Технический рисунок , черчение или рисунок — это процесс и дисциплина создания рисунков , которые визуально сообщают , как что-то функционирует или устроено.
Технический рисунок необходим для передачи идей в промышленности и технике . Чтобы рисунки было легче понять, люди используют знакомые символы , перспективы , единицы измерения , системы обозначений , визуальные стили и макет страницы . Вместе такие соглашения составляют визуальный язык и помогают сделать рисунок однозначным и относительно простым для понимания. Многие символы и принципы технического рисования кодифицированы в международном стандарте ISO 128 .
Необходимость точной связи при составлении функционального документа отличает технический рисунок от выразительного рисунка изобразительного искусства . Художественные рисунки интерпретируются субъективно; их значения многократно определены. Подразумевается, что технические чертежи имеют одно предполагаемое значение. [1]
Чертежник , рисовальщик или рисовальщик — человек, делающий рисунок (технический или выразительный) . Профессионального чертежника, создающего технические чертежи, иногда называют техником-чертежником.
Эскиз — это быстро выполненный рисунок от руки , который обычно не считается законченной работой. В общем, эскизы — это быстрый способ записать идею для дальнейшего использования. Эскизы архитектора в первую очередь служат способом опробовать различные идеи и создать композицию перед более законченной работой, особенно если готовая работа стоит дорого и требует много времени.
Например, архитектурные эскизы — это своего рода диаграммы . [2] Эти эскизы, как и метафоры , используются архитекторами как средство общения, помогающее совместному проектированию. Этот инструмент помогает архитекторам абстрагировать атрибуты гипотетических предварительных проектных решений и обобщать их сложные закономерности, тем самым улучшая процесс проектирования. [2]
Основная процедура черчения — положить лист бумаги (или другого материала) на гладкую поверхность с прямыми углами и прямыми сторонами — обычно это чертежная доска . Затем на одну из сторон помещают скользящую линейку, известную как Т-образный квадрат , позволяя ей скользить по краю стола и по поверхности бумаги.
«Параллельные линии» можно нарисовать, перемещая Т-квадрат и проводя карандашом или технической ручкой по краю Т-квадрата. Т-образный квадрат используется для крепления других устройств, таких как квадраты или треугольники. В этом случае составитель размещает один или несколько треугольников с известными углами на Т-квадрате, который сам находится под прямым углом к краю стола, и затем может рисовать линии под любым выбранным углом к другим на странице. Современные чертежные столы оснащены чертежным станком , который поддерживается с обеих сторон стола и позволяет скользить по большому листу бумаги. Поскольку он закреплен с обеих сторон, линии, проведенные вдоль края, гарантированно будут параллельны. [3]
Составитель использует несколько инструментов технического рисования для рисования кривых и кругов. Основными среди них являются циркуль , используемый для рисования дуг и окружностей, и французская кривая для рисования кривых. Сплайн — это шарнирный металлический элемент с резиновым покрытием, который можно вручную согнуть, придав ему любой изгиб .
Шаблоны чертежей помогают чертежнику создавать повторяющиеся объекты на чертеже без необходимости каждый раз воспроизводить объект с нуля. Это особенно полезно при использовании общих символов; т.е. в контексте сценического искусства дизайнер по свету будет использовать символы осветительных приборов из стандартной библиотеки USITT , чтобы указать положение общего светильника в нескольких положениях. Шаблоны, которые обычно настраиваются под конкретную задачу, продаются на коммерческой основе рядом поставщиков, но разработчик также нередко создает свои собственные шаблоны.
Эта базовая система черчения требует точного стола и постоянного внимания к расположению инструментов. Распространенной ошибкой является то, что треугольники слегка смещают верхнюю часть Т-образного квадрата вниз, тем самым сбрасывая все углы. Даже такие простые задачи, как рисование двух угловых линий, пересекающихся в одной точке, требуют нескольких перемещений Т-образного квадрата и треугольников, и в целом рисование может занять много времени.
Решением этих проблем стало введение механической «чертежной машины», применения пантографа ( иногда неправильно называемого «пентаграфом» в таких ситуациях), который позволял чертёжнику иметь точный прямой угол в любой точке на чертеже. страницу быстро. Эти машины часто имели возможность изменять угол, что устраняло необходимость в треугольниках.
В дополнение к овладению механикой рисования линий, дуг и кругов (и текста) на листе бумаги (что касается детализации физических объектов) работа над чертежами требует глубокого понимания геометрии, тригонометрии и пространственного понимания, а также во всех случаях требуется точность и аккуратность, а также внимание к деталям высокого порядка.
Хотя составление чертежей иногда выполняется инженером-проектировщиком, архитектором или персоналом цеха (например, машинистом ) , квалифицированные чертежники (и/или дизайнеры) обычно выполняют эту задачу и всегда в некоторой степени востребованы.
Сегодня механика чертежной задачи в значительной степени автоматизирована и ускорена за счет использования систем автоматизированного проектирования (САПР).
Для создания технических чертежей используются два типа систем автоматизированного проектирования: двухмерные («2D») и трехмерные («3D»).
Системы 2D CAD, такие как AutoCAD или MicroStation, заменяют дисциплину рисования на бумаге. Линии, круги, дуги и кривые создаются в программном обеспечении. Создание рисунка зависит от технических навыков пользователя. В чертеже по-прежнему остается много ошибок при создании ортогональных проекций под первым и третьим углом , вспомогательных проекций и видов поперечного сечения . Система 2D CAD — это просто электронная чертежная доска. Его самое большое преимущество перед техническими чертежами, записанными на бумаге, заключается в внесении изменений. В то время как в обычном техническом чертеже, нарисованном от руки, если обнаружена ошибка или требуется модификация, новый чертеж должен быть создан с нуля, система 2D CAD позволяет изменить копию оригинала, экономя значительное время. Системы 2D CAD можно использовать для создания планов крупных проектов, таких как здания и самолеты, но они не позволяют проверить совместимость различных компонентов друг с другом.
Система 3D CAD (например, KeyCreator , Autodesk Inventor или SolidWorks ) сначала создает геометрию детали; технический чертеж создается на основе определенных пользователем видов этой геометрии. Любой ортогональный, проекционный или разрезной вид создается с помощью программного обеспечения. При выработке этих взглядов нет права на ошибку. Основная ошибка возникает при настройке параметра проекции первого или третьего угла и отображении соответствующего символа на техническом чертеже. 3D CAD позволяет собирать отдельные детали вместе, чтобы представить конечный продукт. Здания, самолеты, корабли и автомобили моделируются, собираются и проверяются в 3D, прежде чем технические чертежи отправляются в производство.
Системы 2D и 3D CAD можно использовать для создания технических чертежей по любой дисциплине. Различные дисциплины (электрика, электроника, пневматика, гидравлика и т. д.) имеют признанные в отрасли символы, обозначающие общие компоненты.
BS и ISO разрабатывают стандарты, демонстрирующие рекомендуемые методы, но создание чертежей в соответствии со стандартом зависит от отдельных лиц. Не существует четкого стандарта макета или стиля. Единственным стандартом чертежей инженерных мастерских является создание ортогональных проекций и видов поперечного сечения.
При представлении сложных трехмерных объектов на двухмерных чертежах объекты могут быть описаны как минимум одним видом плюс примечание о толщине материала, двумя, тремя или таким количеством видов и разрезов, которые необходимы для отображения всех характеристик объекта.
Искусство и дизайн, которые используются при строительстве зданий, известны как архитектура . Чтобы передать все аспекты формы или дизайна, используются подробные чертежи. В этой области термин « план» часто используется применительно к полному разрезу этих чертежей, если смотреть с высоты трех футов над чистым полом, чтобы показать расположение дверных проемов, окон, лестничных клеток и т. д. [4] Архитектурные чертежи описывают и документируют проект архитектора. [5]
Инженерия может быть очень широким термином. Оно происходит от латинского ingenerare , что означает «создавать». [6] Поскольку это применимо ко всему, что создают люди, этому дается более узкое определение в контексте технического рисунка. Инженерные чертежи обычно относятся к объектам машиностроения, таким как изготовленные детали и оборудование.
Инженерные чертежи обычно создаются в соответствии со стандартизированными соглашениями о компоновке, номенклатуре, интерпретации, внешнем виде (например, шрифтах и стилях линий), размере и т. д.
Его цель — точно и однозначно уловить все геометрические особенности изделия или компонента. Конечная цель технического чертежа — передать всю необходимую информацию, которая позволит производителю произвести этот компонент.
Специалисты по разработке программного обеспечения используют диаграммы для разработки программного обеспечения. Формальные стандарты и языки моделирования, такие как унифицированный язык моделирования (UML), существуют, но большая часть диаграмм происходит с использованием неформальных специальных диаграмм, иллюстрирующих концептуальную модель . [7]
Практики сообщили, что построение диаграмм помогло при анализе требований [ 7] : 539 дизайн, рефакторинг , документация, адаптация , общение с заинтересованными сторонами. [8] : 560 Диаграммы часто бывают временными или перерисовываются по мере необходимости. Перерисованные диаграммы могут служить формой общего понимания в команде. [8] : 561
Техническая иллюстрация — это использование иллюстрации для визуальной передачи информации технического характера. Технические иллюстрации могут представлять собой технические чертежи или диаграммы компонентов . Целью технической иллюстрации является «создание выразительных изображений , которые эффективно передают человеческому наблюдателю определенную информацию через визуальный канал». [9]
Основная цель технической иллюстрации — описать или объяснить эти элементы более или менее нетехнической аудитории. Визуальное изображение должно быть точным с точки зрения размеров и пропорций и должно давать «общее впечатление о том, что представляет собой объект или что он делает, чтобы повысить интерес и понимание зрителя». [10]
По словам Виолы (2005), «иллюстративные техники часто разрабатываются таким образом, что даже человек без технических знаний ясно понимает произведение искусства. Использование линий разной ширины, чтобы подчеркнуть массу, близость и масштаб, помогло сделать простой Рисование линий более понятно непрофессионалу. Перекрестная штриховка, пунктирность и другие методы с низким уровнем абстракции придали большую глубину и размерность предмету». [9]
Чертеж в разрезе — это техническая иллюстрация, в которой часть поверхности трехмерной модели удалена, чтобы показать часть внутреннего пространства модели по отношению к ее внешней части.
Цель рисунка в разрезе — «позволить зрителю взглянуть на твердый непрозрачный объект. Вместо того, чтобы позволить внутреннему объекту просвечивать сквозь окружающую поверхность, части внешнего объекта просто удаляются. Это создает визуальный вид, как будто кто-то вырезал часть объекта или разрезал его на части. Иллюстрации в разрезе позволяют избежать двусмысленности в отношении пространственного порядка, обеспечивают резкий контраст между объектами переднего и заднего плана и способствуют хорошему пониманию пространственного порядка». [11]
Два типа технических чертежей основаны на графической проекции . [1] Используется для создания изображения трехмерного объекта на двумерной поверхности.
Двумерное представление использует ортогональную проекцию для создания изображения, на котором видны только два из трех измерений объекта.
В трехмерном представлении, также называемом графическим, видны все три измерения объекта.
Multiview — это разновидность ортогональной проекции . Существует два соглашения об использовании многовидового изображения: первый ракурс и третий ракурс. В обоих случаях лицевая или основная сторона объекта одинакова. Первый ракурс — это рисование сторон объекта в зависимости от того, где они приземляются. Пример, глядя на лицевую сторону, поверните объект на 90 градусов вправо. То, что видно, будет нарисовано справа от лицевой стороны. Третий ракурс — это рисование сторон объекта в зависимости от того, где они находятся. Пример, глядя на лицевую сторону, поверните объект на 90 градусов вправо. То, что мы видим, на самом деле является левой стороной объекта и будет нарисовано слева от передней стороны.
В то время как мультивид относится к внешним поверхностям объекта, виды сечения показывают воображаемую плоскость, прорезающую объект. Это часто бывает полезно для отображения пустот в объекте.
Вспомогательные виды используют дополнительную плоскость проекции, отличную от обычных плоскостей в мультивиде. Поскольку особенности объекта должны показывать истинную форму и размер объекта, плоскость проекции должна быть параллельна поверхности объекта. Следовательно, любая поверхность, которая не соответствует трем основным осям, нуждается в собственной плоскости проекции, чтобы правильно отображать особенности.
Выкройки, иногда называемые разработками, показывают размер и форму плоского куска материала, необходимого для последующего сгибания или складывания в трехмерную форму. [12]
Чертеж в разобранном виде — это технический чертеж объекта, который показывает взаимосвязь или порядок сборки различных частей. [13] На нем показаны компоненты объекта, слегка разделенные расстоянием или подвешенные в окружающем пространстве в случае трехмерной диаграммы в разобранном виде. Объект представлен так, как если бы из середины объекта произошел небольшой контролируемый взрыв , в результате которого части объекта были разделены на относительные расстояния от их исходного местоположения.
Чертеж в разобранном виде (EVD) может показать предполагаемую сборку механических или других деталей. В механических системах компонент, ближайший к центру, обычно собирается первым или является основной деталью, внутри которой собираются остальные детали. EVD также может помочь отобразить разборку деталей, при этом сначала обычно снимаются внешние детали. [14]
В разное время и в разных странах существовало множество стандартных размеров бумаги , но сегодня большая часть мира использует международный стандарт (А4 и его родственники). Северная Америка использует свои собственные размеры.
Заявитель на патент будет обязан по закону предоставить чертеж изобретения, если или когда характер дела требует чертежа для понимания изобретения при выполнении работы. Этот чертеж необходимо приложить к заявке. Сюда входят практически все изобретения, кроме составов веществ или процессов , но чертежи также могут быть полезны в случае многих процессов. [13]
Чертеж должен отображать все признаки изобретения, указанные в формуле изобретения, и по правилам патентного ведомства должен иметь определенную форму. Ведомство указывает размер листа, на котором выполнен чертеж, тип бумаги, поля и другие сведения, относящиеся к изготовлению чертежа. Причина подробного определения стандартов заключается в том, что чертежи печатаются и публикуются в едином стиле, когда выданные патенты и чертежи также должны быть такими, чтобы их можно было легко понять лицам, использующим описания патентов. [13]
Рабочие чертежи — это набор технических чертежей, используемых на этапе изготовления изделия. [15] В архитектуре к ним относятся гражданские чертежи , архитектурные чертежи , структурные чертежи , чертежи механических систем , электрические чертежи и чертежи сантехники .
На сборочных чертежах показано, как различные детали соединяются друг с другом, они идентифицируются по номерам и имеют список деталей, который часто называют спецификацией. [16] В руководстве по техническому обслуживанию этот тип чертежей может называться чертежом или схемой в разобранном виде . Эти детали могут быть использованы в технике.
Их также называют исполнительными чертежами или исполнительными чертежами . Монтажные чертежи представляют собой запись завершенных работ, буквально «как установлено». Они основаны на рабочих чертежах и обновляются с учетом любых изменений или дополнений, внесенных во время строительства или производства. [17]
