Для изображения какого-либо предмета на чертеже пользуются определенными приемами, называемыми проектированием предмета на плоскость. Полученное изображение называют проекцией предмета. Самый простой пример проекции — это тень предмета, получаемая при его освещении. Но размеры и конфигурация тени будут соответствовать истинным размерам предмета в том случае, если лучи света строго параллельны и падают на плоскость проекции точно под прямым углом. Такая проекция называется прямоугольной или ортогональной. Это основа для составления чертежей.
Чертежи многих предметов выглядят одинаково. Поэтому, например, для цилиндра, конуса и шара кроме горизонтальной нужна еще и вертикальная проекция.
Чтобы инженеры всех стран мира делали чертежи одинаково, установлены единый способ проектирования предметов и определенное расположение проекций на чертежах.
Возьмите тетрадку, разверните ее так, чтобы получился прямой угол, и поставьте на чистый лист бумаги. У вас получился угол, образуемый тремя взаимно перпендикулярными плоскостями. Поместите в этот угол любой предмет и изобразите его методом прямоугольной проекции на каждой из трех сторон угла. Теперь разверните тетрадь и положите ее на стол. Все три стороны угла оказались совмещенными в одной плоскости. Это и есть чертеж предмета в прямоугольной проекции. На нашем рисунке, как вы видите, в прямоугольной проекции изображена обычная чайная кружка.
Нас интересует не только внешний вид предмета, но и его внутреннее устройство. А чтобы изобразить на чертеже элементы внутреннего устройства предмета, нужно знать правила и законы начертательной геометрии.
Кроме того, многие предметы различной формы проектируются одинаково на одну, а иногда и на две плоскости проекции. Следовательно, нужно уметь правильно выбрать число проекций, чтобы легко отличить один предмет от другого. Для очень сложных предметов приходится чертить 6 проекций, но нередко и в этом случае трудно представить себе общий вид предмета. Тогда прибегают к условному объемному рисунку предмета — так называемой аксонометрической проекции.
Очень большое значение имеют различные вспомогательные линии, которые в ряде случаев позволяют понять чертеж без дополнительных проекций. Например, на проекциях тел вращения (шар, цилиндр, конус и т. д.) и отверстий всегда наносят осевые линии. Штриховые линии обозначают- на чертеже невидимые с данной стороны элементы детали (отверстия, выступы, фаски). Иногда для правильного представления о предмете делают разрезы, сечения, вырывы и обрывы. Сечения и разрезы штрихуются тонкими косыми линиями.
Деталь не всегда можно изобразить в натуральную величину. Обычно приходится ее уменьшить или увеличить, указав масштаб изображения на чертеже. Например, масштаб 1:1 означает, что деталь изображена в натуральную величину, 1:2 — уменьшена в 2 раза, а 5:1 — увеличена в 5 раз.
Чтобы не загромождать чертеж лишними линиями, в некоторых случаях прибегают к упрощенным изображениям. Надо, скажем, сделать чертеж болта или какой-либо детали, имеющей резьбу. Изобразить точно проекцию сложной винтовой линии резьбы очень трудно, да и не нужно. Ведь резьба нарезается при помощи специального инструмента, который сам придет ей необходимый профиль и размеры. Поэтому на чертеже только отмечают участок, на котором должна быть резьба, и ставят условный знак. Например: М8. Это означает, что на детали надо нарезать метрическую резьбу с наружным диаметром 8 мм. Условные обозначения имеются также для зубчатых и червячных колес, пружин, ходовых винтов, подшипников качения и других деталей. Рядом с упрощенным изображением такой детали обязательно дается таблица с указанием ее точных параметров и требований к изготовлению.
Когда вычерчены все необходимые проекции детали, разрезы и сечения, надо поставить на них размеры. Ведь от точности изготовления деталей, особенно сопрягающихся друг с другом, зависит качество машины.
Одни и те же детали могут «подходить» друг к другу по-разному. Возьмем простой пример. Надетое на ось колесо может качаться на ней, свободно вращаться или туго проворачиваться. Можно «посадить» на ось предварительно нагретое колесо, тогда после остывания повернуть его на оси будет невозможно. Все это зависит от того, какие размеры, допуски и посадки зададим мы на чертежах (см. Допуск).
Предельные отклонения линейных размеров указывают на чертежах цифрами или условными обозначениями согласно стандартам на допуски и посадки. Например, надпись «20± 0,5» означает, что у изготовленных деталей этот размер должен быть не больше 20,5 мм и не меньше 19,5 мм.
Но, обозначив только линейные размеры деталей, трудно рассчитывать, что она будет
изготовлена точно нужной формы. В самом деле, мы задали, например, диаметр и высоту цилиндра. Однако при обработке поверхности «цилиндричность» формы может быть несколько нарушена: может быть не выдержана, скажем, перпендикулярность осей отверстий и т. д. Предельные отклонения формы деталей и расположения плоскостей указываются в чертежах особыми знаками. Например, надпись «0,1» означает, что непараллельность двух поверхностей деталей не должна превышать 0,1 мм.
Но и это еще не все. Точность сопряжения деталей зависит также и от характера их обработки, а обработать деталь можно по-разному. Можно проточить ее резцом, который оставит бороздки, легко ощутимые рукой. А можно отполировать так, что она будет блестеть, как зеркало. Качество обработки поверхностей (их шероховатость) указывают на чертежах специальными обозначениями. Например, надпись «PZ63» означает поверхность, обработанную так, что средняя высота микронеровностей на ней составляет 63 мкм.
И наконец, в таблице на чертеже детали указывается материал, из которого она должна быть изготовлена. Например, обозначение «сталь 45» означает, что деталь надо изготовить из конструкционной стали, содержащей около 0,45% углерода.
Как видите, современный чертеж детали представляет собой ее подробнейшую характеристику: он передает точную форму детали, указывает на то, как и из чего она должна быть сделана и как обработана.
Но вот детали готовы. Теперь из них предстоит собрать отдельные узлы, а затем и машину в целом. Для этого нужны другие чертежи — сборочные, дающие представление о взаиморасположении деталей и их связи. Для удобства пользования сборочными чертежами в них помещают спецификацию — перечень всех деталей, входящих в собираемый узел. В спецификации указывают количество деталей, их шифры, номера чертежей, по которым они изготовлены, условия сборки, необходимый инструмент. В комплекте сборочных чертежей должен быть также общий вид машины.
Чертежи нужны не только при создании машин, без них нельзя строить дома и плотины, прокладывать дороги и тоннели метрополитена. Конечно, строительные чертежи несколько отличаются от чертежей машин, однако в их основе лежат те же законы и правила, о которых мы рассказали. Более точно эти законы изложены в стандартах (см. Стандарт, стандартизация) на изготовление чертежей, где указаны виды чертежей, форматы листов бумаги, масштабы изображений, толщина линий, виды и размеры шрифтов для подписей. Установлены правила выполнения разрезов и сечений, нанесения размеров, обозначения материалов и многое другое. Стандарты на чертежи входят в действующую Единую систему конструкторской документации — ЕСКД