Чертёж
Чертёж — документ, содержащий графическое изображение и выполненный, как правило, с помощью инструментов, реже — от руки[1]. Чертёж наряду с техническим рисунком является одним из видов технической графики, родственен архитектурной графике[2]. Чертёж, рисунок может использоваться для графического представления данных, в том числе с использованием машинной графики. Данные для наглядного и быстрого восприятия представляются в виде геометрического образа: графика, диаграммы, кривой, либо их комбинации[3]. Построения с использованием чертежных инструментов используют для графического решения геометрических задач[4]. Чертеж относится к неязыковому способу записи.[5]
В действовавших в период с 1964 по 2007 год редакциях Гражданского кодекса РСФСР чертежи были явно указаны как предмет авторского права, перечислялись в числе других видов произведений[6].
В рамках стандартизации издательского дела чертеж рассматривается как элемент издания: чертёж — условное графическое изображение предмета с точным соотношением его размеров, полученное методом проецирования, в том числе:
- график — чертеж, наглядно изображающий количественное соотношение и развитие взаимосвязанных процессов или явлений в виде кривой, прямой, ломаной линии, построенной в той или иной системе координат;
- номограмма — чертеж, позволяющий заменять вычисление по формулам выполнением простейших геометрических построений, по которым с помощью ключа считываются ответы;
- план — чертеж, изображающий в условных знаках (масштабе) на плоскости горизонтальную или вертикальную проекции предмета(ов) и его (их)размеров[7].
В рамках стандартизации в единой системе конструкторской документации (ЕСКД) и системе проектной документации для строительства (СПДС) чертежи относятся к одному из видов графических документов[8][9]. До 1971 года ЕСКД носила название система чертёжного хозяйства[10][11].
Черчение
Черчение (геометрография) — процесс выполнения чертежа в соответствии с правилами. При черчении в большинстве случаев происходит изображение на плоскости. На кальке, бумаге и других поверхностях изображаются геометрические образы (точки, линии, поверхности, тела) с использованием инструментов. Черчение бывает: геометрическое, проекционное, машиностроительное, строительное, картографическое и др.[12]. Чертёж изображается на плоскости с использованием черт (штрихов[13]), линий[14]. Штрих — линия, выполняемая одним движением руки. Штрих может восприниматься как линия или сливаться с соседними штрихами в сплошное тоновое пятно (штриховку[13])[15]. Рисунок также выполняется штрихами и линиями, но с использованием цвета в вспомогательной роли. Рисунок, в свою очередь, отличается от живописи тем, что (при ручном исполнении рисунка) пользуются преимущественно твердым красящим веществом[16]. Живопись организует впечатление с помощью цвета[17].
Сам процесс создания чертежа может происходить на бумаге или с использованием профессионального ПО и компьютера. Когда говорят о черчении в контексте бумажных чертежей, процесс можно описать как создание геометрически точного изображения видов детали сверху, спереди, сбоку. Если говорят о сборочном чертеже, то обычно это разрез сложного объекта по оси симметрии. Современное проектирование неразрывно связано с ЭВМ и с использованием специального ПО — САПР. На данный момент построенные вручную чертежи практически вышли из употребления.
Элементы чертежа:
- Чертёжный формат
- Чертёжные виды
- Размеры
- Поля допусков размеров, отклонений формы и расположения поверхностей.
- Текстовые надписи и таблицы.
- Графические объекты и символы.
Виды чертежа ассоциативны с моделями, по которым они создавались, то есть изменения, сделанные в модели, такие как изменения значения размера, добавление или удаление конструктивных элементов, одновременно отображается и на чертеже. Аналогично, изменение значений размеров в чертеже, приводит к изменениям в модели, на которую этот чертёж ссылается[18].
Выполняя чертежи изделия или объекта, инженер должен соблюдать стандарты. В любом случае черчение это визуализация предмета разработки в графический вид математической модели.
В архитектуре
Иллюстрации, карты, планы, эскизы относящиеся к географии, топографии, архитектуре являются художественными произведениями[19].
Краткие сведения
Стандартизация, правила, нормы при выполнении чертежей вырабатывались веками, и установившаяся сейчас система очень похожа во всем мире. В России это единая система конструкторской документации (ЕСКД) и система проектной документации для строительства (СПДС). Например, ГОСТ 2.303-68 ЕСКД[20], устанавливает начертания и основные назначения линий на чертежах всех отраслей промышленности и строительства, выполняемых в бумажной или электронной форме. В Америке это стандарты, опубликованные американским обществом инженеров-механиков ASME. Так же существуют международные стандарты ISO, например, ISO 128 касается общих принципов представления информации на технических чертежах. А ISO 216 международный стандарт размеров бумажных листов чертежей А4-А0 (пример), построен на основе немецкого стандарта DIN 476, а в России это же описывает ГОСТ 2.301-68. Существует множество отраслевых стандартов для чертежей, но не будем перечислять их все, так как все равно все не охватить.
В современном мире само понятие чертежа усложняется. Чертёж это и рисунок на бумаге с инструкцией по сборке игрушки, которую Вы купили трёхлетнему ребёнку, и электронная геометрическая модель изделия, которую можно напрямую загрузить в станок с ЧПУ и получить готовое изделие после выполнения программы. Станкам для работы не нужны бумажные чертежи, они работают с математическими моделями. Поэтому будем говорить в большей части про современные, электронные чертежи. Согласно ГОСТ 2.052-2015 электронная геометрическая модель изделия представляет собой совокупность геометрических элементов и атрибутов модели, которые совместно определяют геометрию изделия и его свойства, зависящие от формы и размеров[21].
История чертежа
Древний мир
История возникновения и развития науки об изображении предметов на плоскости берёт своё начало в далёком прошлом. Ещё не зная
Древние египтяне передавали свои мысли и представления с помощью знаков-рисунков, которые называются иероглифами.
Длинными строчками выстраивались на плитках и стенах змеи, совы, ястребы, руки, головы, люди, жуки. Среди них всевозможные фигуры: квадраты, треугольники, круги, петли.
Учёные проследили длинный путь от картинки до современных букв. И те, и другие знаки не чужды друг другу. Оба вида изображений служат одной цели: передать сообщение от одного человека другому.
Появление чертежей связано с практической деятельностью человека — строительством укреплений, городских построек. Первоначально их выполняли прямо на земле. Но также археологами были обнаружены чертежи, выполненные на камне, папирусе, глиняных дощечках, пергаменте, а более поздние — на бумаге. Для записей на папирусе древние египтяне делали первые чернила из золы корней папируса, которую смешивали с клейким соком акации или вишни, а древним грекам были известны графитовые стержни для письма и рисования.
Исследователи утверждают, что деревянная линейка и циркуль являются самыми древними чертёжными инструментами. Потому что удивительно ровные прямые линии и правильные круги, например, на стенах и куполах храмов и домов Вавилонии и Ассирии невозможно было бы провести без специальных инструментов. Железным и бронзовым циркулям, найденным при раскопках в разных местах земли, более 2 тысяч лет.
Примером древнеегипетского чертежа служит изображение водоёма с растущими возле него пальмами. На нём соединены изображения, полученные с двух точек зрения: спереди и сверху. Они удивительным образом переплетены друг с другом.
Древнегреческий чертёж лабиринта содержит только одно изображение — сверху. Но, тем не менее, это первые примеры изображения конструкции на плоскости.
Таким образом, жители Древнего мира заложили основы графических изображений, которые были усовершенствованы и обоснованы изобретателями следующих поколений. Было положено начало стандартизации, во многом упростившей деятельность по созданию построек и механизмов.
Средние века
С развитием технической мысли сохраняется потребность в изображении конструкций. Удобный материал-бумага, изобретённый в
Многие конструкции запечатлены в рисунках, выполненных в технике гравюры. Именно из них мы узнаём о том, какие приспособления помогали людям в нелёгкой жизни.
Архитекторы занимали исключительное положение среди создателей средневекового искусства и были самостоятельны в своих действиях и направлениях работы. В альбоме Виллара де Оннекура собрана различная графическая информация от построения человеческой фигуры до сложнейшей конструкции элементов готического храма.
Средством для работы на бумаге сначала были тушь и чернила, а потом стали пользоваться углём, металлическими палочками-штифтами. Их делали из свинца или серебра. Периодически в разных странах находили залежи графита, которые быстро истощались.
Именно этими материалами выполнены чертежи-рисунки выдающегося изобретателя эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. Он придумывал самые различные механизмы: крутильный станок на несколько веретен, прокатный стан, станки для нарезки винтов, для шлифовки оптических стёкол, шлюзы, несколько видов водоподъёмных машин, оборонительные сооружения, летательные аппараты. Многие его изобретения не воплотились в жизнь, но задали направление для технической мысли последующих поколений.
Первое упоминание о чертежах в России относится к началу XVI века и содержит описи церковного архива, по утверждению которых, самый древний чертёж выполнен в 1517 году. Одним из интереснейших образцов чертежей XVI века является план города Пскова (1581 год) и «Петров план города Москвы» (1597 год).
, даёт наглядное представление о расположении построек в Кремле и за его пределами.Слово «чертёж» исконно русское. Использовалось в значении, близком современному, то есть изображение каких-либо предметов на бумаге, план чего-либо. Изображения выполнялись от руки, на глаз, требовали словесных пояснений.
Чертежами пользовались многие выдающиеся
Эпоха Средневековья внесла свои коррективы в технику выполнения чертежей. Они стали более точными, часть из них выполнялась с помощью чертёжных инструментов. Основным материалом для выполнения чертежей стала бумага. Но чертежи эпохи Возрождения зачастую содержали одно изображение, не дающее возможность представить объект полностью, или выполнялись в виде рисунка, выполненного без особых правил.
Наше время
Орудиями труда инженера конструктора до 1960-х годов служили кульман, циркуль и
Для работы с электронными чертежами и математическими моделями инженеры пользуются системами автоматизированного проектирования САПР (англ. CAD), они реализуют проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путём взаимодействия человека и ЭВМ. Лучше использовать термин CAx, он объединяет технологии для разработки, внедрения и производства изделия (CAD, CAE, CAM). Главная задача, которую реализуют CDx системы — это ускорить процесс разработки и внедрения изделия, они позволяют в значительной степени освободить конструктора-проектировщика от однообразной, трудоёмкой и утомительной работы и повысить его интеллектуальные возможности на этапах принятия решений. Принципы построения во многом сохранились, из простых элементов строятся сложные, эскизы превращаются в 3D модели и наоборот, 3D модель легко раскладывается на сборочные и деталировочные чертежи, сопроводительная документация в виде спецификаций строится автоматически. Специализированные программы могут рассчитать возникающие нагрузки в проектируемом изделии в зависимости от выбранного материала и места воздействия силы, аэродинамику, гидравлическое сопротивление и многое другое. 3D-моделирование позволяет выявить множество недостатков деталей и узлов еще на этапе проектирования[23].
В 2003 году американское сообщество инженеров выпустило стандарт ASME Y14.41 который устанавливает требования применяемые при проектировании изделий с использованием CAD систем. Он был сразу же принят несколькими промышленными организациями, а также министерством обороны (DOD). Для России можно рекомендовать ознакомиться с ГОСТ 2.052-2015 ЕСКД. Электронная модель изделия[24]. Самые распространённые программы для проектирования: SOLIDWORKS, NX, CATIA, КОМПАС-3D, Inventor, AutoCAD, Creo и др. Если говорить о софте, то сейчас каждый человек имеющий персональный компьютер, ноутбук или даже телефон может начать работать с электронными чертежами и 3D моделями. Существуют платные, бесплатные, учебные САПР. Студенты в учебных заведениях всё ещё учатся чертить на бумаге, но обычно только один курс начертательной геометрии. Дальнейшее обучение ремеслу конструктора студенты проходят за ЭВМ. В процессе изучения курса инженерной графики студент приобретает знания и навыки, необходимые для грамотного выполнения и чтения различных конструкторских документов. Технологии не стоят на месте, каждый год производители ПО выпускают новые версии своих продуктов, предлагают нам новые инструменты и возможности, инженеры патентуют новые технологии, заводы производят новые более точные и высокотехнологичные станки, и весь этот технический прогресс позволяет человечеству достигать новых горизонтов.
Чертёжные инструменты
Чертёжные инструменты, которыми пользуются при черчении на бумаге:
- Простая односторонняя доска.
- Доска с торцевыми награтками.
- Американский станок.
- Угольники.
- Рейсшины.
- Хомутик и пружины.
- Эксцентрическая линейка.
- Лекала.
- Лекало для параболы.
- Штриховальная линейка.
- Рейсфедеры.
- Калиберный рейсфедер.
- Двойной рейсфедер.
- Криволинейный рейсфедер.
- Рапидограф.
- Простой циркуль.
- Державка.
- Конические ножки циркуля.
- Волосной циркуль.
- Круговой циркуль.
- Складной циркуль.
- Кронциркуль.
- Пропорциональный циркуль.
Классификация чертежей
По отраслям: технические чертежи, строительные чертежи.
В свою очередь технические и строительные чертежи можно разделить по назначению.
Технические: сборочный чертёж, габаритный чертёж, монтажный чертёж, упаковочный чертёж и т. д. согласно ГОСТ 2.102-68.
Строительные: архитектурные решения, генеральный план, холодоснабжение, интерьеры и др.
По методу проектирования: сначала построение 3D потом чертежи и наоборот.
По носителю: цифровые, бумажные
См. также
- Система автоматизированного проектирования
- Деталирование
- Архив чертежей
- Конхоидограф
- Размерная цепь
- Чертёж в разрезе
- Инженерная графика
- Начертательная геометрия
Примечания
- ↑ Чертеж//Атабеков Н. А. Словарь-справочник иллюстратора научно-технической книги — М.: Книга, 1974
- ↑ Графика//Большая российская энциклопедия . Дата обращения: 1 мая 2023. Архивировано 1 апреля 2023 года.
- ↑ Графическое представление данных//Прохоров А.М. и др. (ред.). Физическая энциклопедия. Том 1. Ааронова — длинные —Москва: Советская энциклопедия, 1988
- ↑ Геометрическое черчение//Атабеков Н. А. Словарь-справочник иллюстратора научно-технической книги — М.: Книга, 1974
- ↑ Чертеж // Жеребило Т.В. Словарь лингвистических терминов — Назрань: Пилигрим, 2016.
- ↑ Гражданский кодекс РСФСР Ст.475 Произведения, на которые распространяется авторское право
- ↑ ГОСТ Р 7.0.3-2006 СИБИД. Издания. Основные элементы. Термины и определения
- ↑ ГОСТ 2.001-2013 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Общие положения
- ↑ ГОСТ 21.001-2013 Система проектной документации для строительства (СПДС). Общие положения
- ↑ ГОСТ 2.501-68 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила учета и хранения
- ↑ ГОСТ 5302-60 Система чертежного хозяйства. Правила хранения и учета чертежей и других технических документов
- ↑ Черчение//Атабеков Н. А. Словарь-справочник иллюстратора научно-технической книги — М.: Книга, 1974
- ↑ 1 2 Штрих//Популярная художественная энциклопедия. М—Я. Книга II. —М.: Советская энциклопедия, 1986
- ↑ Чертеж//Ожегов С. И., Шведова Н. Ю. Толковый словарь русского языка / Российская академия наук. Институт русского языка имени В. В. Виноградова. — 4-е изд., доп. — М.: Азбуковник, 1997.
- ↑ Штрих//Гурьева Т.Г. (ред.). Краткий словарь терминов изобразительного искусства —М.:Советский художник, 1961
- ↑ Рисунок//Гурьева Т.Г. (ред.). Краткий словарь терминов изобразительного искусства —М.:Советский художник, 1961
- ↑ Живопись//Большая российская энциклопедия . Дата обращения: 1 мая 2023. Архивировано 28 марта 2023 года.
- ↑ ProTechnologies. Оформление чертежей в Creo Parametric 1.0. — М, 2011.
- ↑ Бернская конвенция по охране литературных и художественных произведений (с изменениями на 28 сентября 1979 года) Ст.2
- ↑ Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. ГОСТ 2.303-68 ЕСКД. Линии . Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации (1 января 1971). Дата обращения: 15 марта 2020. Архивировано 11 апреля 2020 года.
- ↑ Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. ГОСТ 2.102-68 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Виды и комплектность конструкторских документов . Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации (28 февраля 2006). Дата обращения: 15 марта 2020. Архивировано 28 марта 2020 года.
- ↑ Patrick J. Hanratty . Википедия. Дата обращения: 15 марта 2020. Архивировано 21 марта 2019 года.
- ↑ 3D моделирование - почему и для чего . Научно-техническая библиотека СГУПС (8 октября 2021). Дата обращения: 4 февраля 2023. Архивировано 4 февраля 2023 года.
- ↑ Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. ГОСТ 2.052-2015 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Электронная модель изделия. Общие положения . Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации (1 марта 2017). Дата обращения: 15 марта 2020. Архивировано 1 марта 2020 года.
Литература
- Черчение и чертёжные инструменты // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Раппапорт А. Г. Основные исторические этапы использования и изучения чертежа // Труды XIII Международного конгресса по истории науки. Секция 11. История техники. М., 1974. С. 34-37.
- Колесниченко Н. М., Черняева Н. Н. Инженерная и компьютерная графика. М., 2017., 236 С., ISBN 978-5-9729-0199-9