Что такое проекция и как она используется в черчении
Чтобы изобразить предмет на бумаге, применяют специальные методы, известные как проектирование на плоскость. Полученное изображение называется проекцией. Самый простой пример — тень предмета при освещении. Однако для точного соответствия реальным размерам и форме предмета необходимо, чтобы световые лучи были параллельны и падали на плоскость строго под прямым углом. Такой метод называется прямоугольной или ортогональной проекцией и является фундаментом для создания технических чертежей.
Часто чертежи разных предметов выглядят схоже. Например, для таких фигур, как цилиндр, конус или шар, одной горизонтальной проекции недостаточно — требуется также вертикальная проекция для полного понимания формы.
Стандартизация и метод трех плоскостей
Для унификации чертежей во всем мире были установлены единые правила проектирования и расположения проекций на листе. Представьте себе тетрадь, развернутую под прямым углом и поставленную на лист бумаги. Так вы получите модель из трех взаимно перпендикулярных плоскостей. Если поместить в этот угол любой предмет и спроецировать его на каждую из трех сторон, а затем развернуть тетрадь, все три проекции окажутся в одной плоскости. Это и есть чертеж предмета в прямоугольных проекциях, как показано на рисунке с чайной кружкой.
Изображение внутреннего устройства и выбор проекций
Чертеж должен передавать не только внешний вид, но и внутреннее строение детали. Для этого необходимо знание правил начертательной геометрии. Поскольку разные предметы могут давать одинаковые проекции на одну или даже две плоскости, важно правильно определить необходимое количество проекций для однозначной идентификации. Для сложных деталей иногда требуется до шести проекций, но даже этого может быть недостаточно для полного представления формы. В таких случаях используют аксонометрическую проекцию — условный объемный рисунок.
Вспомогательные линии, разрезы и масштабы
Вспомогательные линии играют ключевую роль в чтении чертежа. Например, осевые линии применяются для тел вращения (шар, цилиндр, конус), а штриховые линии обозначают невидимые элементы. Для раскрытия внутренней структуры используют разрезы, сечения, вырывы и обрывы, которые штрихуются тонкими линиями.
Детали редко изображают в натуральную величину. Масштаб указывает степень уменьшения или увеличения: 1:1 — натуральная величина, 1:2 — уменьшение в два раза, 5:1 — увеличение в пять раз.
Упрощения и условные обозначения
Чтобы избежать загромождения чертежа, применяют упрощенные изображения. Например, точно изобразить винтовую линию резьбы сложно и нецелесообразно, так как резьба нарезается специальным инструментом. Вместо этого на чертеже указывают участок с резьбой и ставят условное обозначение, например, М8 для метрической резьбы диаметром 8 мм. Аналогичные условные обозначения существуют для зубчатых колес, пружин, винтов, подшипников и других элементов, с обязательным указанием точных параметров в таблице.
Размеры, допуски и качество поверхностей
После вычерчивания всех проекций и разрезов на чертеж наносят размеры. Точность изготовления деталей, особенно сопрягаемых, критически важна для качества конечного изделия. Характер сопряжения деталей (свободное, плотное, неподвижное) определяется заданными на чертеже допусками и посадками. Предельные отклонения размеров указываются цифрами (например, 20±0.5 мм) или условными знаками.
Помимо линейных размеров, важно контролировать форму детали. Для этого на чертежах особыми знаками указывают допустимые отклонения формы и взаимного расположения поверхностей (например, непараллельность не более 0.1 мм).
Качество обработки поверхности (шероховатость) также регламентируется. Обозначение, например, «PZ63», указывает на среднюю высоту микронеровностей в 63 микрона. В отдельной таблице на чертеже указывается материал детали (например, «сталь 45» — конструкционная сталь с 0.45% углерода).
Таким образом, современный чертеж детали — это ее исчерпывающая техническая характеристика, содержащая информацию о форме, материале, способах обработки и контроля.
Сборочные чертежи и область применения
После изготовления деталей по рабочим чертежам необходимы сборочные чертежи для сборки узлов и целых машин. Они показывают взаимное расположение деталей и их соединение. К сборочным чертежам прилагается спецификация — список всех деталей с указанием количества, шифров, номеров чертежей и условий сборки. Комплект документации включает и общий вид изделия.
Чертежи применяются не только в машиностроении, но и в строительстве домов, плотин, дорог, тоннелей метрополитена. Хотя строительные чертежи имеют свою специфику, их основа — те же правила и законы проекционного черчения. Все эти правила детально изложены в государственных стандартах (см. Стандарт, стандартизация), которые регламентируют форматы листов, масштабы, типы линий, шрифты, выполнение разрезов, нанесение размеров и обозначений. Эти стандарты являются частью Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).