Zasady zapisu konstrukcji w procesie projektowo-konstrukcyjnym.doc

Zasady zapisu konstrukcji w procesie projektowo-konstrukcyjnym

Pierwszym etapem w procesie projektowo - konstrukcyjnym jest opanowanie zasad przekazywania myśli konstrukcyjnej za pomocą rysunku.

Rysunek jest to odwzorowanie elementów przestrzennych za pomocą rzutów lub umownych znaków schematycznych, na płaszczyźnie będącej kartką papieru lub ekranem komputera.

Każdy, kto miał kiedykolwiek styczność z techniką, wie jak wielką rolę odgrywa w niej rysunek. Za jego pomocą przenosi się na papier pomysły nowych urządzeń, aparatów i mechanizmów, utrwala kształty i wymiary istniejących maszyn i ich części itd. Można śmiało stwierdzić, że technika nie mogłaby się rozwijać, gdyby ludzkość nie znała rysunku.

Jeżeli dwóch techników prowadzi rozmowę na tematy techniczne, to można być prawie pewnym, że prędzej czy później któryś z nich wyjmie ołówek i zacznie rysować. I słusznie, Dzięki niemu znacznie prędzej dojdą do porozumienia niż przy użyciu słów.

Rysunek będący zapisem konstrukcyjnej myśli technicznej przekazywanej językiem technicznym stanowi powszechny środek porozumiewania się w świecie techniki.

Jest przede wszystkim środkiem porozumiewawczym między konstruktorem i wykonawcą.

Z tego względu zapis ten winien być wykonywany według ujednoliconych międzynarodowych reguł gwarantujących jednoznaczność jego odczytania. Aby jednak mógł być łatwo i jednoznacznie zrozumiały, musi być jasny i prosty, a ponadto zawierać wszystkie informacje potrzebne jego użytkownikom; dlatego też technicy posługują się specjalnym rodzajem rysunku, zwanym rysunkiem  technicznym, wykonywanym według ustalonych zasad i przepisów.

Jasność i czytelność rysunku technicznego uzyskuje się przez prawidłowe (wg pewnych zasad) rozmieszczenie poszczególnych części rysunku na arkuszu, prostotę, zaś - wobec bardzo nieraz skomplikowanych kształtów rysowanego przedmiotu - osiąga się głównie przez stosowanie umownych znaków i linii, zastępujących trudne do narysowania fragmenty budowy przedmiotu, np. gwinty czy zęby kół zębatych.

Oczywiście znaki umowne i skróty literowo-cyfrowe, które często zastępują długie napisy na rysunkach, muszą być jednakowo rozumiane przez konstruktora i przez wykonawcę; w przeciwnym bowiem razie, zamiast ułatwiać pracę, prowadziłyby do nieporozumień i wadliwego wykonywania przedmiotów wytwarzanych wg rysunków, co z kolei spowodowałoby straty dla wytwórni.

W celu uniknięcia ewentualnych nieporozumień w ramach działalności jednego zakładu produkcyjnego wystarczyłoby, żeby każdy zakład posługiwał się własnymi skrótami, znakami itp., zrozumiałymi dla wszystkich jego pracowników technicznych. Takie rozwiązanie sprawy upraszczania rysunków byłoby jednak nie wystarczające do porozumiewania się za pomocą rysunków z innymi wytwórcami lub odbiorcami, ponieważ rysunki wykonane w jednym zakładzie byłyby niezrozumiałe dla innych.

       Konieczne jest więc, żeby wszystkie biura konstrukcyjne, zakłady produkcyjne itd. stosowały na rysunkach jednakowe uproszczenia, znaki umowne i skróty.

Zagadnienie ujednolicenia zasad i przepisów dotyczących rysunku technicznego zostało rozwiązane przez Polski Komitet Normalizacyjny  (PKN) w postaci kilku zbiorów norm, zawierających szczegółowe przepisy dotyczące wykonywania rysunków maszynowych, elektrycznych, architektoniczno-budowlanych itd., przy czym wiele z tych przepisów jest już znormalizowanych w skali międzynarodowej.

Tym, czym w Polsce jest PKN, na świecie jest ISO - Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna. ISO jest organizacją pozarządową, jej członkowie nie są wybierani przez rządy, pomimo że niektóre organizacje członkowskie znajdują się w strukturach rządowych. Stawia to organizację pomiędzy sektorami państwowym i prywatnym. Każdy kraj reprezentuje z zasady tylko jedna organizacja.

Projekty zmian lub projekty nowych norm zwane draftami może składać każda organizacja członkowska.

Następnie projekty są dyskutowane w grupach roboczych, w których po uzyskaniu ogólnego konsensusu „draft” zamienia się w „project”, który może uzyskać status oficjalnej normy po tym jak 3/4 członków komitetu głównego zaopiniuje go pozytywnie

Działalność ISO finansowana jest ze składek członkowskich ustanawianych proporcjonalnie do produktu krajowego brutto. Dodatkowe dochody przynosi sprzedaż norm. ISO wydaje również podręczniki, poradniki, kompendia, oraz periodyki informujące o bieżących i planowanych pracach organizacji.

Respektowanie norm ISO jest dobrowolne. Jako organizacja pozarządowa ISO nie może narzucać, wymuszać ich stosowania. Autorytet organizacji wynika z międzynarodowej reprezentacji, sposobu ustanawiania norm: na zasadzie konsensu, oraz ze zrozumienia wpływu normalizacji na ekonomikę gospodarki.

Normy krajowe oznaczone są jako PN-……

Normy krajowe uwzględniające normy europejskie oznaczone są jako PN- EN…..

Normy krajowe uwzględniające normy opracowane przez ISO oznaczone są jako PN- ISO…..

Reguły, według których powinien być wykonany prawidłowy zapis konstrukcji można ująć w postaci następujących zasad:

-  jednoznaczności,

- niesprzeczności,

- zupełności.

Zasada jednoznaczności będzie spełniona wtedy, gdy rysując będzie korzystać się z jednoznacznych znaków zapisu i zastosowanych w sposób jednoznaczny. Wymóg ten jest jeszcze niewystarczający, gdyż mimo stosowania jednoznacznych znaków można otrzymać sprzeczne dane. Dotyczy to najczęściej wymiarowania.

Dopiero zasady jednoznaczności i niesprzeczności stanowią warunek prawidłowego zapisu.

Zasada zupełności nakazuje by rysunek zawierał wszystkie informacje, konieczne do wykorzystania go zgodnie z jego przeznaczeniem, zaś zasada niesprzeczności nakazuje, aby informacje te nie były w różnych miejscach sprzeczne. Odbiorca zapisu, opierając się na zasadzie zupełności, ma prawo przyjąć, że rysunek jest kompletny. Przestrzeganie zasady zupełności zwiększa komunikatywność zapisu.

Forma arkusza rysunkowego

Prace projektowo-konstrukcyjne wymagają zarówno twórczego myślenia inżynierskiego jak i wiedzy z zakresu normalizacji. Polskie Normy ograniczają dowolność zapisu konstrukcji, ale też przyspieszają ten proces poprzez utworzenie bibliotek norm najczęściej powtarzających się elementów. Znajomość norm zawartych w tych bibliotekach konieczna jest do wykonania prawidłowego zapisu.

Znormalizowane formaty arkuszy rysunkowych

Formatem podstawowym jest format A4   -  2l0 x 297 mm.

Inne formaty powstają przez zwielokrotnienie tego formatu

Standardowe wymiary arkuszu

Przygotowując arkusz należy wykonać ramkę oraz obowiązującą tabliczkę rysunkową.

Znormalizowane formaty arkuszy rysunkowych

Wybór formatu arkusza, na którym wykonuje się rysunek zależy od:

•             stopnia złożoności obiektu,

•             rodzaju rysunku,

•             konieczności pokazania szczegółów,

•             możliwości wprowadzania zmian aktualizujących.

Zasadą jest dążenie do ujednolicenia i możliwej minimalizacji (ale bez ograniczania czytelności rysunku) formatu wykonywanych rysunków technicznych w ramach jednej dokumentacji technicznej. Powinny one być też ponumerowane w sposób jasny obrazujący powiązania między nimi.

Obszar rysunku powinien być ograniczony ramką, a w prawym dolnym rogu powinna znajdować się tabliczka rysunkowa.

Zasady składania rysunków, w zależności od formatu, wielkość ramki ograniczającej rysunek czy też wygląd tabliczki rysunkowej określają odpowiednie normy.

Przykładowy wzór tabliczki rysunkowej

Podziałka rysunkowa

Nie zawsze wielkość elementów na rysunku odpowiada rzeczywistej ich wielkości. W większości przypadków konieczne jest stosowanie podziałek (skali rysunkowej). Podziałka może być zwiększająca, gdy element na rysunku jest większy niż w rzeczywistości, lub (częściej) podziałka zmniejszająca, gdy jest pomniejszony.

   Standardowa wielkość:

•          podziałek zwiększających: 100:1, 50:1, 20:1, 10:1

•          podziałek zmniejszających: 1:2, 1:2,5*, 1:5, 1:10, 1:20, 1:25*, 1:50, 1:100, 1:200, 1:250*, 1:500

* - podziałka dopuszczana, aczkolwiek niezalecana.

Linie rysunkowe
W celu uzyskania jak najbardziej czytelnego rysunku, rodzaje linii zostały znormalizowane.

Do opisywania rysunków technicznych, w tym również elektrycznych stosuje się dwa podstawowe rodzaje pisma technicznego: typ A i typ B. Konstrukcja pisma oparta jest na siatce pomocniczej kwadratowej lub rombowej o boku s.

W piśmie typu A wysokość wielkich liter i cyfr wynosi 14s natomiast małych liter 10s ( bez liter z laskami w górę lub dół). W piśmie typu B wysokości wynoszą odpowiednio 10s i 7s. Odstępy między literami powinny wynosić 2s, gdy sąsiednie linie są równoległe. Gdy nie są, odstępy można zmniejszyć o połowę. Odstęp między dwoma sąsiednimi wyrazami lub liczbami powinien wynosić 6s, a jeśli wyrazy oddziela znak interpunkcyjny, to minimalnym odstępem jest odstęp między znakiem interpunkcyjnym a następnym wyrazem.

Istnieją dwa podstawowe sposoby wykonania rysunku technicznego:

•            ręczny,

•            maszynowy - wykonanie typowym

   komputerem z odpowiednim

   oprogramowaniem (AutoCAD).

Rodzaje rysunków technicznych

Ze względu na wielką różnorodność dziedzin, jakie wchodzą w zakres ogólnie pojętej techniki w rysunku technicznym można go podzielić na:

-  rysunek techniczny maszynowy,

-  rysunek budowlany,

-  rysunek elektryczny.

Rysunek techniczny maszynowy można podzielić na grupy w zależności od:

•            sposobu wykonania na :

ü       rysunek szkicowy, wykonywany odręcznie (np. na hali produkcyjnej, gdy nie mamy dostępu do przyborów jak również, gdy zależy nam na czasie)

ü       rysunek techniczny właściwy, wykonywany przy użyciu przyborów kreślarskich lub techniki komputerowej.

•            przeznaczenia rysunku na:

ü       rysunek poglądowy, obrazujący tylko   najważniejsze cechy elementu

ü       rysunek schematyczny, przedstawia tylko uproszczoną, zasadę działania lub budowę maszyny

ü       rysunek konstrukcyjny, odtwarzający dokładnie kształt i wymiary przedmiotu.

Rysunki konstrukcyjne dzielą się z kolei na dwa zasadnicze rodzaje:

a) r y s u n k i    z ł o ż e n i o w e, przedstawiające całość mechanizmu, aparatu, maszyny czy innego urządzenia albo jeden ze składowych zespołów w stanie zmontowanym; rysunki złożeniowe, na których są podane wymiary, tolerancje itd. wszystkich części składowych, a więc rysunki, które są równocześnie złożeniowymi i wykonawczymi, nazywają się rysunkami zestawieniowymi,

b) r y s u n k i     w y k o n a w c z e poszczególnych części, zawierające wszystkie dane potrzebne do wykonania narysowanego przedmiotu.

Posiadanie sprawności czytania jak również wykonania różnego rodzaju rysunków technicznych jest jedną z podstawowych umiejętności, którą powinien posiadać inżynier, aby móc precyzyjnie i sprawnie wyrażać swoje myśli.

Rysowanie brył

Do przedstawienia brył w rysunku maszynowym służą dwie metody:

-   metoda poglądowa (rzut aksonometryczny), polega na rysowaniu przedmiotu w perspektywie równoległej,

-   metoda ścisła (rzut prostokątny), polega na rysowaniu przedmiotu w rzutach prostokątnych.

Rzut aksonometryczny

Rzut prostokątny

Rzutowanie aksonometryczne

Rzutowanie aksonometryczne daje obraz bliski naturalnemu widzeniu człowieka. W związku z tym przekazywanie informacji technicznych za pomocą rysunku do ludzi, którzy niekoniecznie znają rysunek techniczny odbywa się właśnie przy pomocy rzutów aksonometrycznych.

Rysunek aksonometryczny ukośny opiera się na pewnych zasadach, bez których prawidłowe odwzorowanie figury jest niemożliwe. Odwzorowując przedmiot w jednym rzucie musimy przedstawić jego trzy podstawowe wymiary - wysokość, szerokość i głębokość (rysunek obrazuje odpowiednio trzy osie).

Aksonometria ukośna

Krawędzie przedmiotu równoległe do osi Y - wysokości i X - szerokości rysuje się bez skróceń, czyli w rzeczywistych wymiarach.

Natomiast krawędzie równoległe do osi Z - głębokości skraca się o połowę i rysuje się je nachylone pod kątem 45 O do pozostałych osi (poziomej i pionowej).

Aksonometria ukośna

Rzutowanie prostokątne

Najczęściej stosowane przez inżynierów na rysunkach wykonawczych są rzuty prostokątne, które pokazują przedmiot z kilku stron.

W większości przypadków wystarczy przedstawienie bryły w trzech ujęciach, dlatego przyjęto układ rzutowania wykorzystujący trzy płaszczyzny wzajemnie prostopadłe zwane rzutniami. Na każdej z nich przedstawia się rzut prostokątny przedmiotu.

Rzut prostokątny powstaje w następujący sposób:

•          przedmiot ustawia się równolegle do rzutni (w pozycji jakiej normalnie pracuje), tak aby znalazł się pomiędzy obserwatorem a rzutnią,

•          Patrzy się na przedmiot prostopadle do płaszczyzny rzutni,

•          z każdego widocznego punktu prowadzi się linię prostopadłą do rzutni,

•          punkty przecięcia tych linii z rzutnią łączy się odpowiednimi odcinkami otrzymując rzut prostokątny tego przedmiotu na daną rzutnię.

Na każdą z płaszczyzn wzajemnie prostopadłych dokonuje się rzutowania prostokątnego przedmiotu w odpowiednim kierunku.

Na rzutni pionowej I zgodnie z kierunkiem 1 otrzymuje się rzut pionowy (główny).

Na rzutni bocznej II zgodnie z kierunkiem 2 otrzymuje się rzut boczny (z lewego boku).

Na rzutni poziomej III zgodnie z kierunkiem 3 otrzymuje się rzut z góry.

Po rozłożeniu na każdej rzutni otrzymuje się prawidłowo wyglądające rzuty prostokątne przedmiotu z trzech różnych kierunków.

Rzutowanie przedmiotu

Wymiarowanie przedmiotów

Aby rysunek techniczny mógł stanowić podstawę do wykonania jakiegoś przedmiotu nie wystarczy bezbłędne narysowanie go w rzutach prostokątnych. Same rzuty, bowiem informują nas o kształcie przedmiotu i szczegółach jego wyglądu, ale nie mówią nic o jego wielkości. Konieczne, zatem jest uzupełnienie takiego rysunku wymiarami danego przedmiotu - czyli zwymiarowanie go.

Wymiarowanie jest jedną z najważniejszych czynności związanych ze sporządzeniem rysunku technicznego. Umożliwia ono odczytanie rysunku i wykonanie przedmiotu zgodnie z wymaganiami konstruktora.

Ogólne zasady wymiarowania

Linie wymiarowe rysuje się linią ciągłą cienką równolegle do wymiarowanego odcinka w odległości, co najmniej 10 mm, zakończone są grotami dotykającymi ostrzem krawędzi przedmiotu, pomocniczych linii wymiarowych lub osi symetrii. Linie wymiarowe nie mogą się przecinać.
Pomocnicze linie wymiarowe są to linie ciągłe cienkie, będące przedłużeniami linii rysunku. Rysuje się je prostopadle do mierzonego odcinka. Pomocnicze linie wymiarowe mogą się przecinać.

Linie wymiarowe i pomocnicze

Liczby wymiarowe na rysunku pisze się prostym pismem technicznym. Wymiary podaje się w milimetrach, ale oznaczenia „mm” się nie pisze, jeżeli natomiast używa się innych jednostek miary należy je zamieścić na rysunku.

Linia wymiarowa jest to linia cienka ciągła zakończona grotem. Jeżeli jest brak miejsca na grot zastępuje się go krótką kreską o kącie nachylenia 45...