ГД8.310А20 Кольцо 1 АА 7 ГД9105811 Стойка 1 Стандартные изделия 9 Винт АМЗ-6дх8.А8 ГОСТ17А73-80 А 10 Гайка М16-6Н.5 ГОСТ5915-70 1 12 Штифт 5x1 А ГОСТ3128-70 2 ГД5.8Ш78 Иэм Лис т Н’доким Подп Дата PaiDoi Лавыдоб Штатид Лит Лист Листоб Пооб Петроб 1 Нконт 0 Смирноба Утб Сидрроб Рис. 216. Спецификация 200 в зависимости от характера использования машиностроительные и строительные чертежи различают на оригиналы, подлинники, дубликаты, копии. Оригиналы — это документы, предназначенные для изготовления по ним подлинников. Подлинники — это документы, оформленные подлинными установленными подписями и выполненные на материале, позволяющем многократно воспроизводить с них копии. Дубликаты — это копии подлинников, обеспечивающие идентичность воспроизведения, позволяющие снять с них копию. Копии — это документы, полученные способом, обеспечивающим их идентичность с подлинником или дубликатом, служащие для непосредственного использования при изготовлении, контроле, эксплуатации и ремонте изделия. Документы, предназначенные для разового применения в производстве, допускается выполнять в виде эскиза. Составной частью дизайн-проекта является рабочий проект, который передаётся на производство для изготовления штампов будущего изделия. Как правило, рабочий проект представлен рабочими чертежами, сборочными чертежами, технологическими картами сборки отдельных узлов и деталей объекта, картами цветофактурных решений*. Состав рабочего проекта в каждом конкретном случае, для каждого вида дизайн-проекта различен и зависит от сложности объекта и решаемых проектных задач. В машиностроении по рабочим чертежам перед выпуском большой партии изделий, как правило, изготавливают опытные образцы. Затем проводят испытания, в процессе которых выявляются все просчёты и недостатки конструктивных и функциональных решений. После их устранения изделие передаётся в серийное производство. 1. Рассмотрите один из стандартов ЕСКД и выскажите предположения, почему вносимые изменения не влияют на год утверждения стандарта. 2. Можно ли утверждать, что проектная документация на разные машиностроительные изделия будет представлять собой одинаковый перечень документов технического проекта? 3. Пользуясь ГОСТ 2.102-68, назовите перечень технической документации, необходимой для технического проекта какого-либо изделия, которое выберите самостоятельно. 4. Какие виды конструкторской документации обязательно выполняются на стадии рабочей документации? * Карта цветофактурных решений предназначена для показа колористического решения изделия, здания, интерьера. 201 Творческое задание: в настоящее время в дизайне отсутствует система стандартов. Как вы считаете, нужно ли создавать систему стандартов для этой области профессиональной деятельности? Обоснуйте свой ответ. ^ Помощник: стандарты ЕСКД, СПДС. 38. Чертёж (эскиз) детали и сборочный чертёж С развитием производства чертёж приобрёл статус документа, который в настоящее время используется в различных сферах профессиональной деятельности. Рабочий чертёж детали — это документ, содержащий изображения детали и все необходимые данные для её изготовления и контроля. На рабочем чертеже (см. рис. 214) деталь изображается в необходимом и достаточном количестве видов, с размерами, знаками шероховатости поверхности и другими данными. Рассмотрим рабочий чертёж детали «Контакт». В основной надписи указаны название детали «Контакт», масштаб изображения (масштаб увеличения 2:1), материал, из которого изготавливается деталь (латунь ЛС59, пруток 04). Рабочий чертёж детали представлен совмещением части главного вида с частью фронтального разреза. Условный знак диаметра даёт возможность понять, что форма детали представляет собой сочетание трёх цилиндров и усечённого конуса. Вид штриховки позволяет установить, что деталь выполнена из металла. Указаны размеры детали. На рабочем чертеже детали «Контакт» нанесены предельные отклонения от геометрической формы и расположения поверхностей, а также точность изготовления детали. На приведённом чертеже (см. рис. 214) дано только предельное отклонение от расположения . Этот знак показывает, что при изготов- II 0,05 поверхности знаком лении детали возможно отклонение от параллельности образующей цилиндра относительно оси в пределах 0,05 мм. На чертеже проставлены знаки точности изготовления детали: запись 01,8i/6 показывает, что отклонения от размера 1,8 может составлять не более +0,014 мм; 02,8g'6 означает, что отклонение размера от заданной величины (2,8 мм) может находиться в пределах от 2,8 до 2,702 мм; длина контакта также может иметь отклонение в большую сторону на +0,2 мм и в меньшую сторону на -0,2 мм. Условный знак * над размером (04*) указывает, что этот размер является справочным (т. е. размер не подлежит контролю), а знак ^g/ показывает, что эта 202 поверхность детали не подлежит механической обработке, оставаясь частью заготовки (прутком). Знак в правом верхнем углу формата (\/) показывает чистоту обработки, т. е. степень шероховатости поверхности. На чертеже детали имеется текст, расположенный над основной надписью, — это технические требования, предъявляемые к изготовлению детали. Поясним требования, которые вам незнакомы. Под номером 2 в технических требованиях указано допустимое отклонение некоторых размеров детали «Контакт», обозначенное JT14 — величина поля допуска; JT — поле допуска; 14 — порядковый номер квалитета (всего 19). Поле допуска Т применяется для свободных (неответственных) размеров, так же как и 14 квалитет. Под номером 4 приведено одно из обозначений покрытия (хромирование толщиной 0,009 мм). Эскиз детали — это чертёж разового использования, выполненный от руки без применения чертёжных инструментов в глазомерном масштабе с соблюдением пропорций, по правилам стандартов ЕСКД. Эскизы необходимы при конструировании нового изделия, доработке конструкции опытного образца изделия, поломке детали в процессе эксплуатации, если в наличии нет запасной детали, и др. Размеры, проставляемые на эскизе, должны соответствовать действительным размерам детали. Для эскиза используют бумагу в клетку и карандаши марки М или ТМ. Эскиз детали выполняют в той же последовательности, что и чертёж. Сборочный чертёж — это документ, содержащий изображение сборочной единицы, дающий представление о расположении и взаимной связи составных частей, соединяемых по данному чертежу и обеспечивающих возможность осуществления сборки и контроля сборочной единицы (рис. 217). На сборочном чертеже даётся минимальное, но достаточное число видов, разрезов, сечений, необходимых для сборки и контроля сборочной единицы. Допускается на сборочных чертежах помещать дополнительные схематические изображения соединения и расположения составных частей изделия. При выполнении сборочных чертежей можно соединять часть вида с частью разреза, а также половину вида и половину разреза по тем же правилам, которые установлены для выполнения чертежей деталей. На сборочном чертеже обязательно указываются габаритные, установочные и присоединительные размеры. К габаритным размерам относят наибольшие размеры изделия. Установочные размеры необходимы для правильной установки изделия при монтаже. 203 Размеры для справок. Обозначение ГД6.105.211 Гй6.781.т Наименование Сборочные единицы Корпус Крышка Винт М3-6дх10.016 Стандартные изделия ГОСТт 73-80 Изь Лисп Н'доким Подп дата Разоаб Лавыдов Проб Иванов Т контр Сидоров Н контр Смирнова Чтб Ефимов Приме- чание ГД6.125.783 Переходник Лит Масса Macwmai 11 Лист 1 Листов ! Рис. 217. Сборочный чертёж изделия «Переходник» 204 Присоединительные размеры обеспечивают возможность присоединения изделия при монтаже, которое осуществляется посредством винтов, болтов и т. д., а также контактным способом (контакт штепселя с гнездом розетки). Кроме перечисленных размеров, на сборочном чертеже проставляются контролируемые размеры. На рисунке 215 это размеры 76 max, 35 min. Все составные части сборочной единицы на сборочном чертеже нумеруют в соответствии с номерами позиций, указанными в спецификации, с которой вы познакомитесь далее. Номера позиций наносят на полки линий-выносок, которые проводят от изображения составных частей. Линии-выноски не должны пересекаться. В конце каждой из них ставят точку. Полки линий-выносок располагают параллельно основной надписи чертежа вне контура изображения на одной горизонтали поз. 4, 1 или от одной вертикали поз. 6, 5, 9. Допускается делать общую линию-выноску с вертикальным расположением номеров позиций для группы крепёжных изделий, которые относятся к одному месту крепления (см. рис. 215). Полки линий-выносок изображают сплошной тонкой линией. Их длина не должна превышать 10 мм. Расстояние между полками в одной колонке должно быть равным 10 мм. Номера позиций предлагается писать шрифтом № 5. Если сборочная единица имеет несколько одинаковых стандартных деталей (винтов), то на сборочном чертеже можно показать только одну из них, а для остальных — место их расположения (см. рис. 215). На сборочных чертежах разрешается не вычерчивать крышки, которые могут мешать пониманию внутреннего устройства сборочной единицы. При этом над изображением делается надпись: «Крышка поз. 2 не показана». Перемещающиеся части изделия изображают в рабочем положении, а крайние и промежуточные положения показывают штрихпунктирной линией с двумя точками. На сборочном чертеже при выполнении разрезов штриховка смежных деталей наносится под углом 45° в противоположных направлениях (см. рис. 199) или в одном направлении, но с различным расстоянием между штрихами. На разных изображениях одной и той же детали наносится одинаковая штриховка. На сборочных чертежах допускается не показывать фаски, скруг-ления, проточки, углубления, зазоры между стержнем и отверстием. Каждый сборочный чертёж сопровождается спецификацией. Спецификация — основной конструкторский документ, выполненный в виде таблицы, в которой приводятся наименования, но- 205 мера позиций всех составных частей сборочной единицы и указывается их число. Стандарт (ГОСТ 2.106-96) устанавливает форму и порядок заполнения спецификаций на изделия всех отраслей промышленности. В спецификации составные части сборочной единицы перечисляют в определённой последовательности: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты. Наличие тех или иных разделов определяется составом специфицируемого изделия. Наименование каждого раздела указывают в виде заголовка в графе «Наименование» и подчёркивают (см. рис. 216), не касаясь букв и разделительной линии. После каждого раздела спецификации в соответствии с ГОСТом оставляют свободные строки и резервируют номера позиций для возможного внесения дополнительных изделий. Спецификацию выполняют на отдельных листах (одном или нескольких) формата А4 (см. рис. 216) или размещают непосредственно на сборочном чертеже, выполненном только на формате А4, если имеется достаточно места для её размещения (см. рис. 217). Спецификацию выполняют прежде, чем на сборочном чертеже наносятся номера позиций деталей, входящих в сборочную единицу. Спецификация необходима для комплектования, изготовления и сборки изделия. 1. Дайте определение эскиза. 2. Чем чертёж отличается от эскиза? 3. Назовите этапы выполнения эскиза. 4. Назовите измерительные инструменты, используемые для обмера деталей. 5. Чем отличается чертёж от эскиза детали? 6. На эскизе всегда необходимо выполнять основную надпись чертежа? 7. Рассмотрите спецификацию сборочного чертежа, приведённого на рисунке 216, б. Скажите, какая документация должна быть подготовлена для его изготовления. 8. С чем связаны отличия в заполнении спецификаций на разные изделия? Творческое задание: назовите общее и отличительное в спецификации изделия и экспликации зданий, помещений. Помощник: 1. Будасов Б. В. Строительное черчение / Б. В. Будасов, О. В. Георгиевский, В. П. Каминский. — М.: Стройиздат, 2002. 2. Журналы «Ландшафтный дизайн». 206 39. Виды и комплектность строительных чертежей Строительными чертежами называют чертежи, которые содержат проекционные изображения строительных объектов или их частей и другие данные, необходимые для их возведения, а также для изготовления строительных изделий и конструкций. Содержание и характер оформления строительных чертежей зависят от объекта, его назначения, применяемых конструкций, строительных материалов, методов возведения и стадий проектирования. Поэтому некоторые из них, например чертежи индустриальных изделий и строительных конструкций, применяемых в строительстве, имеют много общего с машиностроительными чертежами и выполняются по стандартам ЕСКД. Остальные чертежи в строительстве оформляются в соответствии с правилами стандартов СПДС (Системы проектной документации для строительства). По своему назначению строительные чертежи подразделяются на две основные группы: чертежи строительных изделий, по которым на заводах и комбинатах строительной индустрии изготавливают отдельные части зданий и сооружений (заготовительные чертежи), и строительно-монтажные чертежи и схемы, используемые на строительной площадке для монтажа и возведения зданий и сооружений (рабочие, монтажные, исполнительные). Заготовительными чертежами называют чертежи, по которым на заводах или строительных полигонах изготавливают строительные конструкции. Рабочие и монтажные чертежи (схемы) — это чертежи, по которым ведётся монтаж зданий и сооружений. Исполнительные чертежи полностью отражают планировку помещений построенного здания, его размеры и строительные конструкции. Рабочие чертежи, предназначенные для производства строительно-монтажных работ, объединяют в комплекты. Строительная документация сопровождается экспликацией, которая так же, как и спецификация, может быть выполнена на отдельном листе (рис. 218, а) либо на листе с изображением фасада здания, промышленной территории (рис. 218, б). Экспликация — это краткие текстовые пояснения к строительному чертежу. В дизайне экспликация изготавливается для ландшафтных чертежей. В ней даётся перечень всех элементов чертежа (малые архитектурные формы, посадки и т. д.). Рабочая документация на строительные чертежи оформляется по правилам, установленным ГОСТ ЕСКД и СПДС. Основное внима- 207 1. проходная 2. Зободоупраблвние 3 Гараж 4. Столобая 5. Хозяйстбенныи дбор 6. Дервбоотделочный цех Экспликация 7 Кузнечный цех в Литейный цех 9 Мехамо-сборочный цех 10 Трансформаторная 11. Насосная 12 Водонапорная башня Строения Асфальтобое пвхрытие Булыжное покрытие Зеленые носаж1ения 13 Котельная 14 Склад топлиба 15 Склады 16. Склад огнеопасных мтериалоб 17. Депо мотобозоб 18 Склады Q) Экспликация помещений Л S g |§ НаимвноЬание Площадь Категория произбодстба по бзрыбнои, бзрыбо-пожарнои и пожарной опасности С * .15 80 , 20 , 10 , 125 ^ 5) 7 Рис. 218. Выполнение экспликации на отдельном листе (б) или в поле строительного чертежа (а) ние сосредоточим на рассмотрении правил оформления таких документов, как чертёж детали, сборочный чертёж, архитектурно-строительный чертёж, спецификация и экспликация. 1. Какие графические и текстовые документы вы знаете? 2. Какие документы называют основными в машиностроении и строительстве? 3. Как различаются строительные чертежи по своему назначению? 4. По строительным чертежам здания (рис. 219) расскажите заказчику о достоинствах проекта. 208 План 1-го этажа iSOO „ 2000 , 2000 --------2 ---- Спальня 15П 7^ S_ Танбур ID^ Л Холл <□ с/у 60 ы гостиная 200 Кухня <б500 8500 План 2-го этажа Спальня „□ п MIIIIIIIN Холл iU Спальня и О Спальня 20 0 V wool 2500 то, 4500 0500 Рис. 219. Проект коттеджа Творческое задание: определите, какая строительная документация должна быть подготовлена для строительства коттеджа, изображённого на рисунке 219. Помощник: 1. Будасов Б. В. Строительное черчение / Б. В. Будасов, О. В. Георгиевский, В. П. Каминский. — М.: Стройиздат, 2002. 2. Профессиональные журналы. 3. Интернет. 40. Форматы, внутренняя рамка и основная надпись чертежей Рабочая документация художественных и технических проектов выполняется на листах бумаги определённых размеров, называемых форматами. Размеры форматов стандартизированы. Стандарт (ГОСТ 2.301-68) допускает использование основных (табл. 21) и дополнительных форматов (табл. 22). Основные форматы получены в результате последовательного деления формата площадью 1189x841 на две равные части параллельно меньшей стороне соот- И Черчение 209 ветствующего формата (рис. 220). Дополнительные форматы образованы увеличением меньших сторон основных форматов на величину, кратную их размерам. Форматы машиностроительных и строительных чертежей оформляются внутренней рамкой, которая наносится по ГОСТу так, как показано на рисунке 221. 21. Основные форматы Обозначение Размеры, мм Обозначение Размеры, мм АО 841X1189 АЗ 297x420 А1 594x841 А2 420x594 А4 210x297 22. Размеры дополнительных (производных) форматов iL >й СО CJ а о Ui я Формат АО А1 А2 АЗ А4 2 1189X1682 3 1189x2523 841X1783 594X1261 420x891 297x630 4 841x2378 594 X1682 420X1189 297x841 5 594x2102 420X1486 297X1051 6 420X1783 297X1261 7 420 X 2080 297X1471 8 297X1682 Для представления художественного проекта выбор форматов (стандартных, нестандартных) осуществляется проектировщиком или группой дизайнеров. На машиностроительных и строительных чертежах обязательно в правом нижнем углу графического и текстового документа располагают основную надпись. Для строительных чертежей она выполняется по ГОСТ 21.101-97 (СПДС), а для машиностроительных чертежей по ГОСТ 2.104-2006 (ЕСКД). Основную надпись на формате А4 располагают вдоль короткой нижней стороны листа (см. рис. 221). Её выполняют сплошными основными и сплошными тонкими линиями (рис. 222). В графах основных надписей, отмеченных кружками, указывают: 1 — обозначение документа; 2 — наименование изделия; 210 '4- Оч ^Л Ы. Сч. ‘ Оч Существуют и другие допуски, которые называют суммарными (например, допуск формы и допуск расположения). В данном курсе они не рассматриваются. Приведём некоторые примеры нанесения допусков формы и расположения поверхностей на чертежах и правильность их прочтения (табл. 25). Данные о допуске указывают в прямоугольной рамке, размер которой по высоте приблизительно 8 мм, длина рамки зависит от числового значения допуска, наличия указания базы, относительно которой отсчитывается допуск. Высота букв, цифр и знаков равна 5 мм. Рамка выполняется тонкой линией. 229 tc со 25. Примеры нанесения допусков формы и расположения поверхностей на чертежах 1. Какие существуют допуски формы? 2. Назовите допуски расположения поверхностей, установленные ГОСТом? 3. Что принимается за базу для отсчёта допуска? 4. Прочитайте обозначение расположения поверхностей, указанное на чертеже (см. рис. 214). 5. Пользуясь таблицами 24 и 25, нанесите на чертежи двух деталей обозначения допусков (рис. 243): допуск плоскостности поверхностей 0,1 мм; допуск соосности отверстий 0,05 мм. Творческое задание: найдите положение стандарта, в котором рассматриваются суммарные отклонения поверхностей. В чём различие в обозначении суммарных отклонений от изученных? Помощник: 1. ГОСТ 2.308-79. 2. Бабулин Н. А. Построение и чтение машиностроительных чертежей / Н. А. Бабулин. — М.: Высшая школа, 2005. 47. Шероховатость поверхности и её обозначение на чертежах Если вы возьмёте в руки какую-либо металлическую деталь и через лупу, обеспечивающую большое увеличение, посмотрите на её поверхность, то увидите множество глубоких и мелких рисок, которые остаются в результате обработки режущими инструментами (резцами, фрезами, свёрлами и т. д.). При любой обработке материалов (резание, литьё и др.) нельзя получить идеально гладкую поверхность. Шероховатость поверхности зависит от технологии изготовления, условий обработки и т. п. На чертеже шероховатость поверхности указывает конструктор. Шероховатость различных поверхностей детали, например поверхности втулки, может быть разной (рис. 244). На изображении втулки указана шероховатость поверхностей на трёх её участках. 231 Рис. 244. Пример обозначения шероховатости поверхностей на чертеже а для остальных поверхностей — в правом верхнем углу чертежа, поскольку она одинакова и составляет Rz40, знак (\/) означает шероховатость остальных поверхностей. Размеры знаков шероховатости приведены на рисунке 245, где // = (1,5...3) Л; h — высота цифр размерных чисел. Шероховатость поверхности на чертеже задаётся параметрами Ra или Rz (рис. 246): Ra — среднеарифметическое отклонение про- ■————------Rz — отклонение, кото- филя по п точкам, Ra = рое определяется как среднее значение разницы между пятью высшими точками и пятью низшими точками, отстоящими от линии, проведённой ниже профиля поверхности ^ (Я, + Я.з + ... + Яэ)-(Я2 + Я,+...+ Я,о) а) б) 6) Рис. 245. Размеры знаков шероховатости: а — знак показывает, что способ обработки не указывается; б — знак показывает, что поверхность детали была получена удалением слоя материала; в — знак показывает, что поверхность получена без удаления слоя материала (литьём, штамповкой) или является профилем проката (уголок, лист и т. д.) 232 Существует 14 классов шероховатости: с 1 по 5 и 13, 14 классы шероховатость поверхности обозначают Rz; с 6 по 12 класс шероховатости обозначают Ra. Различные классы шероховатости (чистоты обработки) достигают разными способами обработки (табл. 26). Чем выше класс шероховатости, тем сложнее его получить, тем дороже деталь. Назначение класса шероховатости зависит от необходимой точности соединений, от эксплуатационных свойств, от предъявляемых требований к внешнему виду. 1. Рассмотрите чертёж (см. рис. 214). Какие поверхности детали имеют наиболее чистую поверхность? Какие поверхности не обрабатываются и почему? 2. Приведите примеры изделий, где требуется высокий класс чистоты (шероховатости) поверхности в машиностроении, дизайне, архитектуре и т. д. 3. Приведите примеры, где требуется низкий класс шероховатости поверхности изделий (деталей) в различных отраслях промышленности. 4. Какие детали в изготовлении дешевле — с высоким классом шероховатости или низким — и почему? 5. Каким способом можно получить высокий класс чистоты поверхности деталей на производстве, в школьных мастерских, в домашних условиях? Творческое задание: найдите примеры обозначения шероховатости поверхности на чертежах деталей различного назначения. Продумайте, указывается ли шероховатость поверхности на чертежах деревянных и пластмассовых деталей. Помощник: 1. Интернет. 2. Суворов С. Г. Машиностроительное черчение в вопросах и ответах: справочник / С. Г. Суворов, Н. С. Суворова. — М.: Машиностроение, 1992. 233 26. Способы обработки и соответствующие Способ обработки Класс 1 2 3 4 5 Точение обдирочное чистовое тонкое Подрезка торца черновая чистовая тонкая Строгание черновое чистовое Развёртывание черновое чистовое отделочное Слесарная обработка (опиливание) Сверление чистовое отделочное Фрезерование черновое (торцовое) чистовое Шлифование чистовое тонкое Полирование, хонингование Параметры, мкм Ra Кг 320 160 80 40 20 234 им классы шероховатости поверхности —- шероховатости 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2,5 1,25 0,63 0,32 0,160 0,080 0,040 0,100 0,050 235 48. Условности и упрощения на машиностроительных и строительных чертежах На рабочих чертежах деталей и сборочных чертежах изделия ГОСТ 2.305-68 предусмотрены условности и упрощения, которые позволяют ускорить процесс выполнения, чтения и деталирования чертежей. Рассмотрим некоторые условности и упрощения, принятые на чертежах деталей, сборочных чертежах сборочных единиц, строительных чертежах. Условности и упрощения на рабочих чертежах деталей. Если деталь имеет несколько одинаковых, равномерно расположенных элементов, то на её изображении полностью показывается один-два таких элемента, а остальные элементы показывают упрощённо или условно (рис. 247). Допускается изображать часть предмета с указанием числа элементов и их расположение (рис. 248). Допускается упрощённо изображать проекции линии пересечения поверхностей: вместо лекальных кривых, если не требуется точного построения, проводить дуги окружностей или прямые линии (рис. 249). 6 спии Рис. 247. Условное изображение элементов детали Рис. 248. Обозначение повторяющихся элементов детали Рис. 249. Упрощённое изображение линий пересечения поверхностей деталей 236 Рис. 250. Изображение детали большой длины Рис. 251. Сальниковое устройство: 1 — сальник; 2 —крышка; 3 — нажимная втулка Плавный переход от одной поверхности к другой можно не показывать. Пластины, а также элементы деталей (отверстия, фаски, пазы, углубления и т. п.) размером на чертеже 2 мм и менее изображают с отступлением от масштаба, принятого для всего изображения, в сторону увеличения. При необходимости показа на чертеже плоских поверхностей предмета на них проводят диагонали сплошными тонкими линиями (см. рис. 233). Длинные предметы (или элементы), имеющие постоянное или закономерно изменяющееся поперечное сечение, допускается изображать с разрывами (рис. 250). На чертежах предметов со сплошной сеткой, орнаментом, рельефом, накаткой и т. д. допускается изображать названные элементы частично, с возможным упрощением. Условности и упрощения на сборочных чертежах. Винты, заклёпки, шпонки, непустотелые валы и шпиндели, шатуны, рукоятки и т. п. при продольном разрезе показывают не рассечёнными. Шарики в подшипниках всегда показывают не рассечёнными. На сборочных чертежах, как правило, показывают не рассечёнными гайки и шайбы (см. поз. 10 на рис. 215). На сборочных чертежах крайнее или промежуточное положение детали показывают штрихпунктирной линией с двумя точками (см. рис. 215). Если на сборочном чертеже необходимо показать деталь, не входящую в сборочную единицу, например, на чертеже тисков необходимо показать закреплённый в них пруток, то его изображают сплошной тонкой линией, что даёт возможность отличить его от деталей, входящих в состав изделия. 237 Для предотвращения просачивания жидкости, пара, воздуха используют уплотнительные (сальниковые) устройства. При вычерчи-вацнии сальниковых устройств нажимную втулку всегда изображают в выдвинутом (исходном) положении (3 на рис. 251). На сборочных чертежах допускается вместо нескольких одинаковых элементов изображать один. Положение остальных следует показывать пересечением центровых линий (см. рис. 215). Условности и упрощения на строительных чертежах. В строительстве для чертежей железобетонных, металлических, деревянных конструкций и столярных изделий, чертежей санитарно-технических систем и др. приняты свои условности и упрощения, характерные для каждой группы чертежей. Условные изображения на чертежах металлических конструкций. Металлические конструкции элементов зданий (стропильные фермы, подкрановые балки и др.) изготавливают из стального проката, стальных труб. В таблице 27 приведены условные изображения наиболее распространённых профилей прокатной стали. 27. Условное изображение профилей проката Профиль проката Условное изображение Швеллер С Зетовый швеллер “L Профиль проката Условное изображение Двутавр Тавр „„JL,, 1 У голок L На видах и разрезах даются контурные изображения прокатных профилей без округления углов и уклонов полок. Условные изображения на чертежах деревянных конструкций. Деревянные конструкции (стены, перекрытия, стропила, полы и т. д.), а также столярные изделия (оконные и дверные блоки, встроенные шкафы, антресоли и т. п.) широко применяются в строительстве деревянных и крупноблочных панельных зданий. Элементы деревянных конструкций соединяют с помощью врубок, гвоздей, болтов, шпонок, нагелей, условное изображение некоторых из них приведено в таблице 28. 238 28. Условное изображение элементов деревянных изделий Наименование Изображение Стык элементов на схематических чертежах в масштабе 1 : 100 и мельче Соединение на шпонках деревянных Соединение на нагелях: а — пластинчатых б — круглых 5) ГН— п —я—1 *-ы— U Самое большое число условных обозначений приходится на чертежи санитарно-технических систем: ГОСТ 2.784-70 устанавливает условные графические обозначения элементов трубопроводов; ГОСТ 2.785-70 — графические обозначения арматуры трубопроводной; ГОСТ 2.786-70 — графические обозначения элементов водоснабжения и канализации. 1. С какой целью вводятся условности и упрощения на чертежах? 2. В чём различие понятий «условность» и «упрощение»? Творческое задание: приведите примеры условностей и упрощений, используемых на рабочих чертежах в машиностроении, строительстве, дизайне, которые не были рассмотрены в данном параграфе. Помощник: Короев Ю. И. Строительное черчение и рисование: учеб, для строит, специальностей вузов / Ю. И. Короев. — М.: Высшая школа, 2003. 239 49. Деталирование сборочного чертежа Прочитать сборочный чертёж — это значит понять назначение сборочной единицы, её устройство, принцип работы, форму каждой входящей детали и способы их соединения. Сборочный чертёж рекомендуется читать в следующей последовательности: 1) прочитать основную надпись и ответить на вопросы: как называется изделие? Каково его назначение?; 2) рассмотреть, какими изображениями оно представлено (виды, разрезы), каковы габаритные, установочные и присоединительные размеры; 3) определить по спецификации и номерам позиций на сборочном чертеже состав изделия: сборочные единицы, детали, прочие изделия, материалы; 4) по виду штриховки на разрезах и другим изображениям сборочного чертежа определить форму каждой детали, входящей в изделие. Выявить способ соединения её с другими деталями изделия; 5) прочитать технические требования, имеющиеся на сборочном чертеже; 6) определить последовательность сборки. Деталирование сборочного чертежа — это выполнение рабочих чертежей деталей (кроме стандартных) по сборочному чертежу. Оно осуществляется в следующей последовательности: 1) чтение сборочного чертежа; 2) мысленное представление формы детали, чертёж которой необходимо выполнить; 3) выполнение чертежа детали: выбор изображений, которые позволяют полно отобразить форму детали; выбор масштаба чертежа; 4) построение изображений; простановка размеров, шероховатости поверхности, предельных отклонений формы и расположения поверхностей; размещение технических требований над основной надписью чертежа; заполнение основной надписи чертежа. Таким образом, последовательно выполняются все необходимые рабочие чертежи деталей, входящих в сборочную единицу. Деталирование — один из важнейших этапов конструирования, заключающийся в подготовке изделия к производству. 1. Дайте определение деталированию. 2. Расскажите алгоритм деталирования сборочных чертежей. 240 Творческое задание: специалисты каких профессий, кроме инженера-конструктора, в своей работе выполняют деталирование? В чём состоит его сущность? Помощник: специальные журналы. Графические работы: 1. Рассмотрите сборочный чертёж, приведённый на рисунке 215. Выполните рабочий чертёж детали 6. 2. На рисунке 252 показана подставка для паяльника. Усовершенствуйте конструкцию подставки, сделав её более устойчивой, жёсткой. Конструкция должна представлять собой сборочную единицу. Выполните сборочный чертёж. Глава 8. Использование компьютерных технологий в проектировании 50. Программа AutoCAD — основной инструмент современного проектирования в машиностроении Одним из способов передачи графической информации и выполнения чертежей является машинный (компьютерный) способ. Применение компьютера как основного инструмента позволяет значительно сократить время выполнения чертежей. Компьютер можно сравнить с большой готовальней, содержащей множество разнообразных инструментов, которыми следует правильно и рационально пользоваться. Качество графического исполнения чертежа на компьютере не зависит от его исполнителя. Существуют различные компьютерные программы для машиностроительного черчения. Наибольшее распространение в мире получила программа AutoCAD (сокращение английского словосочетания Automated Computer Aided Drafting and Design, что в переводе означает «Автоматизированное черчение и проектирование с помощью ЭВМ»). Рабочий стол. После загрузки программы AutoCAD на экране появляется рабочий стол, состоящий из основного поля, на котором вычерчиваются чертежи, и множество инструментов, расположенных вокруг него (рис. 253). В зависимости от нахождения относительно основного поля инструменты подразделяют на четыре группы: расположенные над основным полем (падающие меню. fl .□«а 1,9» ..cte»г•Непала а ааааааааа а тг:. Рис. 253. Рабочий стол AutoCAD 242 стандартная панель инструментов и строка свойств), под ним (командная и статусная строки), слева от основного поля (панели примитивов и редактирования) и справа от него (панели объектной привязки, нанесения размеров и экранное меню). Примечание: изменить положение инструментов можно, но лучше оставить их в том виде, в котором они даются в стандартной постановке. Для выполнения любой операции возможно несколько вариантов исполнения. Например, выполнить команду* Line (линия) можно с клавиатуры в командной строке, в падающем меню DRAW (рисование) или в экранном меню DRAW1, а также в панели примитивов (выбрать соответствующую кнопку). Кратчайшим вариантом выполнения команды Line будет её выбор из панели примитивов. Большинство команд могут иметь различные варианты исполнения (так называемые опции). Примитивы программы. При традиционном способе черчения любой графический объект выполняют с помощью карандаша, угольников, циркуля и т. п. В программе AutoCAD для вычерчивания различных графических объектов существуют различные инструменты — примитивы (табл. 29). 29. Инструменты (примитивы) для вычерчивания графических объектов на компьютере Инструмент Описание инструмента Пикто- грамма Команда И Line Отрезок Отрезок прямой, задаваемый координатами двух крайних точек. Отрезок имеет нулевую ширину ХИпе Прямая Прямая линия, задаваемая двумя любыми точками. Длина её бесконечна. Имеет нулевую ширину РИпе Полилиния Полилиния — плоская составная линия, включающая прямолинейные и дуговые сегменты переменной толщины О Polygon Многоугольник Любой правильный многоугольник на основе полилинии * Команда, инструмент и примитив здесь и далее могут иметь одинаковое обозначение. 243 Продолжение Инструмент Описание инструмента Пикто- грамма Команда п Rectang Прямоугольник Любой прямоугольник на основе полилинии г Arc Дуга Часть окружности, задаваемая различными способами, имеющая нулевую ширину Circle Круг Часть плоскости, ограниченная окружностью, которая имеет нулевую ширину 0 Spline Сплайн Плавная кривая линия, проходящая через заданные точки 0 Ellipse Эллипс Кривая линия, задаваемая большой и малой осями нулевой ширины % Block Блок Составной примитив, имеющий имя и точку вставки и состоящий из других примитивов □ Point Точка Простейший примитив, изображаемый различными плоскими графическими знаками Bhatch Штриховка Область, заштрихованная по определённому образцу Region Область Часть плоскости, ограниченная замкнутым контуром. Области могут складываться, вычитаться и пересекаться И Mtext Текст Примитив, позволяющий наносить текстовые надписи на чертежах Для вычерчивания прямой линии и прямоугольника могут использоваться разные примитивы (Line и Rectang), которые воспринимаются программой как единое неделимое целое. Обычно на экран выведены наиболее часто используемые примитивы, но с помощью стандартных способов можно вывести и другие. Выбор объектов. При выполнении некоторых команд возникает необходимость выбора объекта. При этом в командной строке по- 244 является запрос select objects. В ответ следует указать необходимые объекты. Для выбора одиночных объектов используется квадратный прицел, в который превращается изображение курсора после предложения выбрать объекты. Несколько объектов выбираются последовательно один за другим в ответ на запрос о выборе каждого из них. Для завершения циклического процесса выбора следует нажать клавишу Enter с клавиатуры или правую кнопку мыши. Для выбора нескольких объектов, занимающих определённую область экрана, пользуются прямоугольной рамкой, определяемой двумя щелчками мыши (в двух противоположных вершинах рамки). Если рамка образована при движении курсора слева направо, то выбранными оказываются все объекты, попавшие в неё. Если рамка образована при движении курсора справа налево, то будут выбраны не только объекты, находящиеся внутри рамки, но и объекты, пересечённые ею. Существуют и другие способы выбора объектов, однако описанный наиболее универсален. Редактирование чертежа. В программе AutoCAD для исправления чертежей пользуются группой команд, называемых средствами редактирования чертежа. Команды редактирования находятся в падающем меню MODIFY. Некоторые из средств (команд) редактирования приведены в таблице 30. 30. Инструменты редактирования Инструмент Описание инструмента Пикто- грамма Команда .4^ Erase Удаление объектов Команда удаляет весь примитив (простой или составной) % Сору Копирование Команда позволяет создавать копии выбранных объектов. При этом указывается исходная базовая точка и базовая точка в новом положении /1||^ Mirror Зеркало Команда создаёт зеркальные копии выбранных объектов относительно оси отражения, задаваемой двумя точками а Offset Подобие Команда позволяет построить объект на основе выбранного линейного объекта, отстоящего от него на одинаковое расстояние во всех точках 245 Продолжение Инструмент Пикто- грамма Команда Описание инструмента □□ □□ Array Массив Команда позволяет копировать выбранные объекты в виде групп объектов, объединённых в прямоугольный или круговой массив Move Перемещение Команда позволяет перемещать выбранные объекты на новое место. Указывается исходная базовая точка и базовая точка в новом положении О Rotate Поворот Команда позволяет вращать выбранные объекты вокруг базовой точки на заданный угол Scale Масштабирование Команда позволяет изменить величину выбранных объектов относительно других объектов. Масштабирование осуществляется относительно базовой точки. Все размеры умножаются на масштабный фактор D\ stretch Растяжение Команда позволяет перенести в указанное место определяющие точки примитива, выбранные секущей рамкой (справа налево) Trim Обрежь Команда позволяет удалить часть выбранного объекта до кромок, в качестве которых выступают объекты, пересекающие выбранный объект 0 Extend Удлини Команда позволяет удлинить объект до кромок CJ Break Разорвать Команда позволяет стереть часть выбранного отрезка, круга, дуги, полилинии. Команда запрашивает две точки, между которыми происходит разрыв 0 Join Объединить Команда позволяет объединить выбранные линейные объекты в единый примитив 246 Продолжение Инструмент Пикто- грамма Команда Описание инструмента Chamfer Фаска Команда позволяет осуществить подрезку двух пересекающихся отрезков на заданном расстоянии от точки пересечения и соединяет концы отрезков линейным сегментом Fillet Сопряги Команда позволяет выполнить плавное сопряжение дугой заданного радиуса двух отрезков, двух сегментов полилинии, двух дуг, двух окружностей йГ' Explode Расчлени Команда позволяет расчленить сложные объекты (например, блоки) на составные части Режимы черчения. Статусная строка, расположенная в нижней части экрана, позволяет во многих случаях обойтись без утомительного вычисления и ввода координат. Нажатием на кнопки статусной строки можно включить следующие режимы: шаговый, сетки, ортогонального черчения, полярного отслеживания, объектных привязок, объектного отслеживания, динамического ввода координат, отображения толщины линий, пространства модели или пространства листа. Рассмотрим некоторые из этих режимов: — шаговый режим SNAP позволяет перемещать курсор дискретно с заданным шагом. Шаг задаётся в предварительных установках. В этом случае вместо ввода очередной координаты, если она кратна шагу, достаточно передвинуть курсор на заданное число шагов; — режим сетки GRID позволяет вывести на экран изображение сетки, похожей на миллиметровую бумагу. Размер ячеек предварительно задаётся. Если при этом включён режим SNAP и размер шага совпадает с размером ячеек сетки, то курсор будет перемещаться по узлам сетки; — режим ортогонального черчения ORTHO позволяет проводить прямые линии в двух взаимно перпендикулярных направлениях, параллельных координатным осям; — режим отображения толщины линий LWT показывает на экране заданную толщину линии. Вне этого режима линии будут иметь минимальную толщину; 247 — режим объектных привязок OSNAP позволяет проводить точные геометрические построения (восстанавливать перпендикуляры, проводить касательные, строить параллельные прямые, находить середины отрезков и т. д.). Более подробно рассмотрим команды, называемые объектными привязками (табл. 31). Аналогично тому, как шаговый режим позволяет находить точки, точно лежащие в узлах сетки, объектные привязки позволяют находить характерные точки примитивов. Возможны два состояния режима объектной привязки: постоянный и одноразовый. Постоянный режим объектной привязки устанавливается в диалоговом окне TOOLS ->■ DRAFTING SETTINGS ^ OBJECT SNAP включением соответствующих объектных привязок и режима OSNAP в статусной строке. 31. Объектные привязки Привязка Пикто- грамма Команда Описание привязки Temporary track point Привязка к временной линии, проведённой из указанной точки параллельно одной из координатных осей Г Snap from Привязка к точке, находящейся на заданном расстоянии и в заданном направлении от указанной точки и Snap to endpoint Привязка к конечной точке объекта и Snap to midpoint Привязка к середине линейных объектов или сегментов X Snap to intersection Привязка к точке пересечения двух объектов X Snap to apparent intersec Привязка к воображаемой точке пересечения двух скрещивающихся объектов, лежащих в разных плоскостях □ Snap to extension Привязка к точке, лежащей на продолжении линейных объектов или сегментов 248 Продолжение Привязка Пикто- грамма Команда Описание привязки Snap to center Привязка к центру дуги, окружности, эллипса и некоторых тел вращения О Snap to quadrant Привязка к вершине эллипса или точке, расположенной на окружности под центральным углом, кратным 90°, относительно оси X текущей системы координат <> Snap to tangent Строит объект по касательной к дуге, кругу или эллипсу н Snap to perpendicular Строит объект перпендикулярно другому объекту Snap to parallel Строит объект параллельно другому объекту Snap to insert Привязка к точке вставки блока или текстовой строки □ Snap to node Привязка к объекту точка 13 Snap to nearest Привязка к ближайшей к перекрестию курсора точке я Snap to none Отключает на один раз все объектные привязки, используемые в постоянном режиме 0. Osnap settings Вызов диалогового окна настроек режима постоянной объектной привязки Постоянный режим объектной привязки удобен, когда идёт работа с точками одного типа или чертёж не очень насыщен. В противном случае удобнее использовать одноразовый режим выбора соответствующей кнопки из панели объектных привязок. 249 Работа с использованием объектных привязок ведётся в так называемом прозрачном режиме, т. е. в процессе выполнения другой команды в ответ на запрос о вводе координат. Границы экрана и координаты. Размеры рабочего поля экрана выбирают в соответствии с габаритными размерами объекта. В отличие от традиционного способа черчения в программе AutoCAD всё вычерчивается в натуральную величину, не используя масштаба. О масштабе следует подумать при формировании макета чертежа и выводе его на печать. Поэтому с помощью команды Limits (Format -»• drawing limits) назначаются размеры экрана, соответствующие размерам будущей детали. Одновременно автоматически устанавливается положение начала координат, в котором располагается пиктограмма, обозначающая это начало. Оси X и Y направлены вправо и вверх соответственно, а ось Z направлена из плоскости экрана перпендикулярно ему (см. рис. 253). При движении мыши курсор перемещается в плоскости экрана и его координаты отображаются в статусной строке. Координата z при этом не изменяется, так как курсор находится в режиме двумерного черчения. Большинство команд примитивов требует ввода каких-либо определяющих точек. Этот ввод может осуществляться либо щелчком мыши, либо вводом координат с командной строки. Координаты могут быть абсолютными, исчисляемыми от начала координат, и относительными, исчисляемыми от предыдущей введённой точки. Абсолютные координаты вводятся в следующей последовательности: координата х, запятая, координата у. Перед началом ввода относительных координат вводится символ @, что позволяет считать каждую предыдущую точку временным началом координат для следующей точки. Если в значении координаты имеется десятичная часть, то она отделяется от целой части точкой. Свойства линий. Независимо от того, какой примитив используется при вычерчивании объекта, на экране появляется ряд линий определённой конфигурации. Они обладают традиционными свойствами: толщина и тип линии (сплошная, штриховая, штрихпунк-тирная и т. п.). В программе AutoCAD дополнительными свойствами линии являются цвет и принадлежность слою чертежа. Каждый чертёж представляет собой чертёжный файл, имеющий имя и расширение dwg. Файл может состоять из нескольких слоёв. Представим себе чертёж, выполненный на нескольких листах прозрачной бумаги (кальки): на первом листе — чертёж детали; на втором листе проставлены её размеры; на третьем листе нанесён невидимый её контур и т. п. Если листы кальки наложить друг на 250 друга, получится один полноценный чертёж. В данном случае каждый лист кальки является слоем чертежа, как бы слоем чертёжного файла. Команда Layer (Format layer) позволяет работать со слоями. С её помощью можно создавать новые слои, замораживать (сохранять без изменений) слои, блокировать их, назначать цвет линий, тип линий и толщину линий слоя. Число слоёв в файле не ограничено. Обязательно существует так называемый нулевой слой*. В программе AutoCAD линии одного назначения можно поместить в отдельный слой. Выполнение чертежа плоского контура. Последовательность выполнения чертежа плоской детали (рис. 254) аналогична тому, как если бы этот чертёж выполнялся традиционным способом. Алгоритм решения поставленной задачи приведён в таблице 32. В столбце «Диалог с компьютером» ответы программы приведены с некоторыми несущественными сокращениями. 32. Выполнение чертежа плоского контура Рис. 254. Чертёж плоской детали Описание операций Диалог с компьютером Изображение Расширение границ экрана до размеров формата АЗ Тодготовителъный этап Command: ’_limits Reset Model space limits: Specify lower left corner or [ON/OFF] <0.0000,0.0000>: Specify upper right corner <420.0000,297.0000: Command: '_zoom Создание слоёв чертежа: Contur, Center, Hidden, Dim Command: ‘_layer — * При распечатывании чертежа блоки, созданные на нулевом слое и вставленные на другие слои чертежа, не распечатываются, хотя и будут видны на экране. 251 Продолжение Описание операций Диалог с компьютером Изображение Этап создания плоского контура Построение многоугольного контура по относительным координатам в слое Contur Command: _line Specify first point: Specify next point or [Undo]: @0,110 Specify next point or [Undo]: @200,0 Specify next point or [Close/Undo]: @0,-120 Specify next point or [Close/Undo]: @-175,0 Specify next point or [Close/Undo]: @0,30 Specify next point or [Close/Undo]: @-15,0 Specify next point or [Close/Undo]: @0,-20 Specify next point or [Close/Undo]: c Построение осевых линий в слое Center с использованием объектных привязок Snap to midpoint, Snap from. Snap to intersection Command: _line Specify first point: _mid of Specify next point or [Undo]: Command: _line Specify first point: _from Base point: _int of : @-80,0 Построение в слое Contur окружностей с использованием привязки Snap to intersection в постоянном режиме Command: circle Specify center point for circle or [3P/2P/Ttr (tan tan radius)]: Specify radius of circle or [Diameter]: 35 Command: _circle Specify center point for circle or [3P/2P/Ttr (tan tan radius)]: Specify radius of circle or [Diameter] <35.0000>: 25 252 Продолжение Описание операций Диалог с компьютером Изображение Редактирование полученного контура (редактирование осевых линий, редактирование окружности, построение сопряжения и фасок) ** STRETCH ** Specify stretch point or [Base point/Copy/Undo/ eXit]: Command: _trim Select cutting edges Select object to trim Command: _fillet Select first object or [Undo/Polyline/Radius/ Trim/Multiple]: r Specify fillet radius <0.0000>: 20 Select first object Select second object or shift-select to apply corner: Command: _chamfer (TRIM mode) Current chamfer Distl = 0.0000, Dist2 = 0.0000 Select first line or [Undo/ Polyline/Distance/Angle/ Trim/mEthod/Multiple]: d Specify first chamfer distance <0.0000>: 10 Specify second chamfer distance <10.0000>: Select first line or Select second line or shift-select to apply corner; Нанесение размеров в слое Dim Объёмное моделирование. Помимо традиционного линейного (плоскостного) вычерчивания объектов программа AutoCAD позволяет создавать виртуальные объёмные (твердотельные) модели этих объектов. Моделям можно присвоить физические свойства. Построив объёмную модель, можно получить любую её проекцию. 253 Объёмные объекты можно получать различными способами: выдавливанием замкнутой области в заданном направлении, вращением области вокруг заданной прямой. В программе AutoCAD имеется набор таких простых базовых тел, как параллелепипед, цилиндр, конус, призма, тор, сфера. Их сочетание (сложение, вычитание или пересечение), т. е. выполнение булевых операций, позволяет получать новые тела. Пример (алгоритм) построения объёмной модели крышки (рис. 255) на основе сочетания базовых тел и их дальнейшего редактирования приведён в таблице 33. В процессе построения для упрощения вычисления координат неоднократно используются перенос и поворот начала координат (команда UCS), а также переход в изометрическое изображение (View 3D views -> isometric). Рис. 255. Объёмная модель крышки 33. Создание твердотельной модели крышки Описание операций Диалог с компьютером Изображение Этап создания параллелепипедов Создание параллелепипедов Command: _Ьох Specify corner of box or [CEnter] <0,0,0>: Specify corner or [Cube/ Length]: 230,120,45 Command: _-view Enter an option [?/Categorize/lAyer state/Orthographic/Delete/ Restore/Save/Ucs/Window]: _swiso Regenerating model. Command: _ucs Specify new origin point <0,0,0>: _mid of Command: _box Specify corner of box or [CEnter] <0,0,0>: -40,0,0 Specify corner or [Cube/ Length]: 40,120,80 254 Продолжение Описание операций Диалог с компьютером Изображение Объединение параллелепипедов Command: union Select objects: 1 found Select objects: 1 found, 2 total Создание вырезаемого параллелепипеда Command: _ucs Specify new origin point <0,0,0>: mid of Command: _box Specify corner of box or [CEnter] <0,0,0>: -45,0,0 Specify corner or [Cube/ Length]: 45,120,10 Создание вырезаемых цилиндров(перенос начала координат далее не описывается) Этап создания вырезов Command: _cylinder Specify center point for base of cylinder or [Elliptical] <0,0,0>: Specify radius for base of cylinder or [Diameter]: 22.5 Specify height of cylinder or [Center of other end]: -10 Command: _cylinder Specify center point for base of cylinder or [Elliptical] <0,0,0>: Specify radius for base of cylinder or [Diameter]: 15 Specify height of cylinder or [Center of other end]: -45 Command: _cylinder Specify center point for base of cylinder or [Elliptical] <0,0,0>: Specify radius for base of cylinder or [Diameter]: 20 Specify height of cylinder or [Center of other end]: 80 255 Продолжение Описание операций Диалог с компьютером Изображение Вычитание заемых тел выре- Command: _subtract Select solids and regions to subtract from Select objects: 1 found Select solids and regions to subtract Select objects: 1 found, 6 total Создание фасок Этап редактирования модели Command: _chamfer Select first line or [Undo/ Polyline/Distance/Angle/Trim/ mEthod/Multiple]: Base surface selection... Enter surface selection option [Next/OK (current)] : n Enter surface selection option [Next/OK (current)] : Specify base surface chamfer distance <10.0000>: 30 Specify other surface chamfer distance <25.0000>: 30 Select an edge or [Loop]: Select an edge or [Loop]: Select an edge or [Loop]: Создание сопряжений Command: _fillet Select first object or [Undo/ Polyline/Radius/Trim / Multiple]: Enter fillet radius <20.0000>: 20 Select an edge or [Chain/ Radius]: 6 edge(s) selected for fillet. Command: _fillet Select first object or [Undo/ Polyline/Radius/Trim/ Multiple]: Specify fillet radius <20.0000>: 5 Select an edge or [Chain/ Radius]: 26 edge(s) selected for fillet 256 Образование комплексного чертежа. Аналогично тому, как в пространстве находятся объект и лист бумаги, на который необходимо перенести графическую информацию об этом объекте, в программе AutoCAD существует два зависящих друг от друга пространства: пространство модели и пространство листа. Пространство модели близко по своей сути к трёхмерному пространству, в котором находится изучаемый объект. Пространство листа играет роль листа бумаги и плоскости проекций. В пространстве модели создаётся виртуальная модель объекта. Оно может быть двух- и трёхмерным. В первом случае речь идёт о плоскостном черчении, а во втором — об объёмном моделировании. При использовании двухмерного пространства модели построение проекций принципиально не отличается от построения проекций традиционным способом на обычном листе бумаги. Различие заключается лишь в возможностях традиционного и компьютерного способов построения линий. При использовании трёхмерного пространства возникает возможность создания объёмных моделей объектов. В этом случае процесс проецирования отличается от традиционного. Переход из пространства модели в пространство листа осуществляется через статусную строку (кнопка Model) или нажатием на одну из закладок под рабочим полем (по умолчанию существуют две закладки Layoutl и Layout2, но можно создавать и новые). Обратный переход осуществляется нажатием кнопки Model под рабочим полем. Связь между пространством модели и пространством листа осуществляется через видовые экраны (View ^ viewports), аналогичные плоскостям проекций. Создание одного видового экрана равносильно проецированию на одну плоскость проекций. Создание большего числа экранов позволяет проецировать на несколько плоскостей проекций. Число экранов не ограничено. Контур видового экрана может иметь произвольную форму. Видовые экраны можно перемещать по листу. Изображение внутри видового экрана можно менять (редактировать). Видовые экраны позволяют компоновать чертёж в пространстве листа. С помощью команды Vports можно получать проекции или виды объекта. Для получения комплекса проекций с последующим построением разрезов лучше использовать команду Solview, в рамках которой можно, не выходя из неё, получать и виды, и разрезы. Последующая обработка видовых экранов командой Soldraw позволяет получить чертёж объекта, состоящий из необходимых видов и разрезов. В таблице 34 приведён алгоритм построения необходимых видов и разрезов ранее рассматриваемой объёмной модели крышки (см. 17 Черчение 257 Модель I"»" Рис. 256. Чертёж объёмной модели крышки, выполненный в программе AutoCAD рис. 255). После создания видов и разрезов чертёж доводится до завершения: замораживаются слои невидимого контура и видовых экранов, заменяется образец штриховки, проводятся осевые линии, проставляются размеры. Окончательный вид чертежа представлен на рисунке 256. Создание сборочного чертежа. На примере двух простых деталей, соединяемых резьбой, выполним сборочный чертёж. Каждая из деталей выполнена в объёмной графике в виде объёмных моделей. (Их создание, аналогичное созданию модели крышки, в дальнейшем не рассматривается и принимается уже в готовом виде.) Процесс построения сборочного чертежа приведён в таблице 35. На рисунке 257 приведён окончательный вид AutoCAD сборочного чертежа. Рис. 257. Сборочный чертёж, выполненный в программе 258 34. Создание видов и разрезов объёмной модели крышки Описание операций Диалог с компьютером Изображение Этап создания видов N) сл «о Создание вида сверху Command: _solview Enter an option [Ucs/Ortho/ Auxiliary/Section]: u Enter an option [Named/World/?/ Current] : w Enter view scale <1>: 0.5 Specify view center: Specify first corner of viewport: Specify opposite corner of viewport: Enter view name: Вид сверху Создание вида сне- Enter an option [Ucs/Ortho/ реди Auxiliary/Section]: о Specify side of viewport to project: Specify view center: Specify first corner of viewport: Specify opposite corner of viewport: Enter view name: Вид спереди Создание вида еле- Enter an option [Ucs/Ortho/ ва Auxiliary/Section]: о Specify side of viewport to project: Specify view center: Specify first corner of viewport: Specify opposite corner of viewport: Enter view name: Вид слева to 05 О Продолжение Описание Диалог «- Изображение операций с компьютером Этап создания разрезов Создание фронтального разреза Создание профильного разреза Enter ап option [Ucs/Ortho/ Auxiliary/Section]: s Specify first point of cutting plane: _cen of Specify second point of cutting plane: _cen of Specify side to view from: Enter view scale <0.5>: Specify view center: Specify first corner of viewport: Specify opposite corner of viewport: Enter view name: Разрез 1—1 Enter an option [Ucs/Ortho/ Auxiliary/Section]: s Specify first point of cutting plane: _mid of Specify second point of cutting plane: _mid of Specify side to view from: Enter view scale <0.5>: Specify view center: Specify first corner of viewport:( Specify opposite corner of viewport: Enter view name: Разрез 2—2 Этап создания комплекса проекций Выравнивание видовых экранов ** STRETCH ** Command: move Обработка экранов командой SOLDRAW Command: _soldraw Select viewports to draw.. Select objects: 1 found Select objects: 1 found, 2 total Select objects: 1 found, 3 total Select objects: 1 found, 4 total Select objects: 1 found, 5 total N) 05 05 to 35. Создание сборочного чертежа Описание операций Диалог с компьютером Изображение Создание объёмных моделей деталей Объёмные модели созданы предварительно и диалог с компьютером аналогичен диалогу, описанному в таблице 34 Перемещение одной из деталей до совмещения с другой Command: move 1 found Specify base point or [Displacement] : Specify second point or : Создание главного вида и разреза, совмещённого с ним (вид сверху предварительно был создан для получения разреза, а затем удалён) Command: _solview Enter an option [Ucs/Ortho/Auxiliary/ Section]: u Enter an option [Named/World/?/Current] : Enter view scale <1>: Specify view center: Specify first corner of viewport: Specify opposite corner of viewport: Enter view name: Вид сверху Enter an option [Ucs/Ortho/Auxiliary/ Section]: о Specify side of viewport to project: Specify view center: Specify first corner of viewport: Specify opposite corner of viewport: Enter view name: Вид спереди Enter an option [Ucs/Ortho/Auxiliary/ Section]: s Specify first point of cutting plane: _cen of Specify second point of cutting plane: _cen of Specify side to view from: Enter view scale <1>: Specify view center: Specify first corner of viewport: Specify opposite corner of viewport: Enter view name: Разрез 1—1 Обработка изображения и простановка размеров Command: _soldraw Select viewports to draw. Select objects: 2 found to 05 00 1. Какие типы команд существуют в программе AutoCAD? 2. Для чего предназначена статусная строка? 3. Как осуществляется выбор объектов? 4. Какими свойствами обладают линии в программе AutoCAD? 5. Как вводятся координаты точек? 6. Для чего предназначены пространство модели и пространство листа? Творческое задание: начертите в изометрии элементарные геометрические тела (куб, цилиндр, конус, шар) традиционным способом на листе чертёжной бумаги, в программе AutoCAD в линейной и объёмной графике. Сравните полученные результаты и сделайте выводы. Примечание: задание выполняется без «Помощника». 51. Программа ArchiCAD — инструмент архитектурно-строительного проектирования Программа ArchiCAD, разработанная компанией Graphisoft в 1984 г., основана на идее создания «виртуального здания», т. е. объёмной модели, соответствующей реальному зданию. Эта модель содержит информацию в виде взаимосвязанных чертежей и расчётов, которые представляют собой комплект архитектурно-строительной документации: чертежи поэтажных планов, разрезов, фасадов, узлов строительных конструкций, сметные расчёты, экспликации и объёмное изображение проектируемого здания. Любые изменения в конструкции здания автоматически меняют информацию в конструкторской документации и вид всех чертежей. Пользователь программы с помощью набора специальных инструментов может создавать привычные конструктивные объекты здания (стены, балки, колонны, перекрытия, крыши, окна, двери, лестницы и т. п.). Каждый из объектов (параметрический объект) имеет характерные свойства (высоту, толщину, материалы для отделки и т. д.), которые можно изменять. Основная работа пользователя осуществляется в окнах для создания поэтажных планов. Параллельно с этим программа создаёт объёмную модель здания, которая меняется вместе с изменениями, вносимыми в чертежи планов. Такой способ работы позволяет избежать ошибок уже на ранних стадиях проектирования. С каждой новой версией программа совершенствуется, появляются новые инструментальные и расчётные средства, возрастает степень удобства их использования. Вместе с программой ArchiCAD поставляется обширная библиотека разнообразных объектов, применяемых в процессе проектирования (окна, двери, лестницы. 264 1 — панель инструментов; 2 — меню; 3 — табло команд; 4 — информационное табло; 5 — навигатор; 6 — окно плана; 7 — команды управления изображением; 8 — панель состояния мебель, элементы интерьера, осветительные приборы и т. п.). Дополнительно библиотечные объекты* можно загрузить из Интернета. Рабочий стол ArchiCAD. Рабочий стол программы (рис. 258) представляет собой совокупность динамически связанных между собой окон и набора инструментов и команд для создания, редактирования и просмотра объектов проекта, а также извлечения разнообразной информации о проекте. Все окна и панели инструментов можно свободно перемещать по экрану и изменять их размеры. * В программе ArchiCAD некоторые трёхмерные объекты, их двумерные символы (двери, окна, мебель и сантехническое оборудование, элементы отделки и декора здания и др.) и элементы визуализации проекта (фигуры людей, растения, транспортные средства и т. д.) называются библиотечными элементами (библиотекой). 265 Меню. В верхней части экрана располагается строка меню (см. рис. 258). Пункты этой строки являются заголовками разворачивающихся списков всех команд, инструментов и настроек программы. Панель инструментов. Панель инструментов расположена вертикально в левой части экрана (см. рис. 258). Если панель инструментов отсутствует на экране, надо выполнить команду из меню: Окно ->■ Панели -> Панель инструментов. Панель инструментов содержит чертёжные принадлежности — инструменты для выбора объектов, для конструирования пространственных объектов, для вычерчивания двумерных графических объектов и визуализации проекта. Инструменты представлены кнопками с пиктограммами (картинками с изображением создаваемых этим инструментом объектов). Условно инструменты можно разделить на три группы в соответствии с их назначением: инструменты выборки, инструменты конструкций и инструменты документирования. Инструменты выборки (табл. 36) предназначены для выбора любых графических объектов с целью их дальнейшего редактирования. 36. Инструменты выборки Инструмент Описание инструмента Пиктограмма Название ш Указатель Выборка объектов ■ 1 Бегущая рамка Вспомогательный способ выбо- ра объектов, создающий многоугольную область выбора Инструменты конструкций (табл. 37) предназначены для создания трёхмерных объектов, являющихся элементами здания. 37. Инструменты конструкций Инструмент Пиктограмма Название Описание инструмента Стена Создание стен здания различных форм и конструкций Дверь Создание дверных проёмов и вставка дверей в стены здания 266 Продолжение Инструмент Пиктограмма Название Описание инструмента Окно Создание оконных проёмов и вставка окон в стены здания Световой люк Создание световых люков и вставка мансардных окон в крыши Крыша Создание скатных, купольных и сводчатых крыш Балка Создание балок — прямолинейных горизонтальных или наклонных конструкций различных сечений I Колонна Создание колонн — вертикальных или наклонных стержневых конструкций различных сечений Перекрытие Создание перекрытий — многоугольных призматических конструкций Лестница Создание и размещение лестниц и пандусов — наклонных площадок для въезда транспорта ЗВ-сетка Создание ландшафта как трёхмерной поверхности Зона Создание объекта, как правило, внутри помещений, несущего информацию об их площадях, объёмах и т. п. Объект Вставка 2D- и 3D - библиотечных объектов в проект 9 Источник света Размещение источников света в проекте Камера Размещение видеокамер для построения ЗВ-проекций и создания сцен виртуальной реальности Инструменты документирования (табл. 38) служат для создания двухмерных объектов оформления чертежей и простановки размеров. 267 38. Инструменты документирования Инструмент Описание инструмента Пиктограмма Название А Линейный размер Простановка линейных и дугообразных размерных цепочек на любых чертежах, а также отметок высот на чертежах разрезов и фасадов Радиальный размер Простановка радиусов окружностей и дуг Угловой размер Простановка угловых размеров 0 Текст Размещение надписей на чертежах 0 Выносная надпись Размещение выносных надписей на чертежах В Штриховка Создание заштрихованных областей 0 Линия Вычерчивание односекционных и многосекционных прямых линий, прямоугольников О Дуга/окружность Вычерчивание дуг, окружностей, эллипсов а. Полилиния Вычерчивание полилинии — линии, состоящей из прямых и дугообразных сегментов, в которой все сегменты объединены в единое целое л- Сплайн-кривая Вычерчивание кривых линий любой формы Разрез/фасад Создание на плане секущих плоскостей для построения разрезов и фасадов Для того чтобы активизировать один из инструментов, необходимо навести курсор на пиктограмму с изображением инструмента и нажать левую кнопку мыши. 268 Рис. 259. Информационное табло Информационное табло. Информационное табло расположено горизонтально (третья строка) в верхней части экрана (см. рис. 258). Если информационное табло отсутствует на экране, надо выполнить команду Окно —>■ Панели ^ Информационное табло. Информационное табло позволяет устанавливать основные параметры и способы вычерчивания создаваемых или редактируемых объектов, а также открывает доступ к диалоговым окнам (окнам для установки параметров) этих элементов. Для каждого инструмента панели инструментов существует своё информационное табло, на котором всегда есть кнопка с изображением выбранного инструмента. Диалоговые окна открываются после выбора щелчком мыши такой кнопки. Например, при выборе инструмента «стена» в панели инструментов (см. табл. 37) информационное табло будет выглядеть так, как показано на рисунке 259. В открытом диалоговом окне можно установить следующие параметры: высоту, толщину и форму стены, способ представления на плане и в разрезе, уровень (вертикальное 269 расположение) стены относительно проектного нуля*, материалы покрытий для всех поверхностей стены, индексы для представления стены в сметах. Окна. В программе существует множество взаимосвязанных окон, несущих различную информацию о проекте, содержимое которых постоянно обновляется по мере работы над проектом. Пользователь, внося изменения, например, в план этажа, видит эти изменения в объёмном изображении, на разрезах и фасадах, в сметах и спецификациях и т. п. Условно окна можно разделить на рабочие и вспомогательные. Рабочие окна служат для создания, редактирования и просмотра проекта. Это окна планов этажей, окна разрезов и фасадов, окна внутренних видов, 3D-okho. Окно плана этажа (см. рис. 257) всегда открывается первым при открытии ранее созданного файла и при создании нового проекта. Закрытие окна равносильно закрытию файла-проекта. В окне плана этажа отображаются элементы проекта, принадлежащие текущему этажу. В ходе работы над проектом может быть добавлено любое число этажей, каждый из которых будет отображаться в собственном окне. Этажи создаются командой Конструирование Установка этажей. 3D-OKHO используется как для наглядного объёмного представления проекта на любой его стадии, так и в качестве рабочего окна, в котором может осуществляться создание и редактирование проекта. Объёмная модель проектируемого объекта может быть представлена в перспективной или аксонометрической проекции. Вспомогательные окна предназначены только для отображения определённой текстовой информации о проекте (подсчёта расходов материалов, экспликации, спецификации и т. п.), которая создаётся программой автоматически. Поскольку размер и местоположение окон можно изменять, то рабочий стол можно сформировать так, что на экране одновременно будет находиться несколько окон. На рисунке 260 изображён рабочий стол с четырьмя рабочими окнами: окно плана одного из этажей, 3D-OKHO, окно фасада и окно с изображением генерального плана. Одним из способов перемещения между окнами является использование навигатора. * В проекте каждый объект располагается на определённом уровне (высоте). Уровень отсчитывается от проектного нуля. За проектный нуль принимается уровень пола первого этажа. Если объект располагается выше проектного нуля, то его отметка уровня положительна, а если ниже — отрицательна. 270 •f 2 стуовнь.печдть_122222 • Grephiwft ArchfCAD 12 •wM *Чмеор IM какту>|^с»» ч Дв1*чи* nijurpM Тм(пм4 Ов«о Oip»»» О В d X Ч 9i • и У «ri •fw'• - • ii * QQ SS ' Я! • Я ■ »Wo**** * # 1i at« e«] МСИ Qe««*KMC*»tv»‘^ v mj a>»4xt»-yf(« * % |F4t<«i*we(4i QiAoa» J<9вмм>ч» Т'Ж ■ « X Рис. 260. Рабочий стол с несколькими рабочими окнами Навигатор. Если навигатор отсутствует на экране, надо выполнить команду Окно —> Панели -♦ Навигатор. Навигатор — это панель, расположенная вертикально в правой части экрана, которая наглядно изображает структуру проекта и все имеющиеся в проекте виды (поэтажные планы, разрезы, фасады, внутренние виды, ЗВ-виды, сметы и т. п.). Для перехода в нужное окно надо навести курсор на его название в навигаторе и выполнить двойной щелчок левой кнопкой мыши. Команды управления изображением. Команды управления изображением расположены в нижней левой части рабочего окна (см. рис. 257) и служат для перемещения, увеличения и уменьшения изображения в текущем окне. Эти команды аналогичны функциям кнопок мыши. При вращении колёсика мыши происходит увеличение или уменьшение изображения. При нажатии на колёсико, удерживании его в этом положении и перемещении мыши происходит перемещение изображения. Табло команд. В верхней части экрана под строкой меню располагается табло команд. Это набор наиболее часто используемых команд редактирования, представленных в виде пиктограмм и сгруппированных в инструментальные линейки по принципу их назначения. 271 ^ Расаожие 5S32 129,47* ** Коорд1на1зХ SBK V Ф t Коор0*1втвУ -4270 tc Коорл^мата! 0 > Рис. 261. Табло слежения Для вывода на экран того или иного табло команд надо выбрать в меню команду Окно ^ Табло команд. Панель состояния. Панель состояния находится в нижней части экрана (см. рис. 257) и содержит постоянно меняющуюся текстовую информацию. Текстовая информация является подсказкой для пользователя о том, какое действие следует выполнить в данный момент. Табло слежения. В процессе вычерчивания или редактирования объектов рядом с курсором на экране появляется табло слежения (рис. 261) в виде таблицы, содержащей информацию о текущем положении (координатах) и размерах объекта, которую можно изменять при перемещении по строкам табло слежения. Справочная система ArchiCAD. Если у пользователя возникает вопрос о работе той или иной команды или инструмента, то он может воспользоваться справочной системой программы, доступ к которой осуществляется в разделе меню кнопкой Справка или правой кнопкой мыши из контекстного меню. В качестве подсказок можно использовать также Панель состояния (см. рис. 257). Редактирование — это изменение формы, размеров, числа и расположения объектов, а также изменение их свойств и удаление из проекта. Для редактирования объекта его необходимо выбрать. Выборка объектов осуществляется щелчком мыши на объекте при выбранном инструменте «Указатель» (см. табл. 36). Линии выбранного объекта окрашиваются в зелёный цвет, и в узловых точках объекта появляются маркеры. Если требуется выбрать несколько объектов, надо нажать на клавиатуре клавишу Shift и, удерживая её, выполнить щелчки мыши по другим объектам. Если требуется выбрать только часть объекта, то при выбранном инструменте «Бегущая рамка» (см. табл. 36) надо выполнить два щелчка мышью в разных точках экрана. Охваченную рамкой область можно редактировать и просматривать в ЗВ-окне. Удаление объектов. Выбранные объекты можно удалить, нажав клавишу Del на клавиатуре. Редактирование с помощью плавающего меню. Плавающее меню (рис. 262) появляется при вычерчивании объектов и Рис. 262. Плавающее меню для редактирования выбранного объекта — стена 272 предлагает выбрать различные способы их создания. Плавающее меню появляется также после щелчка мыши на выбранном объекте и предлагает возможные способы редактирования именно этого объекта. Редактирование с помощью команд Меню и Табло команд. В таблицах 39—41 представлены некоторые из команд редактирования, которые по функциям можно условно разделить на три группы: — команды изменения формы и размеров объектов (см. табл. 39). Доступ к командам осуществляется через табло команд (см. рис. 257) или команду Редактирование ^ Изменить форму; 39. Команды изменения формы и размеров объектов Инструмент Пикто- грамма Название Описание инструмента й€ Подрезать Удаление части выбранного объекта до ближайшего пересечения с другим объектом а. Изменить пропорции Увеличение или уменьшение выбранного объекта с помощью числового ввода или графически Разделить Разделение на части выбранного объекта вдоль указанной линии пересечения Г Скруглить/Соеди- нить Округление углов заданным радиусом / Соединение прямолинейным отрезком конечных точек двух прямолинейных объектов Г Пересечь Подгонка выбранных объектов до точки их возможного или существующего взаимного пересечения Базировать Удлинение или укорачивание выбранного объекта до указанной линии — команды изменения расположения и числа объектов (см. табл. 40). Доступ к командам осуществляется через команду Редактирование Изменить расположение или через команду контекстного меню, вызываемого правой кнопкой мыши; 18 Черчение 273 40. Команды изменения расположения и количества объектов Инструмент Описание инструмента Пикто- грамма Название 0 Команс Переместить перемещения Перемещение выбранных объектов в заданную точку и в заданном направлении Повернуть Поворот выбранных объектов на заданный угол вокруг заданного центра =:=jn Зеркальное отражение Симметричное отображение выбранных объектов относительно указанной оси гЬ Сместить по вертикали Перемещение выбранных объектов вертикально вдоль оси Z £}' Команды одно Переместить копию кратного копирования Перемещение копии выбранного объекта в заданную точку и в заданном направлении Повернуть копию Поворот копии выбранного объекта на заданный угол вокруг заданного центра □|а Зеркальное отражение копии Симметричное отображение выбранного объекта относительно указанной оси с сохранением исходного объекта 1^' Команды MHOZI Тиражировать перемещением ^кратного копирования Создание множества копий выбранного объекта вдоль указанной горизонтальной прямой Тиражировать поворотом Создание множества копий выбранного объекта вдоль указанной дуги Тиражировать... Создание множества копий выбранного объекта вдоль указанной горизонтальной или вертикальной прямой, дуги, а также вдоль двух взаимно перпендикулярных прямых в виде матрицы различными способами 274 — команды изменения свойств объектов (см. табл. 41). Доступ к командам осуществляется через табло команд (см. рис. 257) или команду РедактированиеПараметры элемента и Конструирование Очертить многоугольник волшебной палочкой. 41. Команды изменения свойств объектов Инструмент Пикто- грамма Название Описание инструмента Волшебная палочка Преобразование одного объекта в другой, например линии в стену. Перед применением команды надо включить инструмент для создания такого объекта, в который необходимо превратить исходный Воспринять параметр Выборка объекта и копирование его параметров / Передать параметры Выборка объекта и передача ему скопированных с другого объекта параметров Интеллектуальный курсор. Существенной помощью для пользователя программы ArchiCAD является интеллектуальный курсор. Его интеллектуальность заключается в способности принимать различную форму в разных ситуациях, отражая текущее состояние проекта и помогая проектировщику легче ориентироваться в рабочей среде. Курсор может принимать вид активной в данный момент команды или другие формы. Визуализация проекта. Под визуализацией понимается процесс создания реалистичных объёмных изображений проекта с разных точек зрения и различными световыми эффектами, фотоизображений, создание реалистичного фона и презентационных видеороликов (сцен виртуальной реальности). Доступ к командам осуществляется через панель команд, которую можно установить на рабочем столе командой Окно ^ Табло команд -> ЗО-визуали-зация. 275 IS3 -a 05 Пример выполнения проекта одноэтажного загородного дома I. Создание этажей. Команда Диалоговое окно команды Конструирование■ Создание этажей ? Установка этажей 1 №] Иня i Уровень 1 Высота ■ -1 • 3 кровля 6000 3000 0 • 2 чердак 3000 3000 0 ' • 1 Первый этаж 0 3000 0 • *1 цокольный этаж •бОО бОО 0 1-600 |о шаш II. Создание осей. Команда Вид в окне плана этажа Конструирование -Система сетки ©-Т- § ©- лови. ..<£....^ III. Создание стен цокольного этажа, создание перекрытия (пола) гаража, установка гаражных ворот. Инструменты Вид в окне плана Вид в 3D-OKHe Стена Перекрытие Дверь IV. Создание стен и перекрытий (полов) первого этажа, вставка дверей и окон в стены, установка лестницы крыльца, дымохода, создание пандуса для въезда в гараж, расстановка мебели. Инструменты Вид в окне плана Вид в ЗВ-окне Стена Перекрытие ©- Дверь § Окно _ J _ Лестница S § Объект ©— ЕС -С to 00 Продолжение V. Создание стен и перекрытий (потолков) на плане чердака. Инструменты Вид в окне плана Вид в 3D-OKHe Стена Перекрытие ©“■ (D— (а)—■- VI. Построение двускатной кровли здания и односкатной кровли гаража. Инструменты Вид в окне плана Вид в 3D-OKHe Крыша ©-Т ®— _ssss_ зт Г....'Г "’” 4 ^ VII. Создание ландшафта и размещение объектов ландшафтного дизайна и элементов освещения. Инструменты Вид в окне плана Вид в ЗВ-окне ЗВ-сетка Объект Источник света VIII. Создание разрезов и фасадов. Команда Вид в плане Вид в окне фасада Разрез/ Фасад tS5 -а Ю IX. Визугшизация проекта: создание эскизного изображения, фотоизображения экстерьера и интерьера здания. (Для установки режима визуализации выполняют команду Документ —> Креативная визуализация —> Параметры фотоизображения.) to 00 о Продолжение Команда ’ Тип изображения (режим визуализации) Вид в фотоокне Документ -> Креативная визуализация —»■ Построить фотоизображение Рисунок (в режиме «Эскиз») Документ ^ Креативная визуализация —*■ Построить фотоизображение Экстерьер здания (в режиме отображения световых эффектов (Lightwork) Документ -»■ Креативная визуализация —► Построить фотоизображение Интерьер комнаты (в режиме отображения световых эффектов (Lightwork) 1. Какие виды инструментов существуют в программе ArchiCAD? 2. Как осуществляется выбор объектов? 3. Как изменить параметры объектов? 4. Какие окна существуют в программе и каким образом осуществляется перемещение между окнами? 5. Как задаются длины объектов? 6. Как создать фотоизображение одного из видов проекта? Творческое задание: создайте виртуальную модель своей квартиры, используя возможности программы ArchiCAD. Выполните визуализацию проекта, создав фотоизображение одного из помещений квартиры. Помощник: 1. Ланцов А. Л. Компьютерное проектирование в архитектуре. ArchiCAD 11 / А. Л. Ланцов. — СПб.: Питер, ДМК-Пресс, 2008. 2. Титов С. ArchiCAD 12 / Сергей Титов. — М.: КУДИЦ-Пресс, 2008. — (Справочник с примерами). 3. Официальный сайт фирмы Graphisoft: https:// www.graphisoft.com. 4. Библиотеки объектов и проектов: https:// www.archibase.net/. 5. Форум ArchiCAD: https://cadstudio.ru/forum/. 52. Работа с программой Photoshop Программа Photoshop работает с цифровым изображением*. Цифровые изображения могут быть растровыми и векторными. Векторная графика. С её помощью изображение создаётся линиями — векторами. Каждый вектор описывается системой параметров, содержащих информацию о цвете и расположении объекта. При редактировании векторных изображений можно изменять параметры, описывающие форму, расположение и цвет объекта, менять положение изображения без потери его качества. Векторные изображения не зависят от графического разрешения выходных устройств. При хранении на цифровых носителях векторная графика сохраняет только параметры объекта, поэтому при создании векторного изображения на компьютере оно строится каждый раз заново. Рассмотренные выше графические программы AutoCAD и ArchiCAD являются векторными, они позволяют создать сложнейшие изображения с применением трёхмерной графики. Перечисленные возможности являются неоспоримыми достоинствами векторной графики, ведь нарисовать в растровом редакторе, например в Photoshop, такие изображения просто невозможно. Однако * Цифровым может быть названо любое изображение, полученное с помощью компьютерной программы или цифрового фотоаппарата. 281 формат очень утяжеляется при создании изображений с большим количеством оттенков и нюансов, каждый из которых имеет сложное математическое описание, и добиться реалистичности векторных изображений — очень непростая задача. Растровая графика. С её помош;ью изображение создаётся из пикселей. Пиксель — неделимая точка в графическом изображении; наименьший адресуемый элемент растрового изображения. Пиксель характеризуется прямоугольной формой и размерами, определяющими пространственное разрешение изображения. Каждый пиксель имеет координаты и располагается на экране в определённом месте. Каждый пиксель несёт информацию о цвете. При редактировании растрового изображения редактируются пиксели, а не линии. Графическое разрешение. Применение растровой графики позволяет добиться высокого качества изображения, но влечёт за собой увеличение объёма файла. Графическое разрешение определяется количеством пикселей на единицу длины ppi {pixel per inch) и измеряется в пикселях на дюйм. Чем больше графическое разрешение, тем большее число пикселей содержится в изображении и тем выше качество изображения. Глубина цвета. Для передачи цвета пикселя может использоваться различное количество информации. Глубина цвета (битовое разрешение) определяется числом бит цветовой информации на один пиксель. Если глубина цвета равна единице, то каждый пиксель может передать только два цвета — чёрный и белый. Если глубина цвета равна 8 бит, то каждый пиксель может иметь 2^ = 256 цветовых оттенков (степеней яркости). Существует несколько принципов передачи цвета пикселя — цветовых моделей. Основная цветовая модель для отображения графики на экране — модель RGB. Она обладает самой богатой палитрой цветов. При описании цвета в этой цветовой модели используется 24 бита, которые разделены на три группы по 8 бит, называемые цветовыми каналами: RED содержит информацию о красном цвете, GREEN — о зелёном, BLUE — о синем. Каждый канал имеет степень яркости от О до 256. Цвет каждого пикселя получается в результате смешения степени яркости трёх этих каналов (красного, зелёного и синего). Благодаря большому числу оттенков достигается высокое качество цветопередачи, невозможное для векторных программ. Программы, обрабатывающие растровые изображения, работают с цифровыми изображениями, полученными со сканера или цифрового фотоаппарата, возможно также сохранение векторного изображения в растровом формате. Среди программ обработки растровой графики наиболее популярна программа Adobe Photoshop. 282 Рабочий стол Photoshop. Большую часть экрана занимает графическая зона, называемая холстом. Все инструменты Photoshop сгруппированы в палитры. Слева от холста расположена палитра инструментов (рис. 263), она используется для выбора объектов, рисования и ретуширования, заливки изображения градиентом*, цветом или текстурами, коррекции резкости и яркости изображения, управления просмотром, выбора цвета и режима работы. Палитра параметров или настроек инструментов (рис. 264), расположенная над холстом, меняется в зависимости от выбранного инструмента и предназначена для задания его параметров, например для инструмента Кисть задаётся её тип, диаметр и жёсткость, прозрачность, плотность и др. Справа от холста расположены палитры, объединённые в группы: слои (рис, 265), каналы, контуры или цвет, образцы, стили (рис. 266) 0.0 о ^ Слои XI Каналы I Контусы I Нормальный |у| Непрогр.! ЗШ iVl Закрепить! Залиека: [ 100% «« jfc, а ©. са а 9 Рис. 265. Палитра слоёв изображения Рис. 263. Палитра инструментов 7П Кисти Р»жим! [нормальный ^ Htnpojp.; | 100% |>J Нажим: | 100% : Рис. 264. Палитра параметров (настроек инструментов) * Градиент (от лат. gradiens, род. падеж gradientis — шагающий) — характеристика, показывающая направление наискорейшего возрастания некоторой величины, значение которой меняется от одной точки пространства к другой. Здесь возрастает или убывает цвет. 283 1 Цвет 1 Образцы | Стили X [ ш ■ т У s" ■ ш ■ ш X Jf IE1 id Q ш ■ о а! Справка Рис. 266. Палитра стилей изображения Рис. 268. Палитра Навигатор Упорядочить Рабочая среда Абзац Анимация Гистограмма У Инструменты Инфо История Каналы Кисти Клонирование источника Композиции слоев Контуры Наборы параметров для инструментов Навигатор Образцы F8 FS Операции Alt+F9 У Параметры Символ у Слои F7 у Стили Цвет F6 Рис. 267. Содержание меню Окно О Ч Рис. 269. Кнопки Рука и Масштаб и т. д. Открыть любую палитру можно из групп верхнего меню с помощью кнопки Окно (рис. 267). Просмотреть изображения можно с помощью палитры Навигатор (рис. 268) или кнопок Рука и Масштаб (рис. 269) палитры Инструмент. Для удобства управления размером изображения с помощью ко-лёсика прокрутки мыши можно включить соответствующую опцию в окне установок, вызываемом из меню Редактирование Установки ^ Основные (рис. 270, 271). Все изображения Photoshop состоят из слоёв. Каждый вновь создаваемый объект располагается в новом или уже имеющемся слое. Слои можно создавать, копировать, удалять, объединять, менять местами, закрывать для видимости, запрещать для редактирова- 284 Изображение Слой 1 Выделемю 0мл Отненить: Отразить по гор»оонтали cw+г Шаг вперед SWt+Ctrt+Z Шаг назад Ak-fOrM-Z Ослабить. . jNf<+CltW= вьфезать СЫ+:. Скогьфомть Ctfl+C Скопировать cceneuteHHbif- данныа Shift+CtrkC Вклеить СЫ+V еклетпъв Shft+ Автонатиюски вьр«авжватъ с/юи. Автоматически снеимвать слои Определить кисть... Определить узор... Опредешть произвольную фигуру... Удалпь из памяти Стит зкслортаеАбоЬеРОР... i Улрае леюю наборам... j Настройса цветов... SNft+Ori+K ; Назначить профиль... i Преобразовать в профиль... 1 Клавиатурам сокрашеиия... AJt+shtft+cw+K ; Меюо... Ak-»-SNf(<»CtrkM ' 1 Устаиобки H (Фсгерфейс... ОбрвботУй файлов.. ■ Производительность... Курсоры... Прозра^фюсть и цветовой охват... Единицы шиере»*1Я н линеА01... Направляющие, сетка и фрагнекты... Внеимю нодули... Шрифты... Рис. 270. Содержание меню редактирование ОВр<6оти« enViM Kwpwwew*. ««тк* и 4^р|пмн Паштм цветов: | Adobe 14<терпо»тя»<л юо6ражв»ыя: | 6>«у6иуво<ал (машучм* для ппавндс градиеигое) Разнео осмфта нвио; | Мвлетыяй I J ИМ. вступят в силу след, запуов Photcshcc). “ Парзнетры ....——■ -----------——--------------— ОАетон«тмчвс><жмпуо:вг1с1ов ОСивна и«трунйша кгивишй SHH ПАвгоо6нселем«от><рыгыхдокуненгое Визмвмтьразг^июбрзженм при есгавмвит размещена Озезмжм стекал по смончоиы 0(^трумеит 'Масштвб' иуленяет размер онон ЭДиаш'Остеакдпм Эмасштаб'Схзеать пзлесиФМ Q Эмтюрт буфера обиеиа ___{Опредвыет,какоедвйствне<уд»таьгкх»ит»<иковео»со«1иьцц иес Рис. 271. Окно установки ния, а также менять их прозрачность или создавать маски, скрывающие частично содержание слоя. В палитре История для устранения неудачных действий необходимо подвести курсор к нужной строке списка действий и щёлкнуть кнопкой мыши. Все действия после указанного шага отменяются. 285 Инструменты для выбора объектов, их рисования и ретуширования. Выбор объектов используется при создании изображения и его редактировании и осуществляется различными инструментами (табл. 42). 42. Инструменты для выбора объектов Инструмент Описание команды выбора Пикто- грамма Команда г-т • » Прямоугольная область Создаёт прямоугольную область выделения i'')‘ Овальная область Создаёт овальную область выделения В Область «горизонтальная строка» Выделяет горизонтальную строку шириной в один пиксель iii) Область «вертикальная строка» Выделяет вертикальную строку шириной в один пиксель Лассо Выделяет всю свободно обведённую область Многоугольное лассо Выделяет область, обведённую прямолинейными отрезками Магнитное лассо Выделяет на основе разницы цветов Волшебная палочка Выделяет области по цветовой схожести Рамка Обрезает изображения рамкой Раскройка Разрезает изображение на фрагменты Выделение контура Выделяет и перемещает контуры и фигуры Стрелка Перемещает точки контуров и фигур, перемещает точки направляющих контуров и фигур 286 Для рисования и ретуширования изображения используются различные инструменты (табл. 43). 43. Инструменты, используемые для рисования и ретуширования изображений Инструмент Описание команды выбора Пикто- грамма Команда Восстанавливающая кисть Восстанавливает фрагменты изображения с помощью фрагментов, взятых за образец Заплатка Ретуширует отдельные дефекты фотографий L'? Красные глаза Удаляет красный блик в глазах т Кисть Рисует активным цветом кистями различного типа, различной жёсткости и прозрачности ш Карандаш Создаёт линии с чёткими контурами Штамп Клонирует выбранные объекты т Историческая кисть Возвращает фрагменту исходный вид до применения модификаций Ластик Удаляет лишние или ненужные изображения Перо Создаёт прямолинейные контуры (если щёлкать левой кнопкой мыши) или криволинейные контуры (если вытягивать направляющую из точки, не отпуская левой кнопки мыши) ш Перо + Добавляет точки в созданных контурах ш Перо — Удаляет точки в созданных контурах ш Угол Редактирует направляющие контура, изменяя его кривизну 287 Продолжение Инструмент Описание команды выбора Пикто- грамма Команда Ъ Горизонтальный текст Пишет текстом по горизонтали № Вертикальный текст Пишет текстом по вертикали ш Прямоугольник Создаёт фигуру прямоугольник а- Прямоугольник со скруглёнными углами Создаёт фигуру прямоугольник со скруглёнными углами. Радиус сопряжения задаётся в панели настроек Ь' Эллипс Создаёт фигуру эллипс ;о' Многоугольник Создаёт фигуру многоугольник. Число сторон задаётся в панели настроек а Градиент Создаёт заливку с плавным переходом между двумя и более цветами ;<5« Заливка Заливает изображение цветом или текстурой Размытие Уменьшает контрастность части изображения й Резкость Увеличивает контрастность части изображения Палец Как бы размазывает краску Осветлитель Увеличивает яркость изображения а Затемнитель Уменьшает яркость изображения Ф. Губка Меняет насыщенность цвета части изображения И Пипетка Назначает основной цвет по выбранному пикселю 288 Продолжение Инструмент Описание команды выбора Пикто- грамма Команда Цветовой эталон Назначает активным выбранный образец цвета Линейка Измеряет расстояния и углы ■ Выбор основного и фонового цвета Устанавливает основной цвет и цвет фона Пример применения программы Adobe Photoshop в дизайнерской практике. Перед вами фотография интерьера, в котором хотелось бы изменить некоторые детали, например стены, потолок и шторы (рис. 272). 1. Сначала удалим часть изображения, которое будет выглядывать из-под нового потолка. Используем инструмент Штамп для клонирования фрагмента стены на ту часть изображения люстры, которая накладывается на стену. Выберем диаметр и жёсткость кисти (в процентах) в палитре параметров, задав значения, например 25 пт* и 10% (рис. 273). айл Редактирование Изображение Слой Выделе Кисть: 25 Qi- Режим: Нормальный 3 главнь:й диаметр ------------------ 25 пике, Ф l:i] Жесткость: J------ 10% Рис. 272. Интерьер (исходное изображение) Рис. 273. Выбор размеров кисти для редактирования изображения * 25 пунктов. Пункт — одна из единиц измерений размеров изображений в компьютерной графике. 19 Черчение 289 й II ' [Я У. Рис. 274. Фрагмент потолка после удаления люстры командой Штамп Следует учитывать, что размер кисти должен быть соизмерим с размером клонируемого фрагмента, а жёсткость задаётся небольшой, чтобы края пятен-клонов не были чёткими, а сливались с фоном. Для выбора клонируемого фрагмента необходимо удерживать клавишу Alt клавиатуры и щёлкнуть по этому фрагменту кнопкой мыши. Если полученный результат не устраивает, его можно отменить с помощью палитры История, указав в списке шаг, от которого хотелось бы начать снова (рис. 274). Далее следует вклеить фрагмент стены и потолка с карнизом из другой фотографии (рис. 275). 2. С помощью инструмента Лассо на фотографии нового интерьера, который будем использовать, обведём контур стены и потолка. После замыкания контура выбранная область выделится (см. рис. 275). Скопируем выделенную область в буфер обмена: меню Редактирование -> Копировать. 3. Вернёмся к первому интерьеру и вставим скопированный фрагмент: меню Рис. 275. Выделение стены Редактирование —>• Вклеить, и потолка нового интерьера с помощью На изображении появился инструмента многоугольное лассо вставленный фрагмент, а в 290 палитре слоев — новый слои (рис. 276). Переименуем его, войдя в режим редактирования двойным щелчком левой кнопки мыши. 4. Отразим вставленный фрагмент зеркально: меню Редактирование —»• Трансформирование ^ Отразить по горизонтали (рис. 277). 5. Теперь необходимо передвинуть стену и потолок командой Перемещение Ikd и подогнать по размерам. Удобнее это сделать командой из меню Редактирование Трансформирование ^ Деформация (рис. 278). Деформации можно подвергать любые точки или направляющие сетки. Рис. 276. Перемещение фрагмента стены и потолка в исходное изображение интерьера Рис. 277. Зеркальное изображение стены и потолка Рис. 278. Перемещение и уточнение размеров фрагмента стены и потолка командой Деформация 291 6. Таким же образом добавим к изображению новые шторы (рис. 279). 7. Для сравнения элементов интерьера можно добавить ещё один вид потолка. Включать или выключать его видимость можно с помощью включения или отключения слоя кнопкой Видимость слоя Рис. 279. слева от названия слоя. Каждый следующий фрагмент изображения вставляется в новый слой выше предыдущего (рис. 280). Объединим слои во избежание дальнейшей деформации и перемещения фраг- ментов. Выбрав слой стены. Вклейка штор в исходный интерьер добавим к нему ещё два слоя шторы и задний фон с помощью удерживания клавиши Shit клавиатуры, щёлкаем в поле одного из слоёв правой кнопкой мыши и в появившемся курсорном меню выберем команду Объединить слои (рис. 281). Слой потолок не будем объеди- 1 цв*т X 1 ciw? 1 л . ; |i^ -■ 1 |/слои X } 1 КШТУПУ I 1 потолж С1ЬЫ Рис. 280. Вариант вклейки другого потолка с возможностью отключения его видимости 292 нять с другими, оставив возможность его отключения. 8. Создадим логотип на изображении. Для этого понадобится копия слоя фонового изображения. Щёлкнем правой кнопкой в поле названия слоя и в курсорном меню выберем команду Создать дубликат слоя. Выберем команду Горизонтальный текст и ввёдем название логотипа, например «Изменение интерьера». Сначала цвет тек- Рис. 281. Объединение слоёв изображения ста должен быть белым (рис. 282). Параметры текста (высота и начертание) задаются в панели настроек. Текст создаётся на новом слое. 9. Придадим тексту эффект тиснения. Для этого вызовем окно Стиль слоя из меню Слои —*■ Стиль слоя —» Тиснение. В появившем- ИЗМЕНЕНИЕ ИНТЕРЬЕРА ■ l^Ce»«yibtJ Слои х} , . I,Нормальный v Htnposp.i; ЮОЧ > I I Зжр*<»«ты % Заламка: > ] Заании план (колия) Рис. 282. Создание текста логотипа rtlp)M«rpUHAnOV*Hr<*. По УМОЛЧАНМО __ (^Вмятьоыяя гег» [ЗДчиЯЧЯ сяячяния 0]б»<ГТрС»«4М СЯГММИЯ С]Г/ММ*Ц {ЗНЯГЛЖАКН* фАДИЯИТк СП*р*|фкГТМ* гмря Ообяодк» Стиль • ■ [ппиньй J- Кагс>а*л«>мя. 09мрч Р<>»М(>1 j bwcor«i •СОИТГрГПМЯА» I?. ' НяЛрО>р«1мОСТ>' Няпр0>С««<9Сть . Отмена [ НО^СПУЪ-SfboemTp Рис. 283. Команды для придания тексту логотипа эффекта тиснения 293 > KoHTW f CnoH X [______^ I V VJO% imfMnmt Q j* •!• too« a »UCШdl£i2^:ceb£PA к Эфф*«тм 9 Thowm* Рис. 284. Создание обтравочной маски 't.lMRniiM'l;- ЧМ ^•Е:’Ь;!;'Л III '4U,t'EPSА Рис. 285. Интерьер с логотипом (два варианта) ся окне установим флажок для опции Тиснение и нажмём кнопку Ок (рис. 283). Применённые эффекты отображаются в списке слоёв как атрибуты текстового слоя. 10. Переместим текстовой слой между двумя слоями фонового изображения и создадим на верхнем слое обтравочную маску из меню Слои —» Создать обтравочную маску. Это маска, которая скрывает всё содержимое слоя, кроме объектов, закрашенных белым цветом (рис. 284). Окончательный результат показан на рисунке 285. 1. Программа Photoshop — это программа векторной или растровой графики? 2. Что обозначает выражение «графическое разрешение 72ppi*? 3. Что обозначает выражение «глубина цвета 8 бит»? 4. Для чего предназначена команда Лассо? 5. Какой командой можно клонировать объекты? 6. Как создать эффект тиснения текста? 7. Подберите изображение (фотографию или картину) и поместите его с учётом перспективного искажения на стене в предлагаемом примере. 294 Глава 9. Твоя будущая профессия 53. Проектирование как вид профессиональной деятельности Понятие «проектирование». Русский учёный, инженер-механик П. К. Энгельмейер в своей книге «Теория творчества» писал, что любая творческая деятельность всегда содержит в себе научное, художественное и техническое начала и лишь расстановка акцентов в ходе творческого процесса определяет его результат — научный, художественный или технический. Это утверждение позволяет выявить общее и особенное процессов проектирования (технического, художественного). Проектирование является основным видом деятельности архитектора, инженера-конструктора, дизайнера, основанной на инженерно-технических, естественно-научных, гуманитарных знаниях, которые интегрируются в творческом процессе, направленном на создание какого-либо объекта. Графический язык является одним из средств коммуникации при взаимодействии людей в процессе проектирования. К традиционным видам проектирования относят инженерно-техническое, архитектурное, дизайн-проектирование. В последние годы начали появляться новые направления проектирования: проектирование систем (например, система человек — машина), проектирование процессов (например, трудовых, экологических, социальных, инженерно-психологических, генетических, творческих) и др. Каждый традиционный вид проектирования направлен на определённую группу объектов (табл. 44). 44. Виды и объекты проектирования Вид Объекты Инженерно-техническое Конструкции, машины, системы Архитектурное Города, посёлки, сёла, здания, сооружения, архитектурные комплексы Дизайн-проектирова- ние* Предметная среда, технические конструкции и машины, ландшафт, интерьеры и т. д. * Число дизайнерских специализаций продолжает расти. В кратком курсе «Дизайн» Томаса Хауффе перечисляется около 300 видов дизайнерской деятельности, включая компьютерный дизайн, дизайн звука, арт-дизайн, альтернативный дизайн, дизайн-теория и даже антидизайн, каждый из которых может иметь присущие только ему виды проектирования и объекты проектирования, а также стадии проектирования. 295 Инженерно-техническое проектирование Стадии процесса проектирования. Процесс проектирования проходит определённые стадии. Каждая стадия позволяет подготовить совокупность документов (расчётов, чертежей и др.), необходимых для изготовления какого-либо объекта на производстве (табл. 45). 45. Стадии разработки и этапы выполнения конструкторской документации (по ГОСТ 2.103-68) Стадия Этап Техническое предложение Подбор материалов. Разработка технического предложения по результатам анализа технического задания с присвоением документам литеры «П». Рассмотрение и утверждение технического предложения Эскизный проект Разработка эскизного проекта с присвоением документам литеры «Э». Изготовление и испытание макетов. Рассмотрение и утверждение эскизного проекта Технический проект Разработка технического проекта с присвоением документам литеры «Т». Изготовление и испытание макетов. Рассмотрение и утверждение технического проекта Разработка рабочей документации: а) опытного образца (опытной партии) изделия, предназначенного для серийного (массового) или единичного производства (кроме разового) Разработка конструкторских документов, предназначенных для изготовления и испытания опытного образца (опытной партии) без присвоения литеры. Изготовление и предварительные испытания опытного образца (опытной партии). Корректировка конструкторской документации по результатам изготовления и предварительных испытаний опытного образца (опытной партии) с присвоением конструкторским документам литеры «О». Приёмочные испытания опытного образца (опытной партии) с присвоением конструкторским документам литеры «Oj». Для изделий, разрабатываемых для Министерства обороны, при необходимости повторное испытание опытного образца (опытной партии) по документации с литерой «Oj» и корректировка конструкторских документов с присвоением литеры «О,». 296 Продолжение Стадия Этап б) серийного (массового) производства Изготовление и испытание установочной серии по документации с литерой «О,» или «Og». Корректировка конструкторских документов по результатам изготовления и испытания установочной серии, а также оснащение технологического процесса изготовления изделия с присвоением конструкторским документам литеры «А». Для изделий, разрабатываемых для Министерства обороны, при необходимости изготовление и испытание головной (контрольной) серии по документации с литерой «А» и соответствующая корректировка документов с присвоением документам литеры «Б» Перед началом работы конструктор получает техническое задание. Техническое задание — это исходный документ для проектирования сооружения или промышленного комплекса, конструирования технического устройства (прибора, машины, системы управления и т. д.) либо проведения научно-исследовательских работ. В техническом задании указываются назначение объекта, технические характеристики, требования, предъявляемые к сооружению или изделию, выполнение необходимых стадий разработки проектной документации и её состава, а также специальные требования, обусловленные спецификой самого объекта, либо условия его эксплуатации, сроки исполнения и т. д. Конструкторское бюро изучает требования и составляет ответ заказчику — техническое предложение. Техническое предложение — это совокупность конструкторских документов, которые должны содержать технические и техникоэкономические обоснования целесообразности (нецелесообразности) разработки документации на изделие, которые подготавливаются на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов возможных решений, их сравнительной оценки с учётом конструктивных и эксплуатационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий, а также патентных материалов. Техническое предложение после согласования и утверждения в установленном порядке является основанием для разработки эскизного (технического) проекта. Эскизный проект — это совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и прин- 297 ципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия. Эскизный проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки технического проекта или рабочей конструкторской документации. Технический проект — это совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации. На этом этапе проектирования проверяют наличие патентов, инженерные расчёты; завершают испытания макетов (если они испытывались на этапе эскизного проектирования), оценивают основные технические характеристики (мощность, производительность, расход топлива или электроэнергии, коэффициент полезного действия). Технический проект не предусматривает разработку чертежей сборочных единиц и деталей, если это не вызвано необходимостью ускорения выдачи задания на разработку спецоборудования для их изготовления. Особое внимание уделяется технологической подготовке производства. К моменту получения рабочих чертежей производство должно быть полностью подготовлено: укомплектован парк станков, изготовлены специальные приспособления, режущие и измерительные инструменты и т. д. Технологическая подготовка производства — длительный процесс, который может занять столько же времени, сколько конструирование и работа над чертежами. Заключительным и основным этапом конструкторских работ является подготовка рабочей документации: чертежей деталей, сборочных единиц (сборочных чертежей). На стадии подготовки рабочей документации в зависимости от рода изделия может возникнуть необходимость выполнения габаритного, электромонтажного и монтажного чертежей. Кроме графических документов, разрабатываются текстовые: спецификация, ведомости спецификаций. Архитектурное проектирование Стадии процесса проектирования. Архитектурное проектирование проходит определённые стадии (табл. 46), отличающиеся от стадий инженерно-технического проектирования. 298 46. Стадии разработки и этапы выполнения архитектурного проекта * Стадия Этап Задание на проектирование Необходимые данные для проектирования объекта: место, объём, сроки строительства, применяемые конструкции и материалы, стадийность проектирования, указания по разработке демонстрационных материалов и другие данные Разработка проектно-сметной документации Расчёт сметной стоимости проекта Проект Пояснительная записка, генеральный план с нанесением проектируемых и существующих зданий, ситуационный план, основные чертежи задания — планы подвала, типового и неповторяющегося этажей, фасады, разрезы, материалы по технологии и организации строительства, сметная документация, демонстрационные материалы Рабочая документация Основные комплекты рабочих чертежей здания (планы, фасады, разрезы) и сметы; в случае необходимости элементы планов и фрагменты фасадов, планы секций, схемы расположения конструкций (фундаментов, перекрытий, стен, крыши), чертежи узлов и деталей, чертежи санитарно-технических устройств, чертежи благоустройства и озеленения территории и др. * В соответствии с инструкцией Госстроя СССР СНиП 1.02.01-85 — Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений — проектирование может осуществляться в две стадии — проект и рабочая документация или в одну стадию — рабочий проект. Задание на проектирование — это исходный документ для начала проектирования, которое составляет заказчик проекта вместе с проектной организацией. В задании указываются: назначение архитектурного объекта, место строительства и объём строительства, сроки начала и окончания работ, применяемые конструкции и материалы, стадии архитектурного проектирования и строительства, указания по разработке демонстрационных материалов и другие данные. Разработка проектно-сметной документации предполагает подготовку проекта со сводным сметным расчётом стоимости, которые разрабатываются на основании утверждённого задания на проектирование. Проектно-сметная документация предназначена для рас- 299 смотрения и оценки архитектурно-планировочных и конструктивных решений, вопросов инженерного оборудования и организации строительства, сметной стоимости и основных технико-экономических показателей с целью определения возможностей и целесообразности строительства запроектированного объекта. На основе изучения всех проектных документов принимается (отклоняется) решение об утверждении проекта. Рабочая документация со сметами составляется на основании утверждённого проекта. Рабочая документация предназначена для строительно-монтажных работ, в ней должны быть отражены все подробности запроектированного здания. Рабочие чертежи разрабатываются без излишней детализации с применением упрош;ённых и схематических изображений типовых деталей и элементов конструкций с соответствуюш;ими ссылками на альбомы типовых строительных изделий. Дизайн-проектирование Стадии процесса проектирования. Дизайн-проектирование проходит определённые стадии (табл. 47), отличаюш;иеся от стадий инженерно-технического проектирования. 47. Стадии разработки и этапы выполнения дизайн-проекта Стадия Этап Задание на проектирование Изучение и анализ проектного задания, уточнение отдельных требований, предъявляемых к изделию Предпроектное исследование* Изучение технического задания. Сбор всех необходимых информационных материалов для проектирования. Фотофиксация и зарисовки, обмеры исходной ситуации или прототипа, хронометраж операций пользователя, опрос потребителей и др. Форэскиз и дизайн-концепция Выполнение эскизов, рабочих макетов. Графический и пластический поиск основной идеи проектируемого объекта. Проработка варианта по отдельным аспектам: конструктивно-технологическим, эргономическим, художественно-стилистическим, функциональнокомпоновочным . Подготовка дизайн-концепции Эскизное проектирование Рисунки и наброски объекта в различных ракурсах. Графические варианты различной компоновки узлов и деталей. 300 Продолжение Стадия Этап Композиционный графический поиск по отдельным аспектам — функционально-техническим, художественно-стилистическим, архитектоническим. Цветофактурное решение. Выполнение макета или модели и испытание на прочность и жёсткость конструкции, аэродинамические свойства. Оценка эргономических и эстетических качеств внешней формы изделия и др. Художественно-конструкторский проект** Уточнение деталей проектируемого предмета. Выполнение чертежей и макетов в более крупном масштабе Рабочий проект Выполнение конструкторской (чертежей, спецификаций, комплектных ведомостей и др.) и технологической (технологические карты сборки отдельных узлов и изделия в целом) документации на изделие. Подготовка карт цветофактурных решений * Предпроектное исследование — это обязательный подготовительный этап любого проектирования, однако только в дизайн-проектировании он выделен в самостоятельный этап. ** В эскизном проектировании иногда выделяют в отдельную стадию художественно-конструкторский проект, который является заключительной стадией эскизирования. В задании на проектирование представляются все необходимые дизайнеру сведения об объекте проектирования: его назначение, функциональные, конструктивные, технологические, эргономические и другие требования. Указывается вид проектирования — стайлинг, т. е. изменение внешнего вида существующего изделия с целью придания ему современного вида либо проектирование совершенно нового изделия, что обычно связано с принципиально новой постановкой задач или неизвестным ранее техническим принципом. Выполнение форэскиза предполагает многовариантный графический и пластический поиск основной идеи проектируемого объекта, который может проводиться на конкурсной основе между отдельными группами дизайнеров. Стадию выполнения форэскиза можно использовать для получения материала, на основе которого составляют техническое задание. Дизайн-концепция — это обоснование принципов формообразования проектируемого объекта на научной основе. 301 Представляемые на стадии дизайн-концепции материалы (теоретическая разработка и обоснование идеи, графическая проработка предлагаемых решений и т. д.) наряду с изобразительными формами (перспективой, техническими рисунками, виртуальной визуализацией и т. д.) содержат различные схемы, графики, логические модели и тому подобные материалы. Дизайн-концепцию подготавливает коллектив дизайнеров с привлечением специалистов из различных областей смежных знаний. Она становится теоретической базой для последующих проектных поисков и выполняется для особо сложных и ответственных объектов, не имеющих аналогов. Эскизное проектирование — это стадия поисков, которая заканчивается представлением графического, художественно-стилистического, цветофактурного решений, макета или действующей модели проектируемого изделия. Рабочий проект содержит совокупность проектной документации, необходимой для изготовления изделия на производстве. Любому виду проектирования (инженерно-техническому, архитектурному, дизайн-проектированию) предшествует так называемое предпроектное исследование, представляющее собой подготовительный этап, от которого зависит качество дальнейшей работы. Оно начинается с изучения темы, уточнения цели, задач, а также требований, предъявляемых к объекту (конструкции, машины, системы, сооружения, изделия), которые отражены в техническом задании или задании на проектирование. В этот период изучаются и анализируются отечественные и зарубежные источники, содержание которых соответствует заданию на разработку объекта. Просматриваются, читаются, изучаются специальная литература, чертежи и схемы, составляются библиографические аннотации, каталоги промышленных и дизайнерских выставок и т. п. В ходе анализа информации за последние 5—10 лет определяются характеристики, внешний вид и конструкции лучших мировых образцов объекта разрабатываемого типа. Прототипы машины, сооружения, изделия тщательно и критически оцениваются с точки зрения современных потребительских и производственных требований и всех особенностей их художественного и инженерно-технического решений. Собираются данные о новейших технологиях производства, перспективных материалах, иначе проектируемое изделие не будет удовлетворять требованиям времени. Анализируемый материал графически фиксируется в виде зарисовок существующих вариантов решения в целом и отдельных узлов. Возможно использование фотоотпечатков, светокопий, а также записей наиболее интересных инженерно-технических, архитектурных, дизайнерских решений. 302 На этапе предпроектного исследования также проводится анализ: функциональных и эргономических требований, предъявляемых к объекту, условий его эксплуатации, технологических требований и возможностей, экономических предпосылок производства и потребления, эстетических требований потребителей к разрабатываемому объекту и направлений их возможного развития. 1. В чём состоят различия между художественным и техническим проектированием? 2. Какие этапы проектирования вам кажутся наиболее креативными, т. е. творческими, и почему? 3. На каких этапах проектирования используются знания графического языка? 4. Какая роль отводится предпроектному исследованию в проектировании? Творческое задание: проведите анализ взаимосвязи между техникой и искусством и напишите реферат на эту тему. Помощник: 1. Большой энциклопедический словарь. — М.: ACT, Астрель, 2005. 2. Шимко В. Т. Основы дизайна и средовое проектирование / В. Т. Шимко. — М.: Архи-тектура-С, 2007. 3. Нестеренко О. И. Краткая энциклопедия дизайна / О. И. Нестеренко. — М.: Молодая гвардия, 1994. 4. Техника. Энциклопедия юного учёного / пер. с англ. Е. В. Комиссарова. — М.: Росмэн, 1998. 5. Искусство. Энциклопедия для детей. — М.: Аванта-Ь, 1997/99. 6. Техника. Энциклопедия для детей. — М.: Аванта-Ь, 1998. 7. Интернет. 54. Инженер-конструктор Выбирая профессию инженера-конструктора, необходимо понимать, чем вы будете заниматься профессионально. Ошибочный выбор может привести к напрасной трате времени на обучение и освоение специальности. Чтобы не разочароваться в профессии, рекомендуется внимательно познакомиться с её описанием, представив круг обязанностей, который необходимо будет выполнять. Общее описание деятельности. Работа инженера-конструктора связана с техническими науками и направлена на решение производственно-технических проблем. При выполнении заданий он руководствуется логикой развития техники: модернизацией, повышением экономичности, быстродействия, надёжности технических устройств. Инженер-конструктор — специалист с высшим техническим образованием, выполняющий работу по проектированию конструкций, машин, технических систем. 303 в старину на Руси тех, кого сейчас называют инженерами, звали розмыслами, что очень точно отражало суть их деятельности: они должны были «размыслить» (обдумать) поставленную задачу от замысла до воплощения, опираясь на воображение, интуицию, знания, опыт. В настоящее время техническим конструированием занимаются инженеры, техники, чертёжники. Они работают в коллективе, возглавляемом главным конструктором. Отношения строятся на принципах единоначалия. Каждый член коллектива выполняет часть работы, тесно связанной с общей задачей. Коллективное творчество приводит к постоянным консультациям и принятию совместных решений. Это создаёт благоприятные условия для интенсивного накопления знаний, обмена опытом, быстрого творческого роста. Результатом работы инженера-конструктора, как вы уже знаете, является создание конструкции, машины и (или) технической системы, соответствующих необходимым требованиям. Специальное профессиональное образование — база для начала трудовой деятельности. Трудовой деятельности инженера-конструктора может предшествовать освоение какой-либо рабочей специальности на производстве (заводе, фабрике), обучение в техникуме, политехническом колледже. Но только завершение обучения в техническом вузе соответствующего профиля (авиастроение, автомобилестроение, станкостроение, сельскохозяйственное машиностроение, турбостроение, строительство и т. д.) даёт право на занятие должности инженера-конструктора. Современный инженер-конструктор должен непрерывно повышать свою квалификацию, что обусловлено рядом факторов: быстро развивающейся наукой, достижениями в технике и производстве, изменениями в мировой и отечественной экономике, новыми научно-техническими направлениями и др. Достаточно остановиться в накоплении знаний на очень короткий срок, как создаваемая конструкция, машина может перестать соответствовать современным требованиям. Перспективы профессионального роста. Знания, полученные в учебных заведениях, дают возможность выполнять относительно простые задания под наблюдением и руководством более опытных конструкторов. Знания и опыт, получаемые в решении инженерно-конструкторских проблем, будут постоянно наращиваться. Наступит время, когда вам предложат самостоятельно решать технические задачи. Изменение функционала при одновременном увеличении сложности задач и есть суть карьерного роста. Карьерный рост в конструкторском деле осуществляется в направлении как прск1>ессионального роста: от чертёжника к технику-кон-структору, инженеру-конструктору III, II и I категорий, так и по административной лестнице: от ведущего конструктора к руководителю 304 группы (сектора), к руководителю отдела (конструкторского бюро) и т. д., на должности которых назначаются самые знающие и опытные инженеры-конструкторы высших категорий. По мнению экспертов ЮНЕСКО, в XXI в. крупным компаниям потребуется примерно половина всех занятых на сегодняшний день инженеров с высоким уровнем квалификации, что обеспечит втрое больший уровень прибыли по сравнению с нынешним. Личностные качества специалиста. Инженер-конструктор должен обладать личностными качествами, которые предъявляются профессией: — фундаментальные про(})ессиональные и междисциплинарные знания в области техники и производства, профессиональная любознательность, готовность к непрерывному приобретению новых технических знаний посредством повышения квалификации и самообразования*; — системное мышление, позволяющее познавать и понимать взаимосвязи техно-, эко- и ноосферы**, оценивать проектируемое изделие с точки зрения его общественной значимости, улучшения качества жизни, прогноза последствий его внедрения и т. д.; — развитое инженерное мышление, направленное на исследование, создание и эксплуатацию новой, более совершенной и надёжной техники и технологий, на автоматизацию и механизацию производства, повышение качества продукции; — умения находить решения, в том числе инновационные, в нестандартных ситуациях, смелость в принятии решений, склонность к анализу сложных явлений, чувство нового, новаторский дух, изобретательность, фантазия; — развитое пространственное воображение — способность мысленно представлять пространственные образы любых изделий, их составные части, относительное расположение, взаимосвязи, возможность перемещения, действующие на них силы и т. п.; * Общеизвестно, что «старение знаний» происходит каждые 4—5 лет, а потребности современного рынка труда изменяются примерно каждые 3—4 года, поэтому каждому инженеру необходимо овладеть методологией образования и самообразования, обеспечивающей возможность повышения квалификации в течение всей жизни. ** Ноосфера (от греч. noos — разум и сфера) в Большом энциклопедическом словаре (БЭС) определяется как новое эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором её развития. Понятие «ноосфера» введено французскими учёными Э. Леруа и П. Тейяром де Шарденом в 1927 г. В. И. Вернадский развил представление о ноосфере как качественно новой форме организованности, возникающей при взаимодействии природы и общества в результате преобразующей мир творческой деятельности человека, опирающейся на научную мысль. 20 Черчение 305 — коммуникабельность, сдержанность, принципиальность, умение выслушать оппонента, умение отстаивать свои позиции; — увлечённость выбранной профессией; — устойчивое внимание и хорошая память, чтобы запоминать и решать многочисленные вопросы и задачи, учитывая вновь появившиеся обстоятельства и возможность влияния привносимых изменений, так как недооценка их может привести к серьёзным ошибкам. Профессиональные навыки. Умение конструировать*, выполнять и читать конструкторскую документацию, ориентироваться в технической информации, производить расчёты, пользоваться компьютером для создания проектной документации, владеть иностранным языком — таковы основные профессиональные навыки, необходимые инженеру-конструктору. Инженер-конструктор может считать, что полностью овладел профессией, когда его знания и опыт дают возможность решить любую техническую задачу по своей специальности. 1. Каким вы видите возможный маршрут своего карьерного роста в конструкторском бюро? 2. Какие стороны инженерной специальности вас привлекают? 3. Что вам кажется трудно преодолимым в профессии инженера-конструктора? 4. Какие черты характера следует формировать в себе, чтобы состояться в выбранной специальности? Творческое задание: найдите схожесть и различия функционала (трудовые функции, обязанности) сотрудников (чертёжника, техника, инженера-конструктора) конструкторского бюро. Помощник: Интернет. 55. Архитектор Архитектор создаёт искусственную среду обитания человека, которой, по мнению гениального итальянского архитектора Палладио, должны быть присущи такие основные качества, как польза, удобство, долговечность, красота. Архитектор (с греч. architek-ton — строитель) — зодчий, специалист по проектированию и сооружению зданий. * Часто приходится убеждаться в том, что многие не различают понятия «изобретать» и «конструировать». Изобретать — значит создавать новые технические идеи, а конструировать — давать техническим идеям, как новым, так и старым, всё более и более совершенное простое конструктивное исполнение. 306 Архитектура здания должна удовлетворять функциональным, конструктивным (прочность, устойчивость) и эстетическим требованиям. По образному выражению Н. В. Гоголя, зодчество есть «каменная летопись истории», следовательно, архитектор — летописец, запечатлевающий историю в камне. Возводить сооружения, неподвластные времени, — памятники архитектуры — возможно только при трёх строго уравновешенных началах зодчества: науке, технике и искусстве. Если в деятельности архитектора одно из начал начинает превалировать, то он неизбежно скатывается к одному из «измов» —тупиковых направлений, таких, как функционализм, техницизм, эклектизм и т. д. Общее описание деятельности. Работа архитектора состоит в поиске архитектурных решений, проектировании, а также в надзоре за строительством зданий, сооружений, комплексов. Основная часть работы протекает в архитектурной мастерской, возглавляемой главным архитектором или главным проектировщиком. Руководство осуществляется на принципах единоначалия. Архитектору приходится выезжать на строящиеся объекты и контролировать правильность претворения архитектурных идей на стройплощадке. Квалификационные описания архитектурно-строительных должностей вы найдёте в Интернете. Результатом работы архитектора является проектирование и строительство городов, зданий, сооружений, комплексов, необходимых людям для их жизни и деятельности, которые отвечают своему назначению, современным техническим возможностям и эстетическим требованиям. Специальное профессиональное образование — база для начала трудовой деятельности. Продолжительность обучения в архитектурном институте по одной из специализаций (например, «Жилые и общественные здания») составляет 5—6 лет. По окончании архитектурного института вы можете получить специальность архитектора, архитектора-дизайнера, архитектора-реставратора. Архитектор, как любой другой специалист, обязан постоянно пополнять свои знания, следить за новыми тенденциями в отечественной и зарубежной архитектуре, за появлением новых конструктивных решений, строительных материалов и т. д. Перспективы профессионального роста. Свой творческий путь архитектор начинает под руководством опытных профессионалов архитектурно-проектных организаций. На первых порах молодому специалисту отводится роль помощника архитектора, поэтому он выполняет отдельные задания наставника. Работа с профессиона- 307 лами позволяет накапливать практический опыт. Пройдёт немало времени, прежде чем сотруднику поручат самостоятельную работу по проектированию отдельного участка какого-либо проекта. При овладении специальностью, творческом подходе к делу, победах в конкурсах на лучший архитектурный проект на архитектора могут возложить функции главного проектировщика. С этого времени он является основным ответственным лицом за проектную разработку идеи, распределение работы (например, архитектурное решение фасадов, планировочное решение здания, виртуальная визуализация проекта и т. д.) между исполнителями, строительство. Быть главным проектировщиком очень ответственно. К этому стремятся все творчески работающие архитекторы, видя в этом карьерный рост в профессии. Признание вас как ведущего архитектора позволит создать собственную мастерскую, компанию, сотрудники которой будут работать на претворение ваших идей. Личностные качества специалиста. Прежде всего архитектору необходимо иметь фундаментальные знания из различных областей: истории архитектуры, градостроительства, строительства, архитектурно-дизайнерского проектирования, конструкционных материалов и др. Кроме этого, ему необходимы развитое пространственное мышление, чувство цвета, чувство стиля, художественный вкус, неконсервативное мышление, знание математики и физики, умение хорошо рисовать и чертить. Увлечённость и преданность своему делу, которые проявляются в творческой одержимости и трудолюбии, помогут архитектору преодолеть многочисленные трудности (например, сверхурочная работа во время сдачи проекта и т. д.). Внимание, память — необходимые качества для архитектора, которому приходится одновременно удерживать в памяти и решать многочисленные художественно-проектные задачи, помня о вновь вносимых изменениях в проект. Ясность, образность, конкретность мышления и высокая дисциплинированность должны быть присущи человеку, выбирающему профессию архитектора. Поверхностное, расплывчатое восприятие архитектурных явлений, возможных решений несовместимо с этой профессией. Широта мысли, смелость архитектурных решений, склонность к художественному анализу явлений — это качества, которые должен формировать в себе человек, выбирающий профессию архитектора. Архитектор повседневно вступает во взаимоотношения с большим числом людей разных возрастов и характеров: коллегами, заказчиками, подрядчиками. Ему приходится выслушивать чужие мнения, суждения о своей работе, которые могут не совпадать с его точкой зрения. Вот почему для успешной работы архитектору необходимо уметь общаться, быть выдернсанным, принципиальным, 308 терпеливым, не проявлять вспыльчивости и горячности, уметь отстаивать свои позиции. Профессиональные навыки. Архитектор должен уметь создавать новые архитектурные образы с учётом современных тенденций, стилей, потребностей общества, предугадывая их и оказывая влияние на формирование художественных направлений завтрашнего дня. Ему необходимы специальные знания, умения и навыки для того, чтобы проектировать, выполнять и читать конструкторскую документацию, производить расчёты, пользоваться компьютером для создания проектной документации, владеть иностранным языком. Путь к вершинам про(1)ессионального мастерства архитектора (как и любого другого профессионала) и всеобщего признания долог и труден. 1. Каким видится возможный маршрут вашего карьерного роста в архитектурном или архитектурно-конструкторском бюро? 2. Какие стороны специальности архитектора вас привлекают? 3. Что вам кажется труднопреодолимым в профессии? 4. Какие черты характера следует 4>ормировать в себе, чтобы состояться в выбранной специальности? 5. Найдите отечественные и зарубежные примеры современного решения гражданского или культового архитектурного объекта одного и того же назначения, отвечающего вашим представлениям о красоте и гармонии. Творческое задание: назовите направления деятельности (или специализации) архитектора. В чём схожесть и различия в деятельности архитектора-градостроителя и архитектора — проектировщика зданий? Помощник: Интернет. 56. Дизайнер Общее описание деятельности. На рубеже XIX—XX вв. в сфере промышленного производства произошло знаменательное событие — появился новый универсальный специалист — дизайнер. Он занимается формообразованием промышленных изделий для организации предметно-пространственной среды, т. е. художник-профессионал, квалифицированно работающий на стыке художественного и инженерно-технического творчества. Вся история индустриального (промышленного) дизайна тесно связана с историей развития техники. Такие изобретения, как паровой котёл, двигатель внутреннего сгорания, электромотор, воздухоплавательные аппараты, не только создали новые области человеческой деятельности, но и стали историческими этапами развития промышленного дизайна. Архитектурный дизайн и дизайн интерьеров бе- 309 рут свои начала в строительстве здании, поселении, городов и т. п., а история дизайна одежды — в декоративно-прикладном искусстве. Профессия дизайнер существует более 100 лет. Отсчёт ведут с известного движения «За связь искусств и ремёсел» в Англии конца XIX в. Лидером этого движения был известный художник и теоретик в области предметного творчества Уильям Моррис, давший жизнь дизайну — художественному проектированию, впоследствии отнесённому к пластическому (пространственному) неизобразительному виду искусства. В 1969 г. ИКСИД (Международный совет организаций индустриального дизайна) ввёл понятие «дизайн» — творческая деятельность, цель которой — определение формы и смысла предметов, производимых промышленностью. Сегодня трудно представить какую-либо сферу человеческой деятельности, в которой бы не трудился дизайнер, создавая привлекательную и комфортную для человека среду, облегчая его работу и быт, воспитывая эстетический вкус, ориентируясь на новейшие научно-технические достижения, технологии и материалы, самые современные веяния моды и изысканные запросы потребителей. Творческая деятельность художника-конструктора протекает в коллективе, руководимом авторитетным дизайнером, как правило, дипломантом и (или) лауреатом международных и всероссийских выставок. Каждый член художественно-конструкторского бюро либо дизайнерской мастерской выполняет или заказ полностью, или его часть, которая тесно связана с общими задачами дизайн-проектирования. Творческий процесс художественного проектирования представляет собой сложное неразрывное единство «работы с формами», фантазии и внутреннего мира человека (мироощущения, понимания красоты и современности, эстетической оценки и т. д.), в результате чего рождается особый материальный продукт в виде изображения, модели или самого изделия. Немецкие учёные подсчитали, что существует более 300 видов дизайна, которым соответствуют специфические профессиональные требования. Тем не менее любая деятельность дизайнера является многофункциональной. Например, главный дизайнер города занимается оформлением и благоустройством (мощение дорог, озеленение, освещение и т. д.) города, объектами городской срюды (павильоны, лотки, скамейки, урны, клумбы, тротуары и т. д.), наружной рекламой (щиты, стенды, панно и т. д.), колористикой города, праздничным оформлением (гирлянды, флаги и т. д.). В его работу также входит просмотр новых проектов, согласование, принятие объектов в эксплуатацию, контроль их качества. Индустриальный дизайн является одним из основных направлений художественного проектирования. Особое место в деятельности индустриального дизайнера занимают орудия труда и механизмы: продукция станко- и машиностроения, средства транспорта и т. п. 310 Разработка изделий этих отраслей отражает экономическое развитие страны в целом, поэтому здесь сосредоточиваются основные научные исследования, экспериментальные разработки, внедрение новейших материалов и технологий. Самую распространённую область дизайнерской деятельности составляют предметы быта, так называемые товары массового потребления: посуда, бытовые приборы, аудио- и видеоаппаратура, электроагрегаты и механизмы, мебель и т. п. В нашу жизнь стремительно вошёл дизайн архитектурной среды, который подразделяется на дизайн интерьеров и дизайн внешней архитектурной среды. Это далеко не полный перечень объектов, к которым прикладывает свои руки и творческую фантазию дизайнер. Результатом работы дизайнера является создание предметной среды (новых форм различных видов и типов изделий), сооружений, конструкций, ландшафта и др. с ярко выраженными социальными, функциональными, эргономическими, эстетическими свойствами. Произведения дизайна должны быть не только созвучны своему времени, но и на полшага идти впереди современности. Благодаря поискам дизайнеров можно заглянуть в будущее, представленное в реально существующих промышленных образцах изделий, в архитектурных сооружениях индивидуального строительства и т. д. Специальное профессиональное образование — база для начала трудовой деятельности. Обучение дизайнера может начинаться в технологических, промышленных училищах или колледжах. Высшее образование (в течение 5—6 лет) может быть получено во множестве вузов. Например, в Московском государственном художественно-промышленном университете им. С. Г. Строганова, Московском государственном университете дизайна и технологии, Санкт-Петербургской государственной художественно-промышленной академии им. А. Л. Штиглица, Московском государственном текстильном университете им. А. Н. Косыгина, на отделениях дизайна технических и гуманитарных высших учебных заведений. Новые достижения науки, техники, производства, изменения в экономике, пересмотр представлений о красоте, изменение стилей и стилевых направлений, а также другие факторы побуждают дизайнера постоянно пополнять знания, идти в ногу со временем. Перспективы профессионального роста. Карьерный рост дизайнера осуществляется в направлении от одного из разработчиков проекта, чья деятельность полностью подчиняется руководителю проекта, до руководителя проекта. Со своими работами дизайнеры могут участвовать в отечественных и международных выставках, где идёт активный обмен профессиональным опытом, творческими идеями, реализованными в проектах. 311 Личностные качества специалиста. Дизайнеру необходимо иметь фундаментальные знания из различных областей техники, архитектуры, декоративного искусства, производства и др., хорошо развитое пространственное воображение, позволяющее мысленно представлять художественные образы любых изделий, сооружений, и пространственное мышление для оперирования пространственными образами. Внимание, глазомер, художественный вкус, чувство цвета, гармонии, стиль являются неотъемлемыми качествами дизайнера. Чёткость, образность, конкретность мышления, высокая дисциплинированность должны быть присущи человеку, выбирающему профессию дизайнера. Чувство формы, меры, красоты, умение отстаивать идеи и принятые решения, умение анализировать современные направления в искусстве, чувство времени (чувство современности и своевременности предлагаемых идей, решений) также необходимы дизайнеру. Дизайнер должен уметь вести диалог, выслушивать чужое мнение, быть выдержанным, принципиальным, терпимым к суждениям оппонентов, не проявлять вспыльчивости и горячности в обсуждении профессиональных вопросов. Профессиональные навыки. Дизайнер должен мыслить художественными образами и творить, предлагая новые идеи, осуществлять художественное и техническое проектирование, контролировать процесс реализации проекта на производстве, строительной площадке, в ландшафтной среде. Можно сказать, что дизайнер овладел профессией тогда, когда получил признание профессионалов, коллег и его работа востребована. 1. Каким вы видите возможный маршрут вашего карьерного роста в дизайнерском бюро? 2. Какие стороны инженерной специальности вас привлекают? 3. Что вам кажется труднопреодолимым в профессии дизайнера? 4. Какие черты характера следует формировать в себе, чтобы состояться в выбранной специальности? 5. Подготовьте подборку фотографий, вырезок из журналов с различными дизайнерскими решениями одного какого-либо изделия, над проектом которого вы хотели бы поработать на занятиях элективного курса. Творческое задание: найдите имена выдающихся зарубежных и отечественных дизайнеров в выбранной вами сфере дизайна, выявив новизну их идей и отличия от ранее предлагаемых решений. Помощник: 1. Хан-Магомедов С. О. Пионеры советского дизайна / С. О. Хан-Магомедов. — М.: Изд-во «Гапарт», 1995. 2. Михайлов С. М. История дизайна / С. М. Михайлов.— М.: Союз дизайнеров России, 2004. 3. Шим ко В. Т. Основы дизайна и средовое проектирование / В. Т. Шим-ко. —М.: Архитектура-С, 2007. 4. Интернет. 312 ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1 Примером происходящих изменений в знаковой системе графического языка может служить обозначение разрезов, используемое в разные годы двадцатого столетия (рис. 286). Так, по правилам оформления конструкторских документов 1952 г. разрез надписывался Разрез по А—А, затем в 1959 г. надпись была сокращена до А—А. с 1989 г. она приняла вид А—А. А Г Разрез по А-А А-А -hr Li А -Г+- г1 I , 1 1 — А Рис. 286. Обозначение разрезов по старым и новым правилам оформления чертежей Приложение 2 Предпосылки зарождения стандартизации берут своё начало в далёком прошлом. Так, в III тысячелетии до н. э. в Древнем Египте при постройке пирамиды Хеопса применялись каменные блоки определённых размеров. Поэтому учёные предположили, что существовали какие-то правила, устанавливающие размеры блоков, и средства (инструменты) для контроля. Этот факт даёт основание предполагать, что именно в Древнем мире начали зарождаться предпосылки стандартизации. Более характерные примеры становления стандартизации находим в Средних веках. Так, в XV в. в Венеции использовался поточный метод сборки корпусов кораблей. Собираемый корабль продвигался по узкому каналу, по обе стороны которого располагались необходимые материалы и унифицированные (приведённые к определённому единообразию формы и 313 размеров) детали (мачты, паруса, вёсла). Всё, вместе взятое, значительно ускоряло постройку корабля. Первые шаги по стандартизации в России были сделаны в XVI в. при Иване Грозном. По его указу было организовано литьё ядер к пушкам. Для проверки размеров ядер применялись стандартные калибры — кружала. Всему миру известен своей красотой Покровский собор (Покрова на Рву), воздвигнутый на Красной площади в 1554—1560 гг. Интересен тот факт, что великолепное узорочье собора достигается использованием всего 18 типов фигурных кирпичей. Ряд мероприятий по стандартизации осуществлялся при Петре I. Так, с целью укрепления русской армии Пётр I устранил многотипность орудий. По его указу стали изготавливать орудия трёх типов: пушки, гаубицы и мортиры. В период его царствования были стандартизованы калибры орудий, затворы к ружьям и многое другое. В XVIII—XIX вв. при строительстве зданий используются стандартные деревянные архитектурные элементы. В железнодорожном транспорте стандартизуются: ширина железнодорожной колеи, цвет вагонов, высота сцепных устройств и др. Важным шагом на пути развития стандартизации в нашей стране был декрет 1918 г. «О введении международной метрической системы мер и весов». Первые шаги по разработке отдельных стандартов, относящихся к выполнению чертежей, в России были сделаны в 1919 г. Они назывались нормалями. В 1928 г. была утверждена первая группа общесоюзных стандартов. В 1935 г. в стандартах «Чертежи для всех видов машиностроения» были заложены основы единых требований к выполнению чертежей. В дальнейшем они пересматривались, совершенствовались, изменялись, что было связано с развитием промышленности. В 1965 г. было принято решение о создании Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). По мере подготовки и утверждения стандарты ЕСКД вводились в действие. ЕСКД как целостная система введена с 1 января 1971 г. Все стандарты ЕСКД разделены на десять групп. Каждая группа стандартов выпускается, как правило, отдельным сборником. Каждому стандарту ЕСКД присвоен свой номер. Рассмотрим пример обозначения стандарта — ГОСТ 2.304-81. Его первая цифра с точкой (2) означает класс стандарта (т. е. класс стандартов ЕСКД). Вторая цифра (3) означает группу стандарта в этом классе. Стандарты, относящиеся к группе 3, устанавливают общие правила выполнения чертежей. После обозначения группы стандарта идёт порядковый номер (04) стандарта в этой группе. После черты проставляется год утверждения или изменения стандарта (81). На современном этапе развития техники под стандартизацией понимают деятельность по разработке обязательных правил, норм, требований к продукции, которая должна отличаться высоким качеством. Стандарты важны в торговых взаимоотношениях между странами. Они позволяют налаживать и расширять международный обмен товарами, развивать сотрудничество в области научной, технической и экономической деятельности. Для этих целей создана Международная организация по стандартизации (ИСО), которая разрабатывает международные стандарты. 314 Приложение 3 Американская система прямоугольного проецирования (рис. 287) заключается в том, что трёхгранный угол, образованный прозрачными плоскостями проекций, располагается вершиной вверх перед зрителем, накрывая собой проецируемый объект. Фронтальная, горизонтальная и профильная проекции представляют собой вид на предмет сквозь прозрачные плоскости проекций. Плоскости разворачиваются, и горизонтальная проекция оказывается над фронтальной проекцией, а профильная проекция — справа от фронтальной проекции и представляет собой изображение предмета, увиденного с правой стороны. По американской системе прямоугольного проецирования аксонометрические проекции предмета получают по-иному (рис. 288). Рис. 287. Американская система проецирования на три взаимно перпендикулярные плоскости проекций 315 Приложение 4 Промышленностью выпускаются различные чертёжные инструменты и приспособления для черчения. Одним из приспособлений является чертёжный прибор ЧПГ-111 (рис. 289). Он состоит из взаимно координированных рамки и каретки, на которые нанесены линейные и радиальные шкалы с разметочными линиями и отверстиями. Прибор используется для выполнения чертежей, схем, таблиц и т. п. С его помощью можно быстро и качественно выполнить линии штриховки, параллельные и взаимно перпендикулярные линии. Чертежи можно выполнять на мягких материалах (бумага, картон, калька, плёнка, резина, войлок, ткани), а также на гладких и чистых жёстких поверхностях (металл, пластик, стекло, керамика, фанера). Работая с таким прибором, можно повысить качество и производительность труда школьника, студента, конструктора. Рис. 289. Чертёжный прибор ЧПГ-111 316 Словарь терминов • Вилка — деталь с характерным П- и У-образным элементом с одной или двух сторон, предназначенная для соединения с другими деталями или передачи им движения. • <3акал1са — нагрев и быстрое охлаждение для придания детали твёрдости. • Звё.здочка — стальное или чугунное колесо с гнёздами для звеньев цепи или пустотелая форма, имеющая несколько внешних или внутренних вершин, которая может использоваться в кулинарии для выпечки, нарезки, а также моделирования кремовой массы. • Кронштейн — опорная деталь, устанавливаемая на вертикальной или наклонной плоскости; служит для закрепления различных деталей или механизмов, применяется, как правило, в паре. • Лекало — шаблон, применяемый при изготовлении изделий сложного профиля либо для построения сложных кривых. • Опора — часть конструкции, воспринимающая и передающая нагрузку от одних элементов конструкции к другим (в том числе к основанию). • Ось — деталь, предназначенная для поддержания вращающихся деталей машин, сама при этом остаётся неподвижной. • Отпуск — медленный нагрев и медленное охлаждение для устранения хрупкости материала. • Палец — деталь, служащая для подвижного соединения деталей. • Пластина — деталь, имеющая различную форму малой толщины. • Прокладка — плоская деталь, форма которой повторяет форму соединяемых деталей и служит для уплотнения их стыка, т. е. препятствует перетеканию жидкости или газов через зазоры между соприкасающимися частями машины. • Прочность — способность материала выносить большие нагрузки без разрушения. • Решётка — плоская деталь, форма которой имеет множество отверстий различной формы. • Рычаг — пластина или стержень с отверстием для оси вращения с двумя или более точками приложения сил, применяется для передачи движения или усилий между отдельными звеньями механизмов. • Стойка — опорная деталь, у которой высота, как правило, больше размеров её основания. Обычно устанавливается на горизонтальных поверхностях и служит для крепления деталей. • Твёрдость — способность материала сопротивляться смятию (материал может быть пластичным и хрупким). • Уголок — деталь, форма которой представляет собой расположенные под углом относительно друг друга призматические поверхности. Служит для крепления деталей, изделий к вертикальной поверхности или обеспечивает жёсткое соединение двух деталей, широко применяется в строительных конструкциях. • Хомут — деталь в виде петли со стягиваемыми концами, имеющими для этой цели отверстия под болт или винт. Предназначен для крепления электротехнических, радиотехнических кабелей к стенам зданий или корпусам приборов, соединения между собой различных деталей. 317 Оглавление Введение................................................... 3 Глава 1. Организация рабочего места. Основные приёмы работы чертёжными инструментами ........................................ 5 1. Материалы. Инструментальные и технические средства. Создание графических изображений........................ — 2. Оборудование и организация рабочего места............. 12 3. Приёмы работы чертёжными инструментами................ 15 Глава 2. Роль графического языка в передаче информации о предметном мире............................................... 20 4. Графический язык и его место в передаче информации о предметном мире....................................... — 5. Развитие графического языка как средства общечеловеческого общения................................................ 22 6. Типы графических изображений.......................... 26 7. Линии как элементы графического языка. Типы линий.................................................. 31 8. Чертёжный и архитектурный шрифты...................... 36 Глава 3. Форма и формообразование. Геометрические построения ... 42 9. Понятие о форме........................................ — 10. Формообразование...................................... 46 11. Анализ формы.......................................... 53 12. Элементы формы........................................ 60 13. Использование геометрических построений для отображения формы.................................................. 66 14. Уклон и конусность.................................... 73 15. Моделирование и изготовление моделей.................. 75 Глава 4. Графическое отображение и чтение геометрической информации о предмете........................................... 79 16. Проецирование как метод графического отображения формы предмета................................................ — 17. Прямоугольное (ортогональное) проецирование на одну плоскость проекций............................. 85 18. Проецирование на две взаимно перпендикулярные плоскости проекций............................................... 90 19. Проецирование на три взаимно перпендикулярные плоскости проекций............................................... 94 20. Виды, фасады, планы.................................. 102 21. Способы построения и чтения чертежа.................. 111 22. Проекции с числовыми отметками....................... 118 23. Сечения.............................................. 124 24. Разрезы.............................................. 131 25. Соединение вида и разреза............................ 141 26. Выносной элемент..................................... 144 318 Глава 5. Наглядные изображения и их использование в проектной деятельности...................................... 146 27. Аксонометрические проекции. Стандартные аксонометрические проекции............................... — 28. Построение и чтение аксонометрических проекций...... 149 29. Разрезы на аксонометрических изображениях ............ 162 30. Наброски, поисковые и технические рисунки. Их назначение в проектной деятельности................. 164 Глава 6. Изделие и техническая информация о нём............... 169 31. Детали, сборочные единицы............................... — 32. Понятия «машина» и «механизм». Требования, предъявляемые к машинам................................ 170 33. Соединения деталей в изделии. Резьба. Соединение стандартными крепёжными деталями....................... 173 34. Разъёмные нерезьбовые соединения...................... 184 35. Неразъёмные соединения................................ 187 36. Виды передач.......................................... 191 Глава 7. Конструкторские документы и требования к их оформлению 194 37. Виды и комплектность конструкторских документов......... — 38. Чертёж (эскиз) детали и сборочный чертёж............ 202 39. Виды и комплектность строительных чертежей............ 207 40. Форматы, внутренняя рамка и основная надпись чертежей 209 41. Масштабы.............................................. 212 42. Нанесение размеров.................................... 214 43. Нанесение размеров на производственных чертежах....... 219 44. Нанесение размеров на строительных чертежах........... 221 45. Предельные отклонения размеров на чертежах............ 225 46. Обозначение на чертежах допусков формы и расположения поверхностей........................................... 228 47. Шероховатость поверхности и её обозначение на чертежах 231 48. Условности и упрощения на машиностроительных и строительных чертежах................................ 236 49. Деталирование сборочного чертежа...................... 240 Глава 8. Использование компьютерных технологий в проектировании................................................ 242 50. Программа AutoCAD — основной инструмент современного проектирования в машиностроении.......................... — 51. Программа ArchiCAD — инструмент архитектурно- строительного проектирования........................... 264 52. Работа с программой Photoshop......................... 281 Глава 9. Твоя будущая профессия............................... 295 53. Проектирование как вид профессиональной деятельности ... — 54. Инженер-конструктор................................... 303 55. Архитектор............................................ 306 56. Дизайнер.............................................. 309 ПРИЛОЖЕНИЯ.................................................... 313 319 Учебное издание Степакова Валентина Васильевна Курцаева Людмила Васильевна Айгунян Марина Александровна и др. ЧЕРЧЕНИЕ Учебник для общеобразовательных учреждений Центр естествознания Руководитель Центра В. И. Егудин Редактор Е. С. Забалуева Младший редактор Т. И. Данилова Художник В. А. Гончарова Художественный редактор Т. В. Глушкова Технический редактор и верстальщик Н. В. Лукина Корректоры И. П. Ткаченко, М. А. Терентьева Налоговая льгота — Общероссийский классификатор продукции ОК 005-93—953000. Изд. лиц. Серия ИД № 05824 от 12.09.01. Подписано в печать с оригинал-макета 14.02.12. Формат 70x90 */jg. Бумага офсетная. Гарнитура Школьная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 20,43 + 0,48 форз. Тираж 10 000 экз. Заказ № 53. Открытое акционерное общество «Издательство «Просвещение». 127521, Москва, 3-й проезд Марьиной рощи, 41. Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных издательством материалов в ОАО «Тверской ордена Трудового Красного Знамени полиграфкомбинат детской литературы им. 50-летия СССР». 170040, г. Тверь, проспект 50 лет Октября, 46. liliiiilmjliiiilm УМК по черчению: • Программы для 7—11 классов общеобразовательных учреждений (составитель и ответственный редактор В. В. Степакова) ^ Учебник • Карточки-задания (под редакцией В. В. Степаковой) ш со ся ПРОСВЕЩЕНИЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО