Современное общество в своем развитии и хозяйственной деятельности активно использует графический язык, которому на сегодняшний день альтернативы нет (голографические технологии пока что находятся на стадии разработки). Графический язык находит свое технологическое применение путем черчения проекций трехмерных объектов в двухмерной плоскости. Этот метод имеет интересную историю, но не она - предмет данной статьи. Наша цель - представить читателю обзор черчения как точного и универсального инструмента инженера и архитектора, с точки зрения его общей нормативной регламентации.
Специалист, знающий правила оформления чертежей, должен также компетентно руководствоваться в своей работе соответствующими ГОСТами, определяющими основные обязательные требования к чертежам. Также важна его квалификация, позволяющая даже для сложных по форме деталей с оптимальной наглядностью представлять геометрические построения на чертежах.
Что нужно знать и уметь для выполнения чертежей
Во-первых, подразумевается, что в багаж знаний архитектора или инженера - исполнителя чертежей входят ЕСКД - правила оформления чертежей и практические навыки оптимальных геометрических представлений проекций детали для ее отображения на чертежах.
В настоящее время современные производительные специализированные программы - системы автоматизированного проектирования пришли на смену традиционному "ручному" черчению. Однако автоматизация по-прежнему предполагает твердые знания по следующим ГОСТам:
2.301-68 - устанавливающем форматы листов чертежей в бумажной или электронной формах;
2.302-68 - определяющем отношение размеров предмета, изображенного на чертеже, к его реальным размерам (масштаб);
2.303-68 - регламентирующем начертание линий на чертежах, рекомендованных действующими отраслевыми стандартами;
2.304-81 - устанавливающем актуальные чертежные шрифты;
2.307-68 - определяющем нанесение на чертеж как размеров, так и предельных отклонений.
Важными квалификационными требованиями к исполнителю чертежей являются:
Практическое умение использовать ЕСКД - правила оформления чертежей применительно к прикладным задачам;
Навыки геометрических построений для оптимального выполнения чертежей, которые затем удобно использовать в разметке при изготовлении конкретных деталей.
Основы создания чертежей
Разработка конструкторской которой регламентируют ЕСКД - правила оформления чертежей) является обязательным этапом, предшествующим непосредственному производству детали.
При этом принципиально важна конкретика: что и для чего изготавливается; каково стандартное наименование изделия; его точные размеры, форма, из каких материалов оно изготавливается. Все это важно, поскольку впоследствии конструкторская документация станет основным гарантом идентичности изготовления детали, а также при необходимости - ее взаимозаменяемости с аналогом, выпущенным другими производителями. С точки зрения использования единого инструментария (правил и норм) разными производителями, важны выдержанные ими ЕСКД - правила оформления чертежей.
ГОСТы, регламентирующие черчение
Мы уже в данной статье упоминали термины ЕСКД, ГОСТы в контексте их нормативной роли для инженера. Определим их соотношение.
Роль нормативного регулятора при оформлении различных чертежей и схем для конструкторских документов играют специально разработанные на уровне государства единообразные технологические стандарты - ГОСТы. Эти стандарты организационно объединяются единой системой конструкторской документации, или ЕСКД.
Правила ЕСКД осуществляют регулирование исполнения чертежей, актуальное на стадиях создания, конечного оформления и организации надлежащего их документооборота как вида документации в рамках специализированных предприятий и организаций, равно как и в учреждениях министерства образования. ЕСКД - правила оформления чертежей - сообразованы с действующими международными стандартами ИСО (т. е. утвержденными Международной стандартизующей организацией), а также соответствуют требованиям постоянной международной комиссии стандартизации.
Заметим, что соблюдение государственных стандартов обязательны к исполнению во всех областях промышленности, а также в научных и проектных учреждениях. Соответственно, ГОСТ - правила оформления чертежей - обязательны и при изучении инженерной графики в учреждениях системы образования.
Таким образом, несмотря на прогресс автоматизации в деле создания чертежей, ГОСТы знать следует. Впрочем, мы предчувствуем основное направление возражений наших компьютерно-грамотных оппонентов, заключающееся в том, что все правила уже соблюдены в чертежах, которые следует просто разыскать в Интернете.
Можно ли, занимаясь черчением, не знать ГОСТов? Нет!
Однако мы сработаем на опережение, заметив, что да, действительно в настоящее время в Интернете любой пользователь ПК может выбрать из тысяч и тысяч фото чертежей нужное. А затем он, используя специальную программу для распознавания, получает требуемый чертеж.
Однако здесь наши оппоненты лукавят. На самом деле программы распознавания чертежей несовершенны, соответственно, полученный с их помощью чертеж заведомо содержит существенные ошибки. Их, конечно же, далее придется править, пользуясь знанием ГОСТов.
Гораздо разумнее в такой ситуации творчески использовать фото чертежей как образец, реально воссоздавая их с помощью специализированной программы - системы автоматизированного проектирования. Ведущим представителем САПР уже на протяжении нескольких десятилетий является AutoCAD разработки компании с мировым рейтингом «Autodesk». Эта программа сегодня активно используется ведущими конструкторскими бюро. Кульманы ушли в историю!
Форматы. Государственный стандарт 2.301-68
Чертежи выполняются на бумажном листе, имеющем определенные, четко установленные текущим ГОСТОМ размеры, причем измеряется рамка для чертежа (А4 имеет размеры 210 на 297 мм, см. таблицу 1).
Таблица 1. Форматы.
Формат А4 | меньшая сторона 210 мм | большая сторона 297 мм |
Формат А3 | меньшая сторона 297 мм | большая сторона 420 мм |
Формат А2 | меньшая сторона 420 мм | большая сторона 594 мм |
Формат А1 | меньшая сторона 594 мм | большая сторона 841 мм |
Формат А0 | меньшая сторона 841 мм | большая сторона 1189 мм |
Заметим, что иногда рамка для чертежа А4 ограничивает заведомо избыточное пространство, превышающее размер изображения. В таком случае уместен меньший формат - А5 , размеры сторон которого 148 на 210 мм.
Наглядное отображение востребованных форматов, которые определяют основные правила оформления чертежей, приведено на рис.1:
Рис. 1. Соотношение форматов
Основная надпись
Основная надпись размещается на всех чертежах, за исключением А4, как вдоль длинной стороны, так и вдоль короткой. Для А4 она изображается исключительно вдоль короткой стороны, поскольку данный формат является вертикальным.
Дополнительную графу (также за исключением А4) размещают по длинной стороне
(Размещение основной надписи показано нами на рис 2.)
Рис.2. Размещение основной надписи
Оформление рамки чертежа регламентируется ее расстоянием от края листа: со всех его сторон (кроме левой) - по 5 мм. Слева же расстояние от рамки до края листа составляет 20 мм. При этом линия, которая обрамляет рамку чертежа, не должна быть уже 0,7 мм.
Основные надписи выполняются согласно ГОСТу № 2.104-68, который определяет размеры, форму, а также порядок заполнения. Характерно, что она является непременным элементом любых видов чертежей и схем. Как пример приведем основную надпись, рекомендованную для использования на учебных чертежах (см рис. 3).
Цифрами на рисунке обозначены следующие графы основной надписи:
1 - название изделия;
2 - как документ обозначается;
3 - какой выбран материал для изготовления детали;
4 - реквизит предприятия - индекс.
Зачастую чертеж выполняется на нескольких листах. В этом случае на втором и всех последующих основная надпись выполняется в отличном от первого виде. Ее изображение представлено на рис 4.
Рис 4. Основная надпись для второго и последующих листов чертежа
Графы ее (на рисунке они пронумерованы) заполняются согласно вышеприведенной расшифровке этих цифр для основной надписи первого листа.
Обозначения на чертежах
По определению, чертежом называют масштабированное графическое изображение изделия, где указаны размеры и Информация, которую содержит чертеж, достаточна для изготовления упомянутого в определении изделия.
Правила нанесения размерных значений на чертежи в промышленности регламентированы ГОСТом № 2.307-68. Это достаточно тонкий момент в оформлении чертежей. Ведь всего один пропущенный размер превращает сложный чертеж в невостребованный пустой труд.
Сами размеры в черчении подразделяются на несколько видов. Первая группа - размеры рабочие. Это та информация, которая используется непосредственно при изготовлении. Вторая - размеры справочные (они обозначены символом (*)). Они используются в инженерной работе с чертежом.
Наносят размеры на чертеж с помощью размерных линий. Обозначения наносятся на чертеж с соблюдением принятого масштаба. Его значение находится в основной надписи - в отдельной графе. Определим понятие масштаба: его идентифицируют с соотношением реальных размеров предмета к размерам его изображения. При возможности предпочтительным является масштаб один к одному, однако, как вы понимаете, для разных размеров детали приходится либо уменьшать, либо увеличивать. Приемлемые масштабы изображения определены ГОСТом 2.302-68 см (см. таблицу 2).
Таблица 2. Масштабы, применяемые в черчении
Критерием выбора масштаба является дальнейшее удобство работы с чертежом.
Линии
На чертежах представлены различные типы линий, каждый из которых имеет определенное предназначение. Применение линий на чертежах определяется ГОСТом 2.303-68.
Линия сплошная толстая основная служит для начертания видимых контуров отображаемого объекта. Толщина для нее определена в пределах 0,5-1,4 мм и в дальнейшем выбранное значение обозначается буквой S. Почему же это значение присваивают условной переменной? Дело в том, что в дальнейшем толщины всех остальных линий будут соизмерять с толщиной основной.
Всегда начинается с геометрических задач с делением прямых линий и углов на одинаковые части, а также изображением параллельных и перпендикулярных прямых. Кроме того, предполагает собой обучение построению разномасштабных геометрических фигур и симметричных узоров, после чего начинается изучение проекционного черчения, необходимого для достижения особых навыков и приемов.
При любого предмета нужно полагаться не только на точность рук и зрения, но и на вспомогательные инструменты.
Чаще всего черчение предметов выполняется в пропорциях или размерах, которые соответствуют реальным параметрам предмета. Также при этом нередко используются проекции, позволяющие более полно воспроизвести предмет. При черчении практически не употребляется перспективное изображение, поскольку оно существенно искажает пропорции и реальные размеры изображаемого предмета. Наиболее сложным видом черчения является рисование географических и топографических карт, при котором необходимо соблюдать особую точность и масштаб, а также условные цвета и знаки, используемые для раскрашивания подобных карт.
Черчение в специальностях
Навыки черчения необходимы таким техническим специалистам, как , дизайнеры, строители, топографы, физики, инженеры, авиа- и машиностроители. Гуманитариям оно может пригодиться для развития пространственного и логического мышления. Сегодня сложно выделить какую-нибудь область человеческой деятельности, в которой не пригодилось бы умение понимать чертежи или изображать их.
Географические и топографические карты, а также рисунки, чертежи и схемы, по сути являются графическими изображениями.
Сегодня обучение специалистов по техническому в школах и вузах не слишком популярно, поэтому каждый студент, желающий соответствовать современным требованиям определенных профессий, может получить навыки чертежного мастерства на компьютере. Для этого существуют платные курсы и компьютерные программы, позволяющие в автоматическом режиме проектировать и чертить различные чертежи в двух- и трехмерном изображении. Обычно обучаться черчению идут студенты, понимающие всю важность данных навыков, которые в будущем дадут им возможность высококачественно выполнять свою работу, экономя трудовое время и нервы работодателя.
Пример чертежа детали
Чертёж - представляет собой графическое изображение, выполненное в определенном масштабе, с указанием размеров и условно выраженных технических условий, соблюдение которых должно быть обеспечено при изготовлении изделия. При создании чертежа используются чертёжные инструменты.
Краткие сведения
Чертёж - один из видов конструкторских документов , содержащий данные для производства и/или эксплуатации изделия. Правила графического отображения вырабатывались веками и установившаяся сейчас система практически едина для всех стран и в наибольшей степени соответствует особенностям человеческого мозга в восприятии объектов окружающего мира. Современным высокотехнологическим машинам для работы чертежи не нужны - они работают с математическими моделями объектов. Легко прослеживается связь - образец эталон - математическая модель - воспроизведение её в металле.
Чертеж детали – изображение изделия, изготавливаемого из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций. Например: вал, втулка, литой корпус, резиновая манжета (неармированная). К деталям относятся так же изделия, подвергнутые покрытиям (защитным или декоративным), или изготовленные с применением местной сварки, пайки, склейки. К примеру: корпус, покрытый грунтовкой; стальная гайка, подвергнутый цинкованию; коробка, изготовленная сваркой из одного листа металла, и т.п.
Чертеж сборочной единицы – изображение изделия, состоящего из двух и более составных частей, соединённых между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (сшиванием, свинчиванием, сваркой, пайкой, клёпкой, развальцовкой, склеиванием, соединение металлическими скобками и т.д.).
Например: станок, конвейер, литейный ковш, мотор-редуктор, сварной корпус и т.д.
Сборочный чертёж – документ, содержащий изображение сборочной единицы и данные, необходимые для её сборки и контроля.
Сборочный чертеж
Человек должен настроить машину и проконтролировать величину отклонений геометрии продукции от эталонной модели. В традиционном для 20-го века производственном процессе, при котором функции системы управления выполняет человек, для обеспечения удобства в восприятии им, изготавливаемого объекта, вместо математической модели используют графическую модель на бумажном носителе. Для сокращения объемов информации, модель разбивают на элементарные геометрические фигуры, фактически выполняя этим графическое кодирование - знак диаметра и две цифры несут информацию об объекте в математике известном как «геометрическое место точек равно удаленных…». Работать геометрическими формами сложно - если поверхность не сводится к элементарным геометрическим формам - её выводят по точкам.
А точечные поверхности воспроизводят путём интерполяции их различного рода устройствами имеющими программное управление (в том числе и механическими копирами). Здесь имеет место следующая связь - образец эталон - графическая модель - воспроизведение её в металле. Удобства очевидны: графическая модель - чертеж, легко тиражируется, она дешева - можно напечатать большое количество экземпляров. Именно удобство в работе позволяет чертежам, как сейчас, так и в обозримом будущем, оставаться полноправными участниками производственного процесса: машины работают с 3D моделями, а человек с чертежами. Пока трудно представить, что у рабочего в тумбочке рядом с фрезами лежит планшет или ноутбук и вряд-ли такое произойдет в ближайшее время, так как размеры чертежа порой достигают нескольких метров и рассматривать такое чудо на экране 10" просто неудобно, а голографические чертежи которые могли бы и подойти для этих целей, пока еще не разработаны конструкторами, и на их разработку, и внедрение, нужно время, но даже и при их внедрении в производство, чертежи все равно остаются быть незаменимыми, так как они представляют собой копию электронной закодированной информации, и при поломке электроники, и полной утрате электронных файлов с помещенной на них информацией, по чертежам можно гораздо быстрее, наглядным образом, ознакомиться с этой информацией вновь, а так же и предотвратить в определенных случаях возможность её утраты.
Таким образом, чертежи выполняются по правилам, представляющим собой правила кодирования информации об объекте, с целью сокращения её объема.
Принятые в России основные требования к выполнению чертежей изложены в ГОСТ 2.109-73 .
История чертежа
Древний мир
История возникновения и развития науки об изображении предметов на плоскости берет своё начало в далеком прошлом. Ещё не зная бумаги и карандашей , человек с помощью угля , мела или ещё какого-нибудь другого красящего вещества изображал на стенах своих жилищ предметы из окружающей его природы. Чаще всего это были рисунки животных и птиц, охота на которых служила человеку источником существования.
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.
Ученые 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 чертежными 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 водоема с растущими возле него пальмами. На нем соединены изображения, полученные с двух точек зрения: спереди и сверху. Они удивительным образом переплетены друг с другом.
Много внимания стандартизации уделяли римские императоры. Помимо линейных мер, мер объема и массы, календаря стандартизация коснулась предметов вооружения, а также знаменитых римских дорог, часть которых сохранилась до наших дней. Были стандартизированы диаметры труб, подводящих воду к жилым домам (нарушение этого стандарта каралось весьма сурово).
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.
Средневековье
С развитием технической мысли сохраняется потребность в изображении конструкций. Удобный материал-бумага, изобретенный в Китае , начинает производиться в Италии , Франции , Венгрии , Германии и только потом в России. Собственное изготовление бумаги началось в России при Иване Грозном вместе с рождением книгопечатания.
Многие конструкции запечатлены в рисунках , выполненных в технике гравюры . Именно из них мы узнаем о том, какие приспособления помогали людям в нелегкой 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 .
Люди Средневековья владели понятием стандартизации. Она применялась в строительстве морских судов в Венецианской республике . Построенные из стандартизованных элементов корпуса судов вводились в специальные каналы, по обеим сторонам которых размещались нужные материалы, оборудование, такелаж и т. д., вплоть до бочонков с пресной водой и ящиков с продовольствием. В конце канала поднимался флаг, и корабль выходил в море. Как известно, в XII-XIV вв. Венецианская республика, опираясь на мощный флот, достигла большого могущества.
Средством для работы на бумаге сначала были тушь и чернила , а потом стали пользоваться углем, 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 стекол, шлюзы, несколько видов водоподъемных 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).
Масштабы
Изображение предмета на чертеже может быть выполнено в натуральную величину, уменьшенным или увеличенным. Отношение всех линейных размеров изображения предмета на чертеже к их натуральной величине называется масштабом .
ГОСТ 2.302-68 устанавливает следующий ряд масштабов изображений на чертежах:
- масштабы уменьшения - 1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40; 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1000;
- натуральная величина - 1:1;
- масштабы увеличения - 2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 20:1; 40:1; 50:1; 100:1.
Линии
Основными элементами любого чертежа являются линии. В зависимости от их назначения они имеют соответствующие тип и толщину. Изображение предметов на чертеже является сочетанием различных типов линий.
Типы линий, их назначение и толщина установлены ГОСТ 2.303-68 (ISO 128). Сплошная толстая основная линия принята за исходную. Толщина её S должна выбираться в пределах от 0,5 до 1,4 мм. Она выбирается в зависимости от величины и сложности изображения, формата листа и назначения чертежа. Исходя из толщины сплошной толстой основной линии выбирают толщину других линий при условии, что для каждого типа линий в пределах одного чертежа на всех изображениях она будет одинаковой.
Виды, толщины и назначения линий по ГОСТ 2.303-68:
| Название | Толщина относительно основной линии | Основное назначение |
|---|---|---|
| Сплошная толстая |
S | Линии видимого контура. Линии перехода видимые. Линии контура сечения (вынесенного и входящего в состав разреза). |
| Сплошная тонкая |
От S/3 до S/2 | Линии контура наложенного сечения. Линии размерные и выносные. Линии штриховки. Линии-выноски. Полки линий-выносок и подчеркивание надписей. Линии ограничения выносных элементов на видах, разрезах и сечениях. Линии перехода воображаемые. Следы плоскостей, линии построения характерных точек при специальных построениях. |
| Сплошная волнистая |
От S/3 до S/2 | Линии обрыва. Линии разграничения вида и разреза. |
| Штриховая |
От S/3 до S/2 | Линии невидимого контура. Линии перехода невидимые. |
| Штрих-пунктирная тонкая |
От S/3 до S/2 | Линии осевые и центровые. Линии сечений, являющиеся осями симметрии для наложенных или вынесенных сечений. |
| Штрих-пунктирная утолщённая |
От S/3 до 2/3S | Линии, обозначающие поверхности, подлежащие термообработке или покрытию. Линии для изображения элементов, расположенных перед секущей плоскостью. |
| Разомкнутая |
От S до 1,5 S | Линии сечений. |
Сплошная тонкая с изломом |
От S/3 до S/2 | Длинные линии обрыва. |
| Штрих-пунктирная с двумя точками тонкая |
От S/3 до S/2 | Линии сгиба на развертках. Линии для изображения частей изделий в крайних или промежуточных положениях. Линии для изображения развертки, совмещенной с видом. |
Черчение
График за работой
Фасад правительственного здания
Когда изображают предметы приёмами черчения, не полагаются на один глазомер и верность руки, а пользуются разными вспомогательными инструментами. Зато от чертежа требуется точное воспроизведение размеров предмета, в определённом масштабе , вследствие чего перспективное изображение употребляется весьма редко (так как оно искажает размеры частей) и заменяется проекциями , по правилам начертательной геометрии . С развитием применений графической статики при помощи черчения стали легко и быстро решать множество численных задач, встречающихся при проектировании сооружений и машин и требующих сложных алгебраических выкладок.
Под именем «геометрическое черчение» подразумевают особый подготовительный предмет программы начальных технических училищ: чтобы приступить к изучению искусства черчения ученикам показывают приёмы употребления чертёжных инструментов и заставляют решать на бумаге разные геометрические задачи. Начиная с действительно нужных, как проведение параллельных и перпендикулярных прямых, деления прямых и углов на равные части, построения фигур в разных масштабах, доходят до решения довольно сложных частных задач и построения разных плоских кривых и правильных узоров, выбранных лишь с целью «набить руку» и достигнуть некоторой степени геометрического «развития». Затем уже переходят к «проекционному черчению»: практическому изучению начертательной геометрии и разных систем проекций, на ней основанных. Эти научные основы черчения разрабатываются дальше сообразно специальностям, требующим разнообразных результатов, достигаемых особыми приёмами и навыками. Черчение географических и топографических карт , ситуационных и межевых планов требует соблюдения большой точности в размерах и раскрашивания условными красками и приёмами. Архитектурное черчение пользуется другими условными обозначениями и приёмами, но тоже требует точного соблюдения размеров, так как их определяют при пользовании планом непосредственным измерением при помощи циркуля и масштаба. В заводских чертежах, даваемых в руки рабочим-исполнителям, большей частью допускается более грубое исполнение, потому что главные размеры обыкновенно надписываются, а самые чертежи часто исполняются в натуральную величину.
В старину было принято тщательно отделывать все инженерные, архитектурные и машиностроительные чертежи: вычерчивать тонкими линиями, тщательно раскрашивать и даже оттенять округлые поверхности размыванием туши .
В архитектуре
Чертёжные инструменты
Некоторые современные инструменты:
Когда чертёж большой или подлежит раскрашиванию, бумагу для него необходимо натягивать на чертёжную доску . Хорошая чертёжная доска должна представлять совершенно плоскую гладкую поверхность и быть достаточно мягкой, чтобы в неё легко было вкалывать кнопки для прикалывания бумаги. Поэтому чертёжные доски делают из липового, соснового или ольхового дерева, а более твёрдые сорта не годятся. Дерево, как известно, способно коробиться от высыхания, поэтому для получения хорошей чертёжной доски необходимо принимать различные меры. Дерево выбирают прямослойное, по возможности без сучков: по поверхностным трещинам на кромке легко заметить, что волокна в дереве изогнуты почти всегда по винтовой линии, обыкновенно очень крутой. Если доску из такого дерева выстрогать совершенно плоско, то она станет «косой плоскостью», то есть параболическим гиперболоидом , когда подсохнет. Если же она отсыреет, то скрутится в обратную сторону и образует поверхность такого же рода, но неспособную совпадать с первой. Прямослойное же дерево сгибается в цилиндрическую поверхность. На основании этого, выбрав доски, их распиливают вдоль пополам и склеивают в щиты, перевернув каждую на 180° относительно соседних: вследствие этого вместо одной цилиндрической поверхности при короблении получается волнистая, менее удаляющаяся от плоскости. Доски берут полуторадюймовые и с задней стороны забивают «шпонки» в «награтку». Кромки острагивают как можно прямее, так как ими пользуются для проведения параллельных линий, а сучки на лицевой стороне выдалбливают и заклеивают кусочками дерева из той же доски. Через несколько месяцев пребывания в отопляемой комнате новая доска сильно покоробится, тогда её отсылают к столяру для поправки: пока толщина достаточна, он может её снова выстрогать плоско, но это становится невозможным, если её очень много «повело». После первой неизбежной поправки доска будет изменяться мало, но всё-таки требует по временам перестрагивания. Иногда требуется, чтобы доска была легка: тогда её делают пустой, наклеивая тонкие щиты с обеих сторон рамки. Такая работа удаётся лишь при употреблении очень сухого и долго выдержанного дерева. В старину делали доски в виде рамы, заполненной филёнкой «заподлицо», но такие доски при высыхании непременно дают щели по бокам, а отсырев, распирают шипы своей рамки. Склеивают также чертёжные доски из нескольких слоев перекрещивающихся тонких фанерок, но при всей своей прочности и лёгкости они становятся неправильно-волнистыми при изменении своей начальной степени сухости. Если надо пользоваться обеими поверхностями доски, то её делают с «торцовыми награтками» из твёрдого дерева, то есть «фальц » выбирают в самих награтках, а торцовые кромки щита обделывают соответственным образом и забивают в этот фальц. Для черчения доску кладут на стол так, чтобы свет падал с левой руки работающего и спереди, иначе придется проводить линии по теневой стороне линеек и угольников. При покрытии красками, доску приходится слегка наклонять, чтобы жидкая краска сама стекала в одну сторону, когда же чертёж очень велик, доску удобно очень сильно наклонять и работать стоя, иначе придётся ложиться на стол, чтобы дотянуться до более отдалённого края. Придумано много более или менее сложных станков для этой цели; довольно удобен американский. В нём доска D лежит на козлах, одна рама aca цельная, тогда как другая состоит из неизменяемой части d и переставной bb; цепочки fmf позволяют делать ещё меньшие изменения наклона. Для удобства работы на сильно наклонённой чертёжной доске необходима особо приспособленная горизонтальная линейка («винкель»), скользящая параллельно самой себе по направляющим, устроенным по бокам доски, и снабжённая закраиной, как школьная чёрная доска: без этого нельзя выпустить из рук ни одного инструмента, ибо скатится на пол. Для наклеивания бумаги на доску её изнанку смачивают равномерно водой при помощи чистой губки и кладут этой стороной на доску (изнанку бумаги можно отличить от лица рассматривая её против света, при скользящем освещении на изнанке виднее отпечатки проволочной ткани, на которой вычерпывали бумажную массу для образования листов). Затем на ширину пальца от края кладут на неё крепкую линейку, отгибают кверху край бумаги и, нажимая на линейку одной рукой, другой намазывают кистью нижнюю поверхность бумаги и доску клейстером или густым раствором гуммиарабика. Притерев намазанный край тряпкой через подложенный лист обёрточной бумаги, повторяют то же самое с тремя оставшимися краями листа, стараясь при этом натянуть середину без складок. После этого смачивают и лицевую сторону губкой, не намачивая на этот раз приклеенных краёв, и оставляют сохнуть.
| Список чертёжных инструментов и их использование | ||
|---|---|---|
|
Чертёжные инструменты. Рис. 1 |
Чертёжные инструменты. Рис. 2 |
Для проведения прямых служат чертёжные линейки, угольники и рейсшины или винкели; успех работы зависит от правильности, исправности и целесообразного устройства этих приспособлений. Лучшим материалом служит прямослойное грушевое дерево, но немногие мастера умеют так его выбирать и обрабатывать, чтобы оно впоследствии не изменяло своей формы. Лучшие линейки получаются из Парижа, с клеймами H. Oliverau, Hudelo и E. S. с изображением циркуля, треугольника и транспортира; немецкие изделия не уступают этим в тщательности отделки, но скоро искривляются при работе. Толщина должна быть около 2 мм; направляет собственно верхнее ребро, так как черту всегда проводят немного отступив от линейки; поэтому при очень толстой линейке черта легко выходит волнистой вследствие небольших изменений наклона карандаша, а при очень тонкой тушь легко может пристать к дереву и произвести кляксу. Угольники делают вырезанными из дощечки, а очень большие в виде рамки. Вследствие усыхания дерева, гипотенуза треугольников, вырезанных из сплошной доски, не может сохранить своей первоначальной прямизны, и поэтому надёжнее пользоваться одними катетами, когда это возможно. Используются углы в 45, 60 и 30°, но обычно острые углы делают наугад. Медные вставки не приносят никакой пользы, так как не прочны. О правильности линейки можно судить глазом, визируя против света вдоль её ребра; ещё точнее можно проверить три линейки: они не должны пропускать света, когда их накладывают рёбрами попарно, одна на другую. Совпадение же рёбер только двух линеек может произойти, если они представляют выпуклую и вогнутую дугу одного и того же круга. Маленькие неточности линеек можно исправлять, притирая ребро на листе мелкой стеклянной бумаги, положенном на плоскую доску, а грубые выбоины сострагивают хорошим фуганком, очень остро выточенным, удобнее всего на «стусле ». Для проведения параллельных линий приходится заставлять угольник скользить по неподвижной линейке, удобнее для этого «рейсшина »: её поперечная часть толще продольной и скользит по краю чертёжной доски. Обыкновенно приходится проводить много горизонтальных и вертикальных линий; если кромки доски аккуратно под прямым углом, можно ими пользоваться при неподвижной поперечной части рейсшины; для наклонных, половину этой части можно поворачивать и закреплять винтом. На фиг. 8 таблицы представлена доска F с рейсшиной АА", которой поперечная часть B скользит по фальцу в кромке ЕЕ доски, в то время как на правую кромку опирается пружина cc хомутика d. Такое приспособление особенно удобно для Ч. на сильно наклонной доске; для вертикальных линий ставят угольник u (изображённый пунктиром на фиг. 8). Из этой фигуры ясно, что поперечина B должна быть заподлицо с поверхностью доски, а линейка АА" выше, иначе нельзя будет подводить угольник близко к левому краю в удобном для черчения положении. Существует много конструкций, позволяющих изменять угол винкеля на желаемое число градусов, исправлять его положение микрометрическим винтом и т. п. Почти все это оказалось неудобным или непрочным. При вычерчивании зубчатых колёс и т. п. фигур приходится проводить много прямых, сходящихся в одной точке: можно просто вколоть в это место булавку, такой же толщины, как острие карандаша, и прикладывать к ней один конец линейки; удобнее «эксцентрическая линейка» АА. У одного конца поворачивается и закрепляется винтом N медный рычажок B, снабжённый иглой O, которую можно отвернуть сколько угодно и заставить край линейки направиться через центр или проходить на определённом расстоянии от него.
Криволинейные линейки называются лекалами; их обыкновенно вырезывают из грушевого дерева и придают очень фантастические формы, причём, однако, в одном лекале соединяют обыкновенно части однородных геометрически кривых. Изготовляют и систематические подборы для употребительных кривых, например для параболы. Лекалами пользуются для Ч. кривых по точкам. Когда кривизна плавная, можно изогнуть упругую стальную полоску так, чтобы она проходила через заданные точки и обвести по её краю; для успеха полоску приходится придерживать помощнику или прижимать особыми грузами. Для дуг круга очень большого радиуса существуют особые механизмы Чебышева и князя Гагарина, изгибающие упругую полосу по заданному радиусу. Опытный чертёжник очень скоро делает штриховку параллельными линиями, передвигая угольник по рейсшине от руки, не нуждаясь для этого в особых приспособлениях, которые существуют в большом числе. Самое простое изображено на фиг. 13 таблицы: угольник B может скользить по вырезу ab линейки A. Придвинув его к a, проводят черту, придвинув к b, проводят вторую; затем, придержав B, передвигают A вправо, и повторяют прежнее. Многие изобретатели старались с большим или меньшим успехом сделать расстояния между штрихами переменными. Кроме дерева, угольники делают из рогового каучука и из целлулоида. Каучук менее изменчив, чем дерево, он коробится лишь от довольно сильного нагревания, но он чёрен, грязи и пятен от туши на нём не видно, и поэтому он легко грязнит бумагу. Целлулоид, может быть, окажется удобен, так как в последние годы ему успели придать большую прочность и меньшую возгораемость. Металлические линейки слишком тяжелы, а медные к тому ещё сами марают бумагу; стальные употребляются только для обрезки готовых чертежей.
Главным орудием чертёжника служит чертёжное перо или «рейсфедер ». Он состоит из двух пружинящих створок aa, винта с и ручки b, между створками жидкая тушь держится вследствие капиллярности; если обе створки хорошо прилегают к бумаге, то тушь пристаёт к ней между ними, черта выходит резко ограниченная. Новейший тип, изготовляемый Керном и Гизи в Швейцарии, а также Герлахом в Варшаве, короче и крепче, чтобы устранить суживание щели от надавливания на линейку; он вытачивается из одного куска, снабжается продольным прорезом и винтом a для укрепления в ручке. Для тонких линий концы закругляют острее, а для толстых - тупее, чтобы между широкими створками держалось побольше чернил. В старину делали одну створку на шарнире, чтобы удобнее чистить, но шарнир очень скоро расшатывается, а вычистить и так не трудно бумажкой, смочив рейсфедер в воде. Линии толще 1 мм трудно провести сразу, обыкновенно проводят много лишь тонких линий. Поэтому для хорошего рейсфедера нужны следующие качества: обе его створки должны прикасаться одновременно к бумаге; когда черта проводится на удобном расстоянии от линейки, края створок должны быть гладки и тонки, но не резать бумаги. К ширине щели прибавляется и ширина прикасающихся краёв створок, так что для тонкой черты они должны быть тонки, но не остры. Щель между створками клинообразна, а сбоку они заточены округло, значит, черта будет выходить тоньше, когда рейсфедер держат вертикально, и тем шире, чем он наклоннее. Но по устройству руки человеческой наклон этот сам собой меняется, когда ведут длинную черту, и чертёжнику надо много навыка, чтобы избежать этого недостатка. Поэтому самые кончики должны быть изнутри немного отогнуты, чтобы при обычной ширине черты их внутренние поверхности были близки к параллельности. Несознательное соблюдение этого условия и делает то, что иной рейсфедер работает лучше других. От употребления рейсфедеры скоро тупятся, но чертёжник легко может исправлять их сам; для литографов концы створок закаливают, в таком случае их надо притачивать на бруске, а обыкновенным, мягким можно возвратить прежнюю форму мелким напилком. Сначала, свинтив створки до взаимного прикосновения, кончики обтачивают с боков, не обращая внимания на то, что края становятся толще. Сделав это, рейсфедер раскрывают на обычную ширину и удостоверяются, что обе створки прикасаются, когда черта проводится на удобном расстоянии от линейки. После этого можно восстановить параллелизм внутренних поверхностей створок у самого конца для наибольшего их сближения и тщательно их сгладить наждачной бумагой. Если при этом слишком округлятся края с внутренней стороны, их следует снова подточить по бокам. Тогда надо внимательно подточить створки снаружи, пока их кромки не станут почти остры. Чтобы они не резали бумагу, надо взять кусочек самой мелкой наждачной бумаги, положить его на довольно мягкую подкладку, например на толстую пропускную бумагу, и провести по ней раскрытым рейсфедером раза два, намеренно много меняя его наклон по ту и другую сторону вертикальной линии. Неровности краёв сгладятся, и рейсфедер станет чертить чисто и мягко. Если он ещё режет бумагу, надо повторить приём, но осторожно, а то внутренние края слишком округлятся и тонкие черты нельзя будет проводить. Для быстрой установки на заданную толщину черты удобен «калиберный» рейсфедер; для толстых линий - двойные рейсфедеры: можно запустить тушь в концы 1 и 3 рейсфедеров a и b и, проведя сразу двойную черту, заполнить промежуток между ними кисточкой, или же, сблизив винтом Роба концы, ввести тушь и в промежуток 2. При этом для очень широких линий туши не хватает, и легко сделать кляксу. Для облегчения черчения по лекалам рейсфедер делают искривлённым; когда гайка A отпущена, он поворачивается около оси ручки, в B. Для пунктирных линий придумано много приспособлений, но все они не годятся или работают слишком медленно.
Классический «циркуль » сильно изменился в последнее время. Форма его головки A не особенно удобна для поворачивания, а стальные концы CB и C1B1 своими острыми рёбрами размалывают центры в бумаге. Поэтому к шарниру стали приделывать цилиндрическую державку, а кончики стали делать коническими. Для удобства установки в «волосном» циркуле одну ножку AC1 укрепляют на пружине, сгибаемой винтом B до положения C. Трёхконечный циркуль употребляется редко, хотя он довольно удобен для перечерчивания небольших чертежей: две ножки остаются неизменными, а третью ставят в переносимую точку чертежа, когда первые две воткнуты на старых местах. Круговой циркуль нового типа, с переменными ножками, трубчатого типа и вставки держатся одним трением. Для центра вставляется особая булавка, изображённая в увеличенном виде на фиг. 24 таблицы: заплечико m и мешает острию рейсфедера рвать и растирать бумагу. В другую ножку можно вставлять карандаш , или рейсфедер, или же удлиняющее колено для тех же принадлежностей. Круговой рейсфедер снабжается шарниром , чтобы его можно было устанавливать под тем же углом наклона к бумаге при разных раскрытиях циркуля. Делают и складные, карманные циркули; на фиг. 26 таблицы изображён «русский циркуль», как его называют французы. Для очень маленьких кружков приходится употреблять «кронциркуль »; его делают и с карандашной трубкой. При снимании копии чертежа в изменённом масштабе удобен пропорциональный циркуль. У него концы Aa и Bb загнуты вбок; этим достигается вертикальность накола и неизменяемость отношения плеч, когда приходится подтачивать концы. Ящик с чертёжными инструментами носит название «готовальни».
См. также : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
Тангаева Елена Александровна
учитель изобразительного искусства, черчения
БОУ г. Омска «СОШ № 45»
Черчение? Кому нужен этот предмет?
«А когда у нас будет черчение?», «Почему в пятом классе такого нет?», «А это что, чертёж? А мы такие когда будем делать?»… вот такие вопросы я слышу часто во время перемены, когда приходят на урок изобразительного искусства классы помладше после восьми- и девятиклассников и видят на доске всевозможные чертежи.
Аттестат о среднем (полном) общем образовании расскажет нам о том, что все мы в свои школьные годы учились в школе, и имели возможность получить представление почти обо всех науках. А делается это затем, чтобы юному отроку помочь разобраться в самом себе и найти дальнейший путь развития, и сделать выбор своего профессионального пути.
На сегодняшний день мы имеем практически полное отсутствие в школьных программах направление развития технического мышления. Предмет черчение в школах не преподается повсеместно. Кто-то решил, что развитие технического мышления, пространственных представлений, а также способностей к познанию техники с помощью графических изображений не обязательно. А ведь такой предмет помогает школьникам овладеть одним из средств познания окружающего мира; имеет большое значение для общего и политехнического образования учащихся; приобщает школьников к элементам инженерно-технических знаний в области техники и технологии современного производства. Кроме того, занятия черчением оказывает «большое влияние на воспитание у детей самостоятельности и наблюдательности, аккуратности и точности в работе, являющихся важнейшими элементами общей культуры труда; благоприятно воздействуют на формирование эстетического вкуса учащихся, что способствует разрешению задач их эстетического воспитания».¹
Сейчас всё больше встречается детей с плохо развитой памятью. Дети не могут запомнить прочитанный текст, выучить правило или стихотворение, сетуя на то, что «это не реально выучить» и «раньше такого не задавали». Как не задавали? Нам приходилось учить, причем довольно часто, монологи из произведений, не говоря о стихах! На развитие памяти и пространственных представлений влияет чрезмерная насыщенность в современных учебниках иллюстраций. Размеры учебников в начальной школе выросли вдвое только за счет иллюстраций, картинок. В былые времена иллюстрации присутствовали тоже, но их было меньше, и чаще черно-белые. Все это давало возможность детям больше воображать, представлять, т.е. мыслить. Я не призываю отказаться от картинок в учебниках, но надо дать возможность детям домысливать самостоятельно.
«А как же изобразительное искусство?», спросите вы. Несомненно, уроки изобразительного искусства не только учат детей изображать окружающий многообразный мир разными художественными материалами, но и развивают умения наблюдать, видеть и замечать удивительное рядом. Весь учебный год учитель следует программе. К концу учебного года многие дети спрашивают: «Будет у нас свободная тема?», и, как только на самый последний урок в году предлагаю ребятам представить, как они собираются отдыхать на каникулах, чем будут заниматься целых девяносто с лишним дней, у многих детей растерянность. Они просто не знают, ЧТО им нарисовать. «Подскажите, что мне нарисовать…», и мы вместе начинаем фантазировать: вспоминать, что ребенок любит делать, где хотел-бы побывать или вернуться в те места, где уже был. Не все, конечно, так с трудом могут мысленно улететь, уплыть, убежать в бескрайний мир фантазии. Для других и урока мало, остановиться не могут.
И мы рисуем до конца седьмого класса….
И вот перед нами инженерная наука! Восьмиклассники с восторгом для себя открывают, что с предметом черчения связаны очень многие вещи. Для них будто открывается какая-то тайна, становится понятым замысловатое изображение именуемое чертёж. Оказывается практически все предметы – это результат идеи, мысли, первоначально отображенный на бумаге в виде эскиза или чертежа!
Конечно, сначала трудно, очень трудно! По окончании начальной школы на свой почерк дети перестают обращать внимания. Они привыкают писать буквы небрежно, (учителя русского языка, вам терпения)² не могут потом причитать свои записи, потому, что не понятно какая буква написана. С цифрами – тоже. Спустя несколько недель, после изучения основ черчения, у многих меняется почерк. И это хорошо. Учителя математики с облегчением вздыхают, так как, черчение помогает понять геометрию, не говоря уже о начертании геометрических образов.
Нельзя не сказать и о развитии мелкой моторики рук. Пальчики у детей, привыкших к современным «гаджетам», перестали быть гибкими, ловкими, как в младшем возрасте. Дети с трудом управляются с такими простыми чертёжными инструментами как линейки и угольники, не говоря о циркуле, хотя к восьмому классу детям уже известна такая наука как геометрия. А ведь для того, чтобы обучить детей правилам выполнения чертежей, установленными государственными стандартами ЕСКД, сколько необходимо терпения! Ведь пальчики в буквальном смысле не слушаются, они не так держат карандаш, не хватает силы прижать линейку, чтобы начертить линию, циркуль то и дело соскакивает или его ножки разъезжаются в разные стороны!
Бережно и аккуратно написанное сочинение, чистые тетради с математическими подсчетами, контурные карты с четкими стрелочками и ровно расцвеченными областями походов полководцев – это ли ни приятно брать в руки учителю на проверку? На уроках черчения прививается культура графического труда. И начинается эта культура с грамотной организацией рабочего места для выполнения графических работ. Мои ученики знают и выполняют чертежи только чистыми руками и чистыми подготовленными инструментами. Все свои принадлежности дети носят и хранят в обычной папке с замком. В таких папках младшие школьники носят на урок технологии разные материалы.
Так для чего же нужен предмет черчение?
Дети могут использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни. Например, то, что черчение тесно связано с такими науками как геометрия, физика, технология, изобразительное искусство и информационные технологии – это бесспорно. Ни один из предметов школьного цикла не формирует представления о графических системах, методах, средствах и способах отображения информации, что помогает социальной адаптации выпускников школ. Ведь он и назначен в системе среднего (полного) общего образования для развития (быть может, я снова повторюсь) пространственного, логического и абстрактного мышления, творческих качеств личности, наблюдательности, внимания, для формирования пространственного воображения и пространственных представлений, для обеспечения политехнической и графической грамотности, для знакомства с началами проектирования и конструирования. В конце концов, изучение черчения, графического языка как синтетического языка, является необходимым, поскольку он общепризнан международным языком общения. Знание его может стать одной из преимущественных характеристик при получении работы в других странах мира, а также для продолжения образования.
Поскольку общеобразовательная школа готовит выпускников, способных адаптироваться к быстрой смене требований рынка труда, к жизни в обществе, построенном на системе рыночных отношений, им необходима основательная, систематическая графическая подготовка, обеспечивающая отчасти трудовую мобильность, смену профессий и переквалификацию.
И если я, как учитель черчения, помогу детям овладеть совокупностью знаний и их использования в науке, производстве, дизайне, архитектуре, экономике и общественных сферах жизни общества; помогу овладеть совокупностью графических умений, а также способностью применять полученные знания и умения не только для адаптации к условиям жизни в современном обществе, но и для активного участия в репродуктивной и творческой деятельности (научной, производственной, проектной и др.), то моя цель будет достигнута. (в рамках национальной доктрины образования РФ, стратегические цели которой тесно связаны с задачами экономического развития страны и утверждения ее статуса как мировой державы в сфере культуры, науки, высоких технологий.)³
__________________________________________________________________
¹ - программа «Черчение», авторы А.Д. Ботвинников, И.С. Вышнепольский, В.Н. Винградов, М.:АСТ-Астрель, 2006.
² - личный комментарий автора.
³ - программа «Черчение», автор доктор педагогических наук, профессор В.В. Степакова. М.: Просвещение.- 2005.
Чертеж - это документ, содержащий контурное изображение изделия и другие данные, необходимые как изготовления, контроля и идентификации изделия, так и для операций с самим документом.
Черчение
Когда изображают предметы приёмами черчения , не полагаются на один глазомер и верность руки, а пользуются разными вспомогательными инструментами. Зато от чертежа требуется точное воспроизведение размеров предмета, в определённом масштабе , вследствие чего перспективное изображение употребляется весьма редко (так как оно искажает размеры частей) и заменяется проекциями , по правилам начертательной геометрии . С развитием применений графической статики при помощи черчения стали легко и быстро решать множество численных задач, встречающихся при проектировании сооружений и машин и требующих сложных алгебраических выкладок.
Под именем «геометрическое черчение» подразумевают особый подготовительный предмет программы начальных технических училищ: чтобы приступить к изучению искусства черчения ученикам показывают приёмы употребления чертёжных инструментов и заставляют решать на бумаге разные геометрические задачи. Начиная с действительно нужных, как проведение параллельных и перпендикулярных прямых, деления прямых и углов на равные части, построения фигур в разных масштабах, доходят до решения довольно сложных частных задач и построения разных плоских кривых и правильных узоров, выбранных лишь с целью «набить руку» и достигнуть некоторой степени геометрического «развития». Затем уже переходят к «проекционному черчению»: практическому изучению начертательной геометрии и разных систем проекций, на ней основанных. Эти научные основы черчения разрабатываются дальше сообразно специальностям, требующим разнообразных результатов, достигаемых особыми приёмами и навыками. Черчение географических и топографических карт , ситуационных и межевых планов требует соблюдения большой точности в размерах и раскрашивания условными красками и приёмами. Архитектурное черчение пользуется другими условными обозначениями и приёмами, но тоже требует точного соблюдения размеров, так как их определяют при пользовании планом непосредственным измерением при помощи циркуля и масштаба. В заводских чертежах, даваемых в руки рабочим-исполнителям, большей частью допускается более грубое исполнение, потому что главные размеры обыкновенно надписываются, а самые чертежи часто исполняются в натуральную величину. В старину было принято тщательно отделывать все инженерные, архитектурные и машиностроительные чертежи: вычерчивать тонкими линиями, тщательно раскрашивать и даже оттенять округлые поверхности размыванием туши . В наш практический век эти приёмы упрощены, чтобы достигнуть большей скорости и дешевизны исполнения за счёт его изящества.
Чертёжные инструменты
Чертёжные инструменты. Рис. 1
Чертёжные инструменты. Рис. 2
- Простая односторонняя доска.
- Доска с торцевыми награтками.
- Американский станок.
- Угольники.
- Рейсшины.
- Хомутик и пружины.
- Эксцентрическая линейка.
- Лекала.
- Лекало для параболы.
- Штриховальная линейка.
- Калиберный рейсфедер.
- Двойной рейсфедер.
- Криволинейный рейсфедер.
- Простой циркуль.
- Державка.
- Конические ножки циркуля.
- Волосной циркуль.
- Круговой циркуль.
- Складной циркуль.
- Кронциркуль.
- Пропорциональный циркуль.
Когда чертёж большой или подлежит раскрашиванию, бумагу для него необходимо натягивать на чертёжную доску. Хорошая чертёжная доска должна представлять совершенно плоскую гладкую поверхность и быть достаточно мягкой, чтобы в неё легко было вкалывать кнопки для прикалывания бумаги. Поэтому чертёжные доски делают из липового, соснового или ольхового дерева, а более твёрдые сорта не годятся. Дерево, как известно, способно коробиться от высыхания, поэтому для получения хорошей чертёжной доски необходимо принимать различные меры. Дерево выбирают прямослойное, по возможности без сучков: по поверхностным трещинам на кромке легко заметить, что волокна в дереве изогнуты почти всегда по винтовой линии, обыкновенно очень крутой. Если доску из такого дерева выстрогать совершенно плоско, то она станет «косой плоскостью», то есть параболическим гиперболоидом , когда подсохнет. Если же она отсыреет, то скрутится в обратную сторону и образует поверхность такого же рода, но неспособную совпадать с первой. Прямослойное же дерево сгибается в цилиндрическую поверхность. На основании этого, выбрав доски, их распиливают вдоль пополам и склеивают в щиты, перевернув каждую на 180° относительно соседних: вследствие этого вместо одной цилиндрической поверхности при короблении получается волнистая, менее удаляющаяся от плоскости. Доски берут полуторадюймовые и с задней стороны забивают «шпонки» в «награтку». Кромки острагивают как можно прямее, так как ими пользуются для проведения параллельных линий, а сучки на лицевой стороне выдалбливают и заклеивают кусочками дерева из той же доски. Через несколько месяцев пребывания в отопляемой комнате новая доска сильно покоробится, тогда её отсылают к столяру для поправки: пока толщина достаточна, он может её снова выстрогать плоско, но это становится невозможным, если её очень много «повело». После первой неизбежной поправки доска будет изменяться мало, но всё-таки требует по временам перестрагивания. Иногда требуется, чтобы доска была легка: тогда её делают пустой, наклеивая тонкие щиты с обеих сторон рамки. Такая работа удаётся лишь при употреблении очень сухого и долго выдержанного дерева. В старину делали доски в виде рамы, заполненной филёнкой «заподлицо», но такие доски при высыхании непременно дают щели по бокам, а отсырев, распирают шипы своей рамки. Склеивают также чертёжные доски из нескольких слоев перекрещивающихся тонких фанерок, но при всей своей прочности и лёгкости они становятся неправильно-волнистыми при изменении своей начальной степени сухости. Если надо пользоваться обеими поверхностями доски, то её делают с «торцовыми награтками» из твёрдого дерева, то есть «фальц » выбирают в самих награтках, а торцовые кромки щита обделывают соответственным образом и забивают в этот фальц. Для черчения доску кладут на стол так, чтобы свет падал с левой руки работающего и спереди, иначе придется проводить линии по теневой стороне линеек и угольников. При покрытии красками, доску приходится слегка наклонять, чтобы жидкая краска сама стекала в одну сторону, когда же чертёж очень велик, доску удобно очень сильно наклонять и работать стоя, иначе придётся ложиться на стол, чтобы дотянуться до более отдалённого края. Придумано много более или менее сложных станков для этой цели; довольно удобен американский. В нём доска D лежит на козлах, одна рама aca цельная, тогда как другая состоит из неизменяемой части d и переставной bb; цепочки fmf позволяют делать ещё меньшие изменения наклона. Для удобства работы на сильно наклонённой чертёжной доске необходима особо приспособленная горизонтальная линейка («винкель»), скользящая параллельно самой себе по направляющим, устроенным по бокам доски, и снабжённая закраиной, как школьная чёрная доска: без этого нельзя выпустить из рук ни одного инструмента, ибо скатится на пол. Для наклеивания бумаги на доску её изнанку смачивают равномерно водой при помощи чистой губки и кладут этой стороной на доску (изнанку бумаги можно отличить от лица рассматривая её против света, при скользящем освещении на изнанке виднее отпечатки проволочной ткани, на которой вычерпывали бумажную массу для образования листов). Затем на ширину пальца от края кладут на неё крепкую линейку, отгибают кверху край бумаги и, нажимая на линейку одной рукой, другой намазывают кистью нижнюю поверхность бумаги и доску клейстером или густым раствором гуммиарабика. Притерев намазанный край тряпкой через подложенный лист обёрточной бумаги, повторяют то же самое с тремя оставшимися краями листа, стараясь при этом натянуть середину без складок. После этого смачивают и лицевую сторону губкой, не намачивая на этот раз приклеенных краёв, и оставляют сохнуть.
Для проведения прямых служат чертёжные линейки, угольники и рейсшины или винкели; успех работы зависит от правильности, исправности и целесообразного устройства этих приспособлений. Лучшим материалом служит прямослойное грушевое дерево, но немногие мастера умеют так его выбирать и обрабатывать, чтобы оно впоследствии не изменяло своей формы. Лучшие линейки получаются из Парижа, с клеймами H. Oliverau, Hudelo и E. S. с изображением циркуля, треугольника и транспортира; немецкие изделия не уступают этим в тщательности отделки, но скоро искривляются при работе. Толщина должна быть около 2 мм; направляет собственно верхнее ребро, так как черту всегда проводят немного отступив от линейки; поэтому при очень толстой линейке черта легко выходит волнистой вследствие небольших изменений наклона карандаша, а при очень тонкой тушь легко может пристать к дереву и произвести кляксу. Угольники делают вырезанными из дощечки, а очень большие в виде рамки. Вследствие усыхания дерева, гипотенуза треугольников, вырезанных из сплошной доски, не может сохранить своей первоначальной прямизны, и поэтому надёжнее пользоваться одними катетами, когда это возможно. Употребительны углы в 45°, 60° и 30°, но обыкновенно острые углы делают наугад. Медные вставки не приносят никакой пользы, так как не прочны. О правильности линейки можно судить глазом, визируя против света вдоль её ребра; ещё точнее можно проверить три линейки: они не должны пропускать света, когда их накладывают рёбрами попарно, одна на другую. Совпадение же рёбер только двух линеек может произойти, если они представляют выпуклую и вогнутую дугу одного и того же круга. Маленькие неточности линеек можно исправлять, притирая ребро на листе мелкой стеклянной бумаги, положенном на плоскую доску, а грубые выбоины сострагивают хорошим фуганком, очень остро выточенным, удобнее всего на «стусле ». Для проведения параллельных линий приходится заставлять угольник скользить по неподвижной линейке, удобнее для этого «рейсшина »: её поперечная часть толще продольной и скользит по краю чертёжной доски. Обыкновенно приходится проводить много горизонтальных и вертикальных линий; если кромки доски аккуратно под прямым углом, можно ими пользоваться при неподвижной поперечной части рейсшины; для наклонных, половину этой части можно поворачивать и закреплять винтом. На фиг. 8 таблицы представлена доска F с рейсшиной АА", которой поперечная часть B скользит по фальцу в кромке ЕЕ доски, в то время как на правую кромку опирается пружина cc хомутика d. Такое приспособление особенно удобно для Ч. на сильно наклонной доске; для вертикальных линий ставят угольник u (изображённый пунктиром на фиг. 8). Из этой фигуры ясно, что поперечина B должна быть заподлицо с поверхностью доски, а линейка АА" выше, иначе нельзя будет подводить угольник близко к левому краю в удобном для черчения положении. Существует много конструкций, позволяющих изменять угол винкеля на желаемое число градусов, исправлять его положение микрометрическим винтом и т. п. Почти все это оказалось неудобным или непрочным. При вычерчивании зубчатых колёс и т. п. фигур приходится проводить много прямых, сходящихся в одной точке: можно просто вколоть в это место булавку, такой же толщины, как острие карандаша, и прикладывать к ней один конец линейки; удобнее «эксцентрическая линейка» АА. У одного конца поворачивается и закрепляется винтом N медный рычажок B, снабжённый иглой O, которую можно отвернуть сколько угодно и заставить край линейки направиться через центр или проходить на определённом расстоянии от него. Криволинейные линейки называются лекалами; их обыкновенно вырезывают из грушевого дерева и придают очень фантастические формы, причём, однако, в одном лекале соединяют обыкновенно части однородных геометрически кривых. Изготовляют и систематические подборы для употребительных кривых, например для параболы. Лекалами пользуются для Ч. кривых по точкам. Когда кривизна плавная, можно изогнуть упругую стальную полоску так, чтобы она проходила через заданные точки и обвести по её краю; для успеха полоску приходится придерживать помощнику или прижимать особыми грузами. Для дуг круга очень большого радиуса существуют особые механизмы Чебышева и князя Гагарина, изгибающие упругую полосу по заданному радиусу. Опытный чертёжник очень скоро делает штриховку параллельными линиями, передвигая угольник по рейсшине от руки, не нуждаясь для этого в особых приспособлениях, которые существуют в большом числе. Самое простое изображено на фиг. 13 таблицы: угольник B может скользить по вырезу ab линейки A. Придвинув его к a, проводят черту, придвинув к b, проводят вторую; затем, придержав B, передвигают A вправо, и повторяют прежнее. Многие изобретатели старались с большим или меньшим успехом сделать расстояния между штрихами переменными. Кроме дерева, угольники делают из рогового каучука и из целлулоида. Каучук менее изменчив, чем дерево, он коробится лишь от довольно сильного нагревания, но он чёрен, грязи и пятен от туши на нём не видно, и поэтому он легко грязнит бумагу. Целлулоид, может быть, окажется удобен, так как в последние годы ему успели придать большую прочность и меньшую возгораемость. Металлические линейки слишком тяжелы, а медные к тому ещё сами марают бумагу; стальные употребляются только для обрезки готовых чертежей.
Главным орудием чертёжника служит чертёжное перо или «рейсфедер ». Он состоит из двух пружинящих створок aa, винта c и ручки b, между створками жидкая тушь держится вследствие капиллярности; если обе створки хорошо прилегают к бумаге, то тушь пристаёт к ней между ними, черта выходит резко ограниченная. Новейший тип, изготовляемый Керном и Гизи в Швейцарии, а также Герлахом в Варшаве, короче и крепче, чтобы устранить суживание щели от надавливания на линейку; он вытачивается из одного куска, снабжается продольным прорезом и винтом a для укрепления в ручке. Для тонких линий концы закругляют острее, а для толстых - тупее, чтобы между широкими створками держалось побольше чернил. В старину делали одну створку на шарнире, чтобы удобнее чистить, но шарнир очень скоро расшатывается, а вычистить и так не трудно бумажкой, смочив рейсфедер в воде. Линии толще 1 мм трудно провести сразу, обыкновенно проводят много лишь тонких линий. Поэтому для хорошего рейсфедера нужны следующие качества: обе его створки должны прикасаться одновременно к бумаге; когда черта проводится на удобном расстоянии от линейки, края створок должны быть гладки и тонки, но не резать бумаги. К ширине щели прибавляется и ширина прикасающихся краёв створок, так что для тонкой черты они должны быть тонки, но не остры. Щель между створками клинообразна, а сбоку они заточены округло, значит, черта будет выходить тоньше, когда рейсфедер держат вертикально, и тем шире, чем он наклоннее. Но по устройству руки человеческой наклон этот сам собой меняется, когда ведут длинную черту, и чертёжнику надо много навыка, чтобы избежать этого недостатка. Поэтому самые кончики должны быть изнутри немного отогнуты, чтобы при обычной ширине черты их внутренние поверхности были близки к параллельности. Несознательное соблюдение этого условия и делает то, что иной рейсфедер работает лучше других. От употребления рейсфедеры скоро тупятся, но чертёжник легко может исправлять их сам; для литографов концы створок закаливают, в таком случае их надо притачивать на бруске, а обыкновенным, мягким можно возвратить прежнюю форму мелким напилком. Сначала, свинтив створки до взаимного прикосновения, кончики обтачивают с боков, не обращая внимания на то, что края становятся толще. Сделав это, рейсфедер раскрывают на обычную ширину и удостоверяются, что обе створки прикасаются, когда черта проводится на удобном расстоянии от линейки. После этого можно восстановить параллелизм внутренних поверхностей створок у самого конца для наибольшего их сближения и тщательно их сгладить наждачной бумагой. Если при этом слишком округлятся края с внутренней стороны, их следует снова подточить по бокам. Тогда надо внимательно подточить створки снаружи, пока их кромки не станут почти остры. Чтобы они не резали бумагу, надо взять кусочек самой мелкой наждачной бумаги, положить его на довольно мягкую подкладку, например на толстую пропускную бумагу, и провести по ней раскрытым рейсфедером раза два, намеренно много меняя его наклон по ту и другую сторону вертикальной линии. Неровности краёв сгладятся, и рейсфедер станет чертить чисто и мягко. Если он ещё режет бумагу, надо повторить приём, но осторожно, а то внутренние края слишком округлятся и тонкие черты нельзя будет проводить. Для быстрой установки на заданную толщину черты удобен «калиберный» рейсфедер; для толстых линий - двойные рейсфедеры: можно запустить тушь в концы 1 и 3 рейсфедеров a и b и, проведя сразу двойную черту, заполнить промежуток между ними кисточкой, или же, сблизив винтом Роба концы, ввести тушь и в промежуток 2. При этом для очень широких линий туши не хватает, и легко сделать кляксу. Для облегчения черчения по лекалам рейсфедер делают искривлённым; когда гайка A отпущена, он поворачивается около оси ручки, в B. Для пунктирных линий придумано много приспособлений, но все они не годятся или работают слишком медленно.
Классический «циркуль » сильно изменился в последнее время. Форма его головки A не особенно удобна для поворачивания, а стальные концы CB и C1B1 своими острыми рёбрами размалывают центры в бумаге. Поэтому к шарниру стали приделывать цилиндрическую державку, а кончики стали делать коническими. Для удобства установки в «волосном» циркуле одну ножку AC1 укрепляют на пружине, сгибаемой винтом B до положения C. Трёхконечный циркуль употребляется редко, хотя он довольно удобен для перечерчивания небольших чертежей: две ножки остаются неизменными, а третью ставят в переносимую точку чертежа, когда первые две воткнуты на старых местах. Круговой циркуль нового типа, с переменными ножками, трубчатого типа и вставки держатся одним трением. Для центра вставляется особая булавка, изображённая в увеличенном виде на фиг. 24 таблицы: заплечико m и мешает острию рейсфедера рвать и растирать бумагу. В другую ножку можно вставлять
