Введение в Инженерную графику

Для того чтобы понять, какой путь прошел современный чертеж с момента его возникновения до наших дней, коротко рассмотрим основные этапы развития инженерной графики и стандартизации.

Графика — это способ отображения окружающей нас действительности на плоскости. Графика вмещает в себя множество способов изображения. Рассмотрим два из них: рисунок и чертеж

Рисунок — это графическое изображение, выполненное от руки на глаз, которое дает нам представление только о внешнем виде предмета и не дает представления о внутреннем его устройстве и размерах.

Чертеж — это графическое изображение, выполненное при помощи специальных чертежных инструментов и принадлежностей по особым правилам построения изображений, которое дает нам полное представление о внешнем и внутреннем устройстве предмета № о его размерах.

Задолго до того, как люди создали письменность, они научились рисовать окружающие их предметы. Для создания графических изображений на различных этапах развития общества использовались разнообразные материалы и инструменты. Сначала материалом служила земля, стены пещеры, камни, на которых рисунки выцарапывались. Затем использовали бересту, кожу, холст, пергамент, бумагу и другие материалы, на которые изображения наносились чернилами или тушью с помощью гусиного пера. Только в конце XVIII века для построения графических изображений стали применяться карандаши.

Прослеживая путь развития чертежа от древних времен до наших дней, можно выделить два основных его направления: первое — строительные чертежи, по которым строили жилища, промышленные здания, мосты и другие сооружения; второе — промышленные чертежи, по

которым создавали различные инструмент приспособления, машины.

Возникновение строительных чертежей носится к тому времени, когда люди для постройки жилища или помещений для хранения утвари или зимовки скота на земле в натуральную величину разбивали планы помещений и них возводили постройки. Делалось это с мощью примитивных приспособлений. Линейные размеры откладывали разметочным циркулем (рис. 1), окружности проводили с помощью веревки и двух колышков (рис. 2). Один колышек вбивался в землю и играл роль центра а другим, натягивая веревку, проводили окружность.

Когда возводимые сооружения стали за мать обширные площади, потребовалось участие большого количества людей, возникла не ходимость вычерчивать чертежи в уменьшенном виде, на каком-либо материале (коже, холсте, пергаменте). Чертежи выполняли без масштаба, но с размерами, и только в XVIII в. стали применять масштаб. Первоначально изображение в плане (вид сверху) совмещали с изображением фасада здания (вид спереди) (рис. 3).

В XVI веке в Москве по приказу Ивана Грозного был создан «Пушкарский приказ», который ведал инженерным и артиллерийским делом. Там были уже чертежники, которых тогда называли «чертещиками». Чертежи выполнялись с помощью чертежных инструментов: линейки (правило) и циркуля (кружало). По распоряжению Ивана Грозного по всему Московскому государству специальными людьми собирался географический материал, который лег в основу составленного в XVI веке «Большого чертежа» всей Московской Руси. В начале XVII века при Борисе Годунове был составлен «Годуновский чертеж Кремля», изображавший дворцовые палаты и оборонительные укрепления, расположенные вокруг Кремля.

В начале XVIII века в период правления Петра I в России бурно развивается кораблестроение, горнорудная промышленность, строятся машины и заводские силовые установки. Все это требовало умелого выполнения чертежей. В связи с этим по указу Петра I вводится преподавание черчения в специальных учебных заведениях, что послужило причиной появления первых учебников по черчению: «Приемы циркуля и линейки» и «Практические геометрии». В это время появляются первые чертежи заводских сооружений, где изображения выполнялись в двух видах. Сохранился чертеж двадцати двухвесельного шлюпа, выполненный лично Петром I в 1719 г. В период ремесленного производства, когда изделие от начала до конца изготавливалось одним человеком, его форма и размеры определялись самим мастером. Изделия, пользовавшиеся широким спросом — серпы, косы, ножи, дверные запоры и т. д., изготовляли по образцу с применением разметки и шаблонов, которые заменяли собой чертеж. С развитием производства на смену мелким ремесленным мастерским приходят крупные мануфактуры, где широко применяется разделение труда. Теперь одно изделие выполняется несколькими мастерами. Появились промышленные чертежи. Сначала они

Рис 4

выполнялись без размеров, затем на поле чертежа стали делать надписи, указывающие основные размеры. С развитием техники чертежи усложнялись, и их выполнение требовало более высокой точности исполнения. Стали применять масштабы, проекционную связь, выполняя разрезы, без которых невозможно было понять внутреннее устройство изделия и принцип его работы. Эти чертежи были уже близки к современным чертежам, но на них не было размеров. Они определялись с Помощью масштабной шкалы, изображенной на поле чертежа. Примером таких чертежей могут служить чертежи паровой машины И. И. Ползунова, выполненные в 1763 г.. На чертежах изображены поперечный разрез машины (рис. 5, а), на котором показаны применяемые материалы (кирпич, древесина, грунт), отдельные детали, что является прообразом современного деталировочного чертежа.

Продолжателями дела И. И. Ползунова в развитии отечественной техники и совершенствовании чертежа были русские механики отец и сын Черепановы. В 1824 году по их чертежам была построена первая паровая машина. На рис. 6 показан продольный разрез разработанного ими паровоза.

Дальнейшее совершенствование производства, усложнение формы деталей, потребность в более высокой точности их изготовления приводят к совершенствованию чертежа. В конце первой половины XIX века на чертежах стали наносить размеры с помощью выносных и размерных линий. С развитием машинного производства чертеж приобретает значение важного технического документа, содержащего данные не только о форме и размерах детали, но и о чистоте обработки поверхностей, термической обработке и предельные отклонения размеров, т. е. сведения, необходимые для изготовления этой детали.

Во второй половине XVIII века встречаются чертежи, выполненные в наглядном изображении. Это уже зарождение будущей аксонометрии. Примером может служить чертеж К. Д. Фролова «Рудоподъемная машина» (рис. 7).

Талантливым механиком-изобретателем, внесшим большой вклад в совершенствование чертежа, был И. П. Кулибин. В его проекте однопролетного арочного моста через реку Неву были чертежи поперечного разреза моста, отдельных конструкций, а также вид сверху и сбоку.

В 1798 г. французский ученый Гаспар Монж (1746-1818) опубликовал свой труд «Начертательная геометрия», в котором он обобщил опыт специалистов в изображении пространственных форм на плоскости и показал решения технических задач графическим способом. Так в конце XVIII – начале XIX вв., когда появилась и стала развиваться начертательная геометрия, метод ортогональных проекций получил научное обоснование.

Первый научный труд по начертательной геометрии в России «Основания начертательной геометрии» был написан в 1821 г. профессором Я. А. Севастьяновым. Дело Я.А. Севастьянова продолжали развивать и совершенствовать такие ученые, как П.К. Галактионов, А.

Рис 5,6

X. Редер, Н.П. Дуров, И.И. Сомов.

Неоценимый вклад в развитие начертательной геометрии как науки внес В.И. Курдюмов. Он написал 14 научных работ, в которых дал новое направление начертательной геометрии, показав ее применение в технических чертежах. Очень много сделали для развития отечественной технической графики такие ученые, как Н.И. Макаров, Е.С Федоров, Н.А. Рынин, А.К. Власов, Н.А. Глаголев, Д.И. Каргин, А.И. Добряков. Они заложили основу русской графической науки и создали учебно-методическую литературу по инженерной графике.

В конце 20-Х годов необходимость в короткий срок подготовить новые инженернотехнические кадры привела к пересмотру и усовершенствованию методики преподавания черчения и созданию новых учебных пособий. Среди выпущенных в этот период учебных пособий особо нужно отметить труд М.В. Носова и И.Ф. Маслова «Условности машиностроительного черчения» (1928 г.) и пособие профессора С.К. Руженцова «Вспомогательные таблицы по проекционному черчению и скицированию» (1929 г.).

Большую роль в развитии и совершенствовании теории инженерной графики, методики ее преподавания и в создании учебных пособий сыграли такие отечественные ученые, как И.Г. Попов, С.М. Куликов, А.М. Иерусалимский, Н.А. Попов, В.О. Гордон, В.И. Каменев, Н.Ф. Четверухин. В последнее время плодотворную работу по созданию учебных пособий по черчению и по совершенствованию методики преподавания этого предмета провели профессора С.В. Розов, Н.С. Дружинин, С.К. Боголюбов.

В период индустриализации в условиях бурного развития всех отраслей народного хозяйства потребовалось создание единой жесткой системы правил и норм выполнения машиностроительных чертежей. С этой целью в 1925 г. был создан Комитет по стандартизации при Совете Труда и Обороны, а в 1929 г. вышел первый выпуск стандартов по черчению. 1 мая 1935 г. Комитет по стандартизации издает постановление, согласно которому соблюдение стандартов на чертежи становится обязательным. Нужно отметить, что все нормы и правила, по которым выполняют чертежи, собранные в государственных стандартах, постоянно совершенствуются и изменяются в зависимости от развития производства, науки и техники. Международное сотрудничество в области науки и техники, расширение товарооборота потребовали создания в 1947 г. Международной организации по стандартизации (ИСО) и Постоянной комиссии Совета Экономической Взаимопомощи по стандартизации. В 1954 г. при Совете Министров СССР был создан Комитет стандартов, мер и измерительных приборов, который впоследствии был преобразован в Государственный комитет СССР по стандартам.

Виды форматов

Формат чертежного листа бумаги выбирается в зависимости от сложности чертежа и количества изображений. Форматы листов чертежей устанавливает ГОСТ 2.301-68 (СТ СЭВ 1181-78). Они определяются размерами внешней рамки, которую выполняют на листе чертежной бумаги тонкой линией. Обычно листы имеют размеры сторон чуть больше размеров сторон форматов. При выполнении внешней рамки нужно строго выдерживать взаимную перпендикулярности сторон.
Основными форматами являются формат с размерами сторон 1189X841 мм, площадь которого равна 1 м², и четыре формата, полученные последовательным делением предыдущего формата пополам так, что делительная линия проходит параллельно меньшей стороне делимого формата. Размеры сторон основных форматов и их обозначение приведены в таблице. Кроме основных форматов допускается применять дополнительные форматы, образуемые увеличением коротких сторон основных форматов на величину, кратную их размерам. Обозначение дополнительных форматов состоит из обозначения основного формата и его кратности. Установленные стандартом форматы используются не только для выполнения чертежей, но и других конструкторских документов. После того как тонкой линией на листе чертежной бумаги проведена внешняя рамка, вычерчивается рамка, ограничивающая поле чертежа. Ее стороны идут параллельно сторонам формата на расстоянии 20 мм с левой стороны (поле для подшивки чертежа) и 5 мм с трех других сторон. Обводится эта рамка сплошной толстой линией. Располагать форматы можно как горизонтально, так и вертикально, кроме формата А4, который всегда располагается вертикально. Предпочтение следует отдавать горизонтально расположенному формату.