1? Podstawy rysunku technicznego?
1.1. RYSUNEK JAKO JĘZYK GRAFICZNY
Rysunek techniczny jest podstawowym środkiem komunikacji między inżynierami i technikami wykorzystywanym do przekazywania pomysłów i koncepcji technicznych rozwiązań konstrukcyjnych. Projektanci, konstruktorzy oraz odpowiednio wyszkolone osoby zajmujące się wytwarzaniem i eksploatacją obiektów traktują rysunek techniczny jako ponadnarodowy język graficzny stosowany w procesach projektowania, wytwarzania i kontroli. Pozwala on zwizualizować dowolny obiekt, szczegóły związane z jego kształtem, wymiarami, właściwościami geometrycznymi oraz zasadą działania w sposób prosty, zwięzły, jednoznaczny i bardziej przejrzysty niż opis słowny.
Informacje przekazane na rysunkach technicznych są czytelne dla inżynierów i techników posługujących się na co dzień różnymi językami, mieszkających w różnych krajach. Wprowadzane i ujednolicane normy międzynarodowe prowadzą do tego, że rysunek techniczny jest najbardziej uniwersalnym językiem wszystkich inżynierów.
Do poprawnego wykonywania i czytania rysunków technicznych niezbędna jest wiedza na temat zasad przedstawiania, wymiarowania i tolerowania rysowanych detali. Dzięki ujednoliceniu zasad odwzorowywania obiektów informacje zapisane na rysunkach technicznych są jednoznaczne, niesprzeczne i kompletne.
Zasady i reguły związane z wykonywaniem rysunków technicznych są zamieszczane w odpowiednich normach przedmiotowych krajowych (oznaczanych jako PN) i międzynarodowych (PN-EN, PN-EN ISO itp.). Normy te podlegają zmianom i aktualizacjom, więc przed przystąpieniem do pracy należy koniecznie sprawdzać ich aktualność. W szczególności dotyczy to norm krajowych, które są systematycznie wycofywane i zastępowane odpowiednimi normami międzynarodowymi.
Zastosowanie języka graficznego ma szczególne znaczenie przy projektowaniu i wytwarzaniu nowych obiektów i maszyn, jak również w celu wizualizacji istniejących już obiektów. W przypadku jego braku przekazanie wszystkich niezbędnych informacji dotyczących wykonania setek lub tysięcy elementów skomplikowanych obiektów mogłoby się okazać niemożliwe.
Podczas sporządzania dokumentacji technicznej obiektu należy zwrócić uwagę na:
- podstawę zapisu informacji zawartych na rysunku (rodzaj obiektu, przeznaczenie rysunku itp.) i ich adresata,
- najprostszy sposób zapisania danej informacji,
- optymalność przyjętej metody zapisu ze względu na opłacalność i minimalizację trudności związanych z jej użytkowaniem.
Podstawową metodą zapisu graficznego konstrukcji jest dwuwymiarowe rzutowanie prostokątne wg metody Monge'a. Stosowane są również inne sposoby przedstawiania obiektów, np. w postaci rzutów aksonometrycznych. Jednakże, ze względu na powyższe aspekty oraz złożoność dokumentacji technicznej maszyn i urządzeń istnieje konieczność stosowania różnych rodzajów rysunków. Z tego względu, szczegółowe wytyczne dotyczące tworzenia zapisu konstrukcji zgodnie z normami obowiązującymi w 2021 roku, zostały omówione w niniejszym opracowaniu.
1.2. RYS HISTORYCZNY[1]
Współcześnie rysunek techniczny jest rozumiany jako odwzorowanie obiektu lub konstrukcji w określonej podziałce i zgodnie z przyjętymi zasadami przy użyciu przyborów kreślarskich lub komputera. Rozwój różnych form odwzorowania związany był z chęcią lub koniecznością przedstawienia obiektów przestrzennych w formie rysunku dwuwymiarowego. Sukcesywnie skutkowało to doskonaleniem przyrządów oraz samej sztuki rysowania.
Najstarsze znane formy ilustracji poprzedzają zapis pisemny. Zwykle były to malowidła przedstawiające zwierzęta (jaskinie krasowe Lascaux we Francji i Altamira w północnej Hiszpanii). Te prehistoryczne wyryte w skale rysunki zwane petroglifami datuje się na okres neolitu i późnego paleolitu (30-10 tys. lat p.n.e.). Później pojawiły się inne formy zapisu pojęć nazywane piktogramami (przedstawianie pojęcia za pomocą rysunku) i ideogramami. Ideogramy oraz piktogramy są stosowane do dzisiaj, np. w piśmie chińskim (powstanie pisma datuje się na 8-4,5 tys. lat p.n.e.) oraz były podstawą pisma starożytnego Egiptu bazującego na hieroglifach (3200-30 lat p.n.e.). W starożytności rozwój rysunku związany był z rozwojem budownictwa (budowle, plany miast (rys. 1.1a) oraz sztuki. Najstarsze znane formy przedstawiania obiektów trójwymiarowych w formie rysunków na płaszczyźnie dwuwymiarowej pochodzą ze starożytnego Egiptu. Rysunki te jednak znacząco się różnią od współczesnych zasad rysunkowego odwzorowywania obiektów. Przykładem mogą być malowidła z grobowca Nebamuna (ok. 1350 rok p.n.e.) wykonane metodą perspektywy topograficznej (rys. 1.1b).
Rys. 1.1. Rysunki z czasów antycznych: a) mapa miasta Nippur, Mezopotamia (ok. 1500 lat p.n.e.) [158], b) ogród z sadzawką, 1420-1375 lat p.n.e., British Museum, Londyn [159]
Uproszczone zasady rysowania obiektów trójwymiarowych były rozwijane również w starożytnej Grecji i Rzymie - znane są m.in. rysunki przekrojów kolumn oraz projekty budynków w formie rzutów pionowych. Ten okres to także rozwój wiedzy z zakresu matematyki oraz geometrii (np. Pitagoras z Samos i Euklides z Aleksandrii).
Gwałtowny rozwój zasad odwzorowywania obiektów przestrzennych na płaszczyźnie dwuwymiarowej nastąpił w okresie renesansu. Dotyczył m.in. wprowadzenia perspektywy, teorii sztuki, proporcji architektonicznych itp. Z tego względu XV wiek uznaje się za początek rysunku technicznego rozumianego tak jak dzisiaj.
W 1425 roku Masaccio zastosował w swoich obrazach (fresk Święta Trójca znajdujący się w kościele Santa Maria Novella we Florencji) perspektywę linearną. Perspektywa ta (nazywana również zbieżną lub geometryczną) polega na przedstawieniu głębi za pomocą rzutu środkowego. Odwzorowuje więc przestrzeń trójwymiarową na płaszczyźnie w sposób zbliżony do obrazu, jaki tworzy ludzkie oko (rys. 1.2). Przyjmuje się, że perspektywa na fresku Masaccio została wykreślona przez Filippo Brunelleschiego. W późniejszych latach technikę tę zastosowano do przedstawiania m.in. urządzeń mechanicznych w sposób realistyczny.
Do najistotniejszych wydarzeń w historii rysunku z okresu przedindustrialnego (do XVIII wieku) należy zaliczyć działalność Leonarda da Vinci. Jego prace to m.in. mapy (np. widok Val di Chiana z lotu ptaka) i plany (np. plan twierdzy Imola) oraz wiele projektów maszyn (rys. 1.3). Na szkicach Leonarda da Vinci można zaobserwować jak bardzo rozwinęły się w renesansie metody odwzorowywania obiektów trójwymiarowych na dwuwymiarowej płaszczyźnie rysunku. Trójwymiarowa perspektywa była stosowana również przez Rafaela Santi na początku XVI wieku. Udoskonalił on technikę rysowania do tego stopnia, że był w stanie tak przedstawić obiekt dwuwymiarowy, aby oko ludzkie interpretowało go jako obraz trójwymiarowy.
Rys. 1.2. Idealne miasto (XV w.) Piero della Francesca - przykład perspektywy zbieżnej [160]
Rys. 1.3. Szkice Leonarda da Vinci: a) projekt maszyny bojowej, b) projekt przekładni ślimakowej [161, 162]
Dalszy rozwój zasad przedstawiania obiektów na rysunku był związany z rewolucją przemysłową w XVIII i XIX wieku. Pojawiła się wtedy konieczność dokumentowania ówcześnie projektowanych konstrukcji (napędów wodnych i parowych,
maszyn włókienniczych itp.). Istotnym problemem była również konieczność zachowania powtarzalności cech wyrobów. W konsekwencji powyższe problemy oraz potrzeba zdefiniowania procesu tworzenia dokumentacji wyrobu wymusiły rozwój geometrii wykreślnej. Pod koniec XVIII wieku Gaspard Monge, twórca geometrii wykreślnej, zaproponował zbiór zasad umożliwiających przedstawienie w jednoznaczny sposób obiektów trójwymiarowych za pomocą dwuwymiarowych rysunków (rzutów) na wzajemnie prostopadłych rzutniach. Metoda rzutowania bazująca na metodzie Monge'a przyczyniła się do szybkiego rozwoju rysunku technicznego.
Druga rewolucja przemysłowa (od drugiej połowy XIX wieku do 1945 roku) wykazała istotne mankamenty i braki ówczesnych metod zapisu konstrukcji. Szczególnie w zakresie ujednolicenia pojęć oraz ogólnych i szczegółowych zasad sporządzania dokumentacji technicznej. Druga połowa XX wieku to okres rozwoju technik komputerowych. Zastosowanie komputerów jako głównych narzędzi przetwarzania informacji umożliwiło stworzenie zintegrowanych systemów projektowania i wytwarzania. Pierwsze systemy CAD 2D (komputerowo wspomagane projektowanie) opracowywano z myślą o zastąpieniu tradycyjnych technik kreślarskich, które wymagały od inżyniera precyzyjnego korzystania z przyrządów kreślarskich. Zastosowanie CAD nie tylko skróciło czas przygotowania dokumentacji rysunkowej, lecz także umożliwiało wielokrotne i szybkie wprowadzanie zmian na rysunkach. Przedstawienie konstrukcji w formie zapisu cyfrowego uprościło również metody udostępniania i archiwizacji dokumentacji technicznej. Efektywność systemów CAD 2D wraz ze wzrostem możliwości użytkowej komputerów spowodowała rozwój metod projektowania 3D. W modelowaniu CAD 3D powstaje model bryłowy, na podstawie którego jest generowana dokumentacja techniczna w postaci np. rzutów Monge'a.
Współczesny rozwój gospodarczy i technologiczny, w którym dąży się do znalezienia nowych rozwiązań umożliwiających m.in. zwiększenie wydajności produkcji, redukcję kosztów, podnoszenie jakości i atrakcyjności produktów itp., skutkuje pojawianiem się coraz to nowych narzędzi projektowania inżynierskiego. Zaliczyć do nich można przede wszystkim systemy umożliwiające modelowanie bryłowe elementów konstrukcji (CAD 3D), komputerowo wspomagane systemy wytwarzania i projektowania procesów technologicznych (CAM) oraz komputerowe wspomaganie analiz inżynierskich (CAE).
Obecnie praktycznie nie jest możliwe osiągnięcie sukcesu bez korzystania z powyższych narzędzi usprawniających prace inżynierskie, projektowe i wytwórcze. Wymaga to od przyszłego inżyniera znajomości nie tylko zasad wykonywania rysunków, lecz także praktycznych umiejętności korzystania z technik komputerowych.
Obecnie rysunek techniczny maszynowy jest jedną z podstawowych form komunikacji w procesach projektowania, konstruowania, wytwarzania i eksploatacji. Jest on wykonywany według ustalonych zasad i przepisów podanych w normach przedmiotowych. Normy rysunkowe zawierają szczegółowo opracowane przepisy dotyczące zagadnień związanych z wykonywaniem rysunku technicznego. Znormalizowane są między innymi formaty arkuszy rysunkowych, rodzaje linii i ich zastosowanie, podziałki, uproszczenia rysunkowe itp. Opracowywaniem międzynarodowych działań normalizacyjnych zajmuje się Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO). Nowe Polskie Normy [1÷99] są opracowywane zgodnie z zasadą, że w zakresie używania pojęć nie mogą się różnić od norm opracowanych przez ISO. Takie normy oznaczane są PN-ISO. Polskie Normy zgodne z normami obowiązującymi na terenie UE oznaczane są natomiast jako PN-EN, a w przypadku zgodności z normami europejskimi i międzynarodowymi jako PN-EN ISO. Celem wprowadzania powyższych norm jest określenie trzech zasad zapisu konstrukcji: jednoznaczności, niesprzeczności i zupełności informacji zapisanej w postaci rysunku technicznego.
1.3. RODZAJE RYSUNKÓW
Finalny rysunek przedmiotu powinien zawierać wszystkie niezbędne informacje, powinien być czytelny i jednoznaczny w interpretacji. Ze względu na rozmaitość kształtów, różny stopień złożoności obiektów, a także z uwagi na przeznaczenie rysunków w praktyce stosuje się różne formy rzutowania oraz przedstawiania przedmiotów. W zależności od metody odwzorowania wyróżnia się:
- rysunek rzutowy - najczęściej stosowane odwzorowanie obiektów w rysunku technicznym maszynowym i budowlanym, wykonywane w formie rzutów prostokątnych (rzuty Monge'a),
- rysunek aksonometryczny (lub perspektywiczny) - przedstawiający przedmiot w jednej z metod rzutowania aksonometrycznego (perspektywicznego), zwykle stosowany do poglądowego przedstawienia przedmiotu.
W zależności od przeznaczenia wyróżnia się następujące rodzaje rysunków [85]:
- rysunek złożeniowy - przedstawia wzajemne położenie, kształt i współpracę poszczególnych podzespołów zestawianych części; poszczególne części lub zespoły są oznaczane numerami i opisywane w tabliczce ze spisem części; podane są również wymiary gabarytowe i przyłączeniowe,
- rysunek zestawieniowy - rysunek złożeniowy wyrobu z naniesionymi informacjami i wymiarami niezbędnymi do wykonania poszczególnych detali wchodzących w skład przedstawianego wyrobu,
- rysunek wykonawczy - rysunek detalu zawierający wszystkie informacje niezbędne do jego wykonania,
- rysunek montażowy - rysunek przedstawiający poszczególne czynności i informacje związane z montażem urządzenia,
- rysunek instalacyjny - rysunek pokazujący rozmieszczenie poszczególnych elementów instalacji oraz sposób ich połączenia,
- rysunek operacyjny (zabiegowy) - rysunek detalu z naniesionymi danymi potrzebnymi do wykonania jednego zabiegu technologicznego.
Rysunek złożeniowy jest podstawowym rysunkiem przedstawiającym złożenie wszystkich zespołów, podzespołów i części wyrobu. Ze względu na stopień złożoności rozróżnia się następujące rodzaje rysunków:
- rysunek zespołowy - przedstawiający złożenie wszystkich części zespołu,
- rysunek częściowy - przedstawiający fragment obiektu lub zespołu,
- rysunek części - przedstawiający jeden element.
W procesie tworzenia dokumentacji wykorzystuje się różne sposoby przedstawiania graficznego przedmiotów [11÷13]. Należą do nich m.in.:
- widok - rzut prostokątny przedstawiający widoczną część przedmiotu, a w razie konieczności również niewidoczne krawędzie;
- rzut - widok w określonej płaszczyźnie rzutowania;
- kład - przedstawienie graficzne zarysu przedmiotu znajdującego się w określonej płaszczyźnie przekroju;
- przekrój - kład przedstawiający zarys przedmiotu leżący na śladzie płaszczyzny przekroju oraz zarys znajdujący się poza tą płaszczyzną;
- rysunek właściwy (rysunek techniczny) - informacja techniczna podana na nośniku informacji przedstawiona w określonej podziałce zgodnie z przyjętymi zasadami;
- schemat - rysunek przedstawiający funkcje poszczególnych elementów i współzależności między nimi; elementy oznaczane są za pomocą odpowiednich symboli graficznych;
- szkic - rysunek zazwyczaj wykonywany odręcznie i niekoniecznie w podziałce; sporządza się w celu przedstawienia idei rozwiązania konstrukcyjnego lub wstępnego projektowania przedmiotu, a także do inwentaryzacji;
- wykres - graficzne przedstawienie zależności za pomocą linii na płaszczyźnie rysunku.
1.4. FORMATY ARKUSZY RYSUNKOWYCH
Rysunki techniczne wykonuje się na arkuszach rysunkowych o znormalizowanych wymiarach zgodnych z normami międzynarodowymi ISO [67] np. ISO-A (tab. 1.1) lub American National Standard (tab. 1.2). Zgodnie z PN-EN ISO 5457:2002/A1:2010 [67] arkusze serii ISO-A oznacza się dużą literą A i cyfrą określającą wymiary arkusza. Podstawowym formatem, od którego tworzone są pozostałe arkusze, jest format A4 o wymiarach 210 × 297 mm. Większe arkusze (A3, A2, A1, A0) powstają przez podwojenie długości krótszego boku mniejszego arkusza, natomiast mniejsze arkusze powstają przez skrócenie dłuższego boku większego arkusza o połowę (rys. 1.4).
Rys. 1.4. Formaty arkuszy rysunkowych
Tabela 1.1. Wymiary formatów podstawowych arkuszy serii ISO-A [67]
Format
Wymiary arkusza obciętego (T)
a × b [mm]
Pole rysunkowe
a1 × b1 [mm]
Wymiary arkusza nieobciętego (U)
A0
841 × 1189*
821 × 1159*
880 × 1230*
A1
594 × 841*
574 × 811*
625 × 880*
A2
420 × 594*
400 × 564*
450 × 625*
A3
297 × 420*
277 × 390*
330 × 450*
A4
210* × 297
180* × 277
240* × 330
* - wymiar boku poziomego.
Tabela 1.2. Wymiary formatów podstawowych wg American National Standard (ASME Y14.1M-2012)
Format
Wymiary arkusza obciętego (T)
a × b [cale]
Marginesy
[cale]
A
8,5 × 11
3/8
B
11 × 17
1/2
C
17 × 22
1/2
D
22 × 34
1/2
E
34 × 44
1/2
F
28 × 40
1/2
J
34 × 48 (do 144)*
1/2
* - z przyrostem co 11 cali.
W sytuacji, gdy powyższe arkusze są niewystarczające, dopuszcza się stosowanie formatów wydłużonych. Tworzy się je z kombinacji wymiarów - krótszego boku formatu serii A (np. A2) oraz dłuższego wymiaru innego większego formatu
serii A (np. A0). W przytoczonym przykładzie otrzymano arkusz oznaczony A2.0 o wymiarach 420 × 1189 mm.
1.5. FORMATOWANIE ARKUSZY RYSUNKOWYCH
Wielkość arkusza rysunkowego dobiera się w taki sposób, aby na możliwie jak najmniejszym arkuszu i przy określonej podziałce rysunkowej zachować niezbędną czytelność przedstawianego elementu. W głównej mierze format arkusza zależy od wymiarów elementu i stopnia jego złożoności. Zgodnie z przyjętymi zasadami wykonywania rysunków technicznych wszelkie rysunki oraz opisy powinny zawierać się w obszarze arkusza określanym przez tzw. pole rysunkowe (tab. 1.1). Dostępne w sprzedaży arkusze mają zazwyczaj nieco większe wymiary. W związku z tym przed wykonaniem rysunku technicznego na arkuszu należy narysować:
- ramkę obcięcia arkusza,
- obramowanie pola rysunkowego,
- tabliczkę rysunkową,
- inne niezbędne oznaczenia (znaki centrujące, oznaczenie arkusza itp.) zgodnie z zasadą przedstawioną na rys. 1.5.
Ramkę obcięcia arkusza rysuje się tak, aby po obcięciu wzdłuż tej ramki arkusz miał znormalizowane wymiary zgodne z podanymi w tab. 1.1 lub tab. 1.2. W narożach tej ramki umieszcza się znaki obcięcia w postaci dwóch zachodzących na siebie prostokątów o wymiarach 10 × 5 mm. Znaki te nie są odcinane i pozostają w narożach arkusza. Obramowanie ograniczające pole rysunkowe arkusza rysuje się linią ciągłą grubą o grubości nie mniejszej niż 0,7 mm w odległości 20 mm od lewego brzegu arkusza i 10 mm od pozostałych krawędzi (rys. 1.5).
W prawym dolnym rogu arkusza umieszcza się tabliczkę rysunkową. Na arkuszach A0÷A3 tabliczkę umieszcza się wzdłuż dłuższego boku arkusza, a na arkuszu A4 - wzdłuż krótszego boku.
Na marginesach, w odległości 5 mm od ramki obramowania można umieścić ramkę z podziałem pola rysunkowego na strefy. Ramkę tę oraz linie siatki rysuje się linią cienką o grubości 0,35 mm. Pola podziału na strefy powinny mieć długość 50 mm i oznacza się je od góry ku dołowi dużymi literami oraz od lewej do prawej liczbami arabskimi o wysokości pisma 3,5 mm.
Ponadto w celu ustalenia rysunku na potrzeby reprodukcji lub mikrofilmowania na arkuszu można umieścić znaki centrujące. Zaleca się stosowanie
Rys. 1.5. Zasada sporządzania arkusza rysunkowego z podziałem na strefy (na rysunku zaznaczono przykładową strefę 4C) [62]
odcinka rysowanego linią ciągłą grubą. Umieszcza się je na linii obramowania siatki odniesienia, na końcach dwóch osi symetrii obciętego arkusza, tak aby znak wychodził 10 mm poza ramkę pola rysunkowego.
Oznaczenie arkusza tworzą niżej wymienione elementy podane w następującej kolejności:
- blok opisowy,
- numer normy,
- oznaczenie formatu arkusza i symbol określający arkusz obcięty (T) lub nieobcięty (U),
- symbol rodzaju materiału (kalka papierowa 92,5 g/m2 lub 112,5 g/m2 - TP; papier nieprzeźroczysty 60 g/m2-120 g/m2 - OP; folia kreślarska o podłożu poliestrowym i grubości co najmniej 50 ?m - PE),
- symbol nadruku na przedniej (F) lub tylnej (R) stronie arkusza,
- oznaczenie tabliczki rysunkowej zgodnej ze wzorem (TBL), jeżeli jest przewidziana.
Przykładowe oznaczenie wygląda następująco:
Arkusz rysunkowy ISO 5457 - A3T - OP120 - F - TBL.
1.6. TABLICZKI RYSUNKOWE
Każdy rysunek techniczny powinien zawierać tabliczkę rysunkową umieszczoną w prawym dolnym rogu obramowania arkusza tak, aby stykała się ona z obramowaniem rysunku. Generalnie tabliczkę należy umieszczać wzdłuż dłuższego boku arkusza (tab. 1.1, rys. 1.5) z wyjątkiem formatu A4, na którym tabliczkę należy umieszczać wzdłuż krótszego boku arkusza. Zarys tabliczki oraz rubryki w tabliczce należy rysować linią ciągłą grubą. Natomiast kolumny oraz wiersze w poszczególnych rubrykach rozdziela się liniami ciągłymi cienkimi. Całkowita szerokość tabliczki rysunkowej nie powinna przekraczać 180 mm.
Zgodnie z normą PN-EN ISO 7200 [78] rozróżnia się tabliczki rysunkowe podstawowe, zmniejszone i uproszczone. Tabliczka powinna zawierać niezbędne informacje pogrupowane w trzech strefach tabliczki A, B oraz C (rys. 1.6), takie jak:
- w strefie A: nazwa i numer rysunku, nazwa przedmiotu,
- w strefie B: podziałka, symbol określający metodę rzutowania, numer normy, zgodnie z którą jest sporządzana dokumentacja, użyte jednostki, tolerancje,
Rys. 1.6. Przykładowe rozmieszczenie stref w tabliczkach rysunkowych
- w strefie C: zapis zmian (rys. 1.7), wykonawcę dokumentacji z podpisami i datami oraz informacje dotyczące zmian na rysunku.
Nad tabliczką rysunkową należy umieścić tabliczkę z wykazem części, w której zamieszcza się informacje związane z elementami przedstawionymi na arkuszu. W tabliczce tej podaje się: numer i nazwę części lub zespołu, liczbę sztuk, oznaczenie materiału wg odpowiedniej normy, masę i ewentualne uwagi lub numer normy przedmiotowej (rys. 1.8). Tabliczka z wykazem części może być również uzupełniona dodatkowymi kolumnami zawierającymi inne dodatkowe informacje. W uzasadnionym przypadku tabliczkę z wykazem części można umieścić na odrębnym arkuszu rysunkowym.
Każdy rysunek powinien mieć przypisany jednoznaczny numer własny. Na zamieszczonym przykładzie (rys. 1.8) numer własny umieszcza się w polu "Nr rysunku", podając na przykład zapis skrótowy urządzenia, którego dotyczy dokumentacja, oraz kolejny numer rysunku (np. Red Q100-001). Poszczególne elementy przedstawione na rysunku powinny być zestawione w tabliczce ze spisem części z odwołaniami do odpowiednich rysunków (na których są odwzorowane) lub norm przedmiotowych. Numery można tworzyć przez zmianę liczby po prawej stronie opisu (np.: Red Q100-002, Red Q100-003,..., Red Q100-010).
Rys. 1.7. Tabliczka z wykazem zmian na rysunku
Rys. 1.8. Przykładowa tabliczka podstawowa dostosowana do celów dydaktycznych
1.7. LINIE RYSUNKOWE
1.7.1. RODZAJE I GRUBOŚCI LINII RYSUNKOWYCH
Podstawowymi narzędziami zapisu informacji na rysunku technicznym są linie rysunkowe (tab. 1.3). W celu zachowania zasady jednoznaczności zapisu i odczytu informacji zawartych na rysunku technicznym inżynier ma do dyspozycji różne linie rysunkowe, z których każda ma określone znaczenie. W zależności od typu rysunku (maszynowy, budowlany) stosuje się odpowiednie, znormalizowane rodzaje linii [6-10] o określonych znormalizowanych grubościach [6]. W ogólnym przypadku na rysunku technicznym stosuje się trzy grubości linii (tab. 1.4):
- linie cienkie (o grubości 0,5×a),
- linie grube (o grubości a),
- linie bardzo grube (o grubości 2×a).
Zgodnie z normą PN-ISO 128-20 [6] grubości a grubych linii rysunkowych powinny wynosić: 0,13; 0,18; 0,25; 0,35; 0,5; 0,7; 1,0; 1,4 lub 2,0 mm. Grubość linii należy dobierać tak, aby zachować przejrzystość i czytelność informacji zawartych na rysunku. Z tego względu często dobiera się je na podstawie wielkości i złożoności przedstawianego obiektu, formatu arkusza oraz podziałki rysunkowej. Do sporządzania rysunków średniej wielkości jest zalecane stosowanie linii grubych o grubości a = 0,5 mm (rysunki z dużą liczbą szczegółów) lub a = 0,7 mm (rysunki z małą liczbą szczegółów) oraz odpowiadających im linii cienkich o grubościach 0,25 mm i 0,35 mm. Do sporządzania rysunków dużych zaleca się stosowanie grupy linii 1 (tab. 1.4), a do rysunków poglądowych - grupy linii 1,4. Na danym arkuszu powinna być tylko jedna wybrana grupa grubości linii.
Tabela 1.3. Rodzaje i grubości linii stosowane w rysunku technicznym maszynowym
Rodzaj linii
Linia cienka
Linia gruba
Linia bardzo gruba
Linia ciągła
Linia z długą kreską i kropką
Linia z długą kreską i kropką (CAD)
Linia kreskowa
Linia ciągła zygzakowata
Linia ciągła falista
Linia z długą kreską i z dwiema ropkami
Zalecana grubość linii
0,25 mm
a = 0,5 mm
1,0 mm
0,35 mm
a = 0,7 mm
1,4 mm
Tabela 1.4. Grubości linii na rysunku technicznym maszynowym
Grupa linii
0,25
0,35
0,5
0,7
1
1,4
2
Grubość linii cienkiej [mm]
0,13
0,18
0,25
0,35
0,5
0,7
1
Grubość linii grubej [mm]
0,25
0,35
0,5
0,7
1
1,4
2
Grubość linii bardzo grubej [mm]
0,5
0,7
1,0
1,4
2
-
-
1.7.2. ZASTOSOWANIE LINII RYSUNKOWYCH
Do odwzorowania obiektów wykorzystuje się linie rysunkowe różnych typów i różnych grubości. Szczegółowe zasady zastosowania poszczególnych rodzajów linii w rysunku technicznym maszynowym i budowlanym są określone w normach [6-10]. Najczęstsze zastosowania linii na rysunkach technicznych maszynowych omówiono w tab. 1.5 i przedstawiono na rys. 1.9. Należy mieć na uwadze, że podobne rodzaje i grubości
linii są stosowane na rysunkach technicznych budowlanych [6, 9]. Istnieją jednakże istotne różnice w interpretacji znaczenia i zastosowania poszczególnych linii rysunkowych w rysunku technicznym maszynowym [10] i budowlanym [9, 143]. Zastosowanie linii rysunkowych w kontekście rysunków technicznych budowlanych zestawiono w tab. 1.6 na podstawie PN-ISO 128-23:2002 [9].
Tabela 1.5. Zastosowanie linii rysunkowych w rysunku technicznym maszynowym
Rodzaj linii
Zastosowanie
Linia ciągła gruba
- zarysy i krawędzie widoczne w widokach, przekrojach oraz kładach przesuniętych (A1),
- linia wierzchołków gwintu (A2),
- granica długości gwintu pełnego (A3),
- linie załamania płaszczyzn przekrojów (A4) i strzałki oznaczenia przekrojów (A5),
- linie wykresowe - główne przedstawienia na wykresach, planach, schematach itp.,
- układ linii (np. w kratownicach),
- linie podziału form na widokach.
Linia ciągła cienka
- linie wymiarowe (B1) i linie pomocnicze wymiarowe (B2) oraz pozostałe elementy związane z wymiarowaniem,
- linie wskazujące i linie odniesienia (B3),
- kreskowanie przekrojów (B4),
- krótkie linie środkowe (o długościach mniejszych niż 12 mm) (B5),
- dno bruzdy gwintu (B6),
- przekątne do oznaczenia powierzchni płaskich (B7),
- oznaczenia chropowatości, tolerancji wymiarów itp. (B8),
- linie wyobrażalne przenikania (B9),
- zarysy kładów miejscowych (B10),
- oznaczenie szczegółów powtarzanych (B11),
- obramowanie szczegółów (B12),
- linie gięcia na półwyrobach i częściach obrabianych (B13),
- linie określające elementy zbieżne (B14),
- zaznaczenie położenia warstw połączonych (np. blach transformatorowych),
- linie rzutowania,
- linie siatki na wykresach.
Linia ciągła bardzo gruba
- połączenia lutowane i klejone (C1)
Linia cienka z długą kreską i kropką
- linie środkowe i linie symetrii (D1),
- średnice podziałowe kół zębatych (D2), ślimaków, wielowypustów itp.,
- płaszczyzny podziałowe otworów
Linia gruba z długą kreską i kropką
- oznaczenie wymaganych obszarów (ograniczonych) obróbki powierzchniowej (E1),
- zaznaczanie początku i końca przebiegu płaszczyzny przekroju (E2)
Linia kreskowa cienka
- krawędzie i zarysy niewidoczne (F1)
Linia kreskowa gruba
- oznaczenie dopuszczalnych obszarów obróbki powierzchniowej
Linia ciągła cienka zygzakowata
- zakończenie cząstkowego lub przerywanego widoku (G1), przekroju (G2) lub kładu, ograniczanie wyrwań itp.
Linia ciągła cienka falista
Linia cienka z długą kreską i podwójną kropką
- skrajne położenia części ruchomych (H1),
- zarysy części przylegających (H2),
- linie środków ciężkości,
- zarysy pierwotne przed kształtowaniem,
- części usytuowane przed płaszczyzną przekroju (odlewy, odkuwki),
- zarysy wykonania alternatywnego,
- zarysy części gotowej wewnątrz półwyrobu,
- obramowania szczególnych pól,
- pole zewnętrzne tolerancji
Tabela 1.6. Zastosowanie linii rysunkowych w rysunku technicznym budowlanym
Rodzaj linii
Zastosowanie
Linia ciągła gruba
- zarysy rzutów widocznych części obiektów odwzorowanych w przekroju (pod warunkiem kreskowania przekrojów),
- linie rozgraniczające różne materiały w widoku lub przekroju,
- strzałki oznaczające widoki i przekroje,
- proponowane warstwice na planach sytuacyjno-wysokościowych powierzchni terenu (na etapie projektowania),
- linie siatek modularnych o rozstawie multimodułów,
- rzuty linii widocznych określających ukształtowanie obiektów odwzorowanych w widoku*,
- uproszczone przedstawienia na rzutach przekrojów poziomych schodów, drzwi, okien, elementów wyposażenia itp.*
Linia ciągła cienka
- linie rozgraniczające różne materiały w widokach i przekrojach,
- linie kreskowania (oznaczenia materiałów) na rzutach przekrojów,
- przekątne oznaczające rzuty prostokątnych otworów, wnęk i zagłębień,
- zakończone grotami linie osiowe na rzuty schodów, pochylni komunikacyjnych i powierzchni pochyłych,
- krótkie linie środkowe,
- linie wymiarowe, pomocnicze linie wymiarowe oraz znaki ograniczające,
- linie wskazujące i linie odniesienia,
- obramowanie szczegółów,
- istniejące warstwice na planach sytuacyjno-wysokościowych powierzchni terenu*,
- rzuty linii widocznych określających ukształtowanie obiektów odwzorowanych w widoku*,
- uproszczone przedstawienia na rzutach przekrojów poziomych schodów, drzwi, okien, elementów wyposażenia itp.*
Linia ciągła bardzo gruba
- zarysy rzutów widocznych części obiektów odwzorowanych w przekroju (w przypadku, gdy nie zastosowano kreskowania przekrojów),
- linie o szczególnej ważności na rysunku,
- oznaczenia osi prętów zbrojeniowych w konstrukcjach żelbetowych*
Linia cienka z długą kreską i kropką
- linie osi symetrii lub rzuty płaszczyzn symetrii,
- linie osiowe,
- oznaczenie płaszczyzny tnącej,
- obramowanie powiększonych rzutów szczegółów,
- linie odniesienia - nawiązania wymiarowego,
- linie ograniczające częściowe lub urwane widoki lub przekroje (zalecane w przypadku krótkich linii na wąskich rysunkach)
Linia gruba z długą kreską i kropką
- oznaczenie początku i końca przebiegu płaszczyzny przekroju,
- biegi rzutów części widocznych usytuowanych przed płaszczyzną przekroju
Tabela 1.6. cd
Rodzaj linii
Zastosowanie
Linia bardzo gruba z długą kreską i kropką
- wtórne linie służące tyczeniu obiektu,
- bazowe linie odniesienia,
- oznaczenie linii (powierzchni) o szczególnych wymaganiach,
- linie wydzielające wyróżnione obszary, podwyższenia, strefy itp.
Linia kreskowa cienka
- linie rozgraniczające oznaczenia upraw roślinnych (w tym trawników) na planach zagospodarowania terenu,
- istniejące warstwice na planach sytuacyjno-wysokościowych powierzchni terenu*,
- rzuty linii niewidocznych określających ukształtowanie odwzorowanych obiektów*
Linia kreskowa gruba
- rzuty linii niewidocznych określających ukształtowanie odwzorowanych obiektów*
Linia kreskowa bardzo gruba
- odwzorowanie prętów zbrojeniowych, jeżeli:
a) leżą w dolnej warstwie podczas rysowania rzutu z góry,
b) gdy tworzą warstwę położoną za warstwą frontową podczas rysowania rzutu z boku,
c) oznaczenia prętów zbrojeniowych warstwy górnej i dolnej (lub frontowej i tylnej) są kreślone na tym samym rzucie
Linia ciągła cienka zygzakowata
- zakończenie przekroju cząstkowego, wyrwania, przerwania widoku, przekroju lub kładu
Linia ciągła cienka falista
Linia cienka z długą kreską i podwójną kropką
- linie środkowe,
- zarysy części przylegających,
- skrajne położenia części ruchomych
Linia gruba z długą kreską i podwójną kropką
- zarysy rzutów części niewidocznych usytuowanych przed płaszczyzną przekroju
Linia bardzo gruba z długą kreską i podwójną kropką
- oznaczenia przebiegów osi prętów i kabli sprężających
Linia cienka wielopunktowa
- zarysy rzutów obiektów nieobjętych dokumentacją
* - na całym rysunku należy stosować jeden z wybranych rodzajów linii.
Rys. 1.9. Wybrane przykłady zastosowania: linii ciągłej grubej (A1-A5), linii ciągłej cienkiej (B1-B14), linii ciągłej bardzo grubej (C1), linii cienkiej z długą kreską i kropką (D1-D2), linii grubej z długą kreską i kropką (E1-E2), linii kreskowej cienkiej (F1), linii falistej (G1-G2) oraz linii cienkiej z długą kreską i podwójną kropką (H1-H2)
1.7.3. ZASADY GRUPOWANIA LINII I RYSOWANIA LINII NIECIĄGŁYCH
W miejscach, w których co najmniej dwie linie różnego rodzaju nakładają się na siebie, rysuje się tylko jedną linię uwzględniając następującą kolejność pierwszeństwa linii (1 - najważniejsza, 6 - najmniej ważna):
1. widoczne zarysy i krawędzie (linia ciągła gruba),
2. niewidoczne zarysy i krawędzie (linia kreskowa cienka),
3. oznaczenia płaszczyzn przekrojów (linia punktowa gruba),
4. osie symetrii (linia punktowa cienka),
5. linie środka ciężkości (linia dwupunktowa cienka),
6. inne linie, w tym również linie pomocnicze.
Długości poszczególnych linii (kreski, kropki, krótkie kreski) podano w tabeli 1.7. Odstępy między kreskami (np. w liniach kreskowych) oraz między punktami a kreskami (np. w liniach punktowych) nie powinny być mniejsze niż trzykrotna grubość linii. Kropki w liniach zaleca się rysować w postaci krótkich kresek [7]. W szczególności dotyczy to programów CAD, w których stosowanie linii punktowej z kropką może skutkować zmniejszeniem czytelności wydruku. Proporcje elementów linii zestawiono w tabeli 1.7.
Tabela 1.7. Zalecane proporcje elementów linii rysunkowych
Element linii
Długość
Element linii
Długość
Kreska
12a
Długa kreska
24a
Krótka kreska
6a
Kropka
? 0,5a
Przerwa
3a
Odstęp
18a
a - grubość linii.
Wybrane zasady rysowania linii nieciągłych (m.in. kreskowych, punktowych) przedstawiono na rys. 1.10. Oto najważniejsze z nich:
- linie rozpoczyna się i kończy dłuższymi kreskami (rys. 1.10a, b, c, f, h),
- linie przecina się (w środku dłuższych kresek) i łączy kreskami (rys. 1.10c, d),
- załamania oraz wygięcia wykonuje się kreskami (rys. 1.10b).
- osie nie powinny się kończyć na krawędziach zarysu, lecz powinny wystawać ok. 2-3 mm poza krawędzie (rys. 1.10d, g, i).
Rys. 1.10. Zasady rysowania i przecinania linii kreskowych i punktowych (opis w tekście)
Linie równoległe nieciągłe należy tak rysować, aby przerwy między elementami linii były przesunięte względem siebie (rys. 1.10e). Minimalne odległości między liniami równoległymi wynoszą:
- 3 grubości linii dla linii o grubości a = 0,18 i a = 0,25 mm,
- 2 grubości linii dla linii o grubości a = 0,35 i a = 0,5 mm,
- 1,5 grubości linii dla linii o grubości a = 0,7,
- 1,4 mm dla linii o grubości a ? 0,18 mm.
1.7.4. ZASADY RYSOWANIA LINII WSKAZUJĄCYCH I LINII ODNIESIENIA
Linie wskazujące i linie odniesienia stosuje się w celu zamieszczenia na rysunku dodatkowego opisu słownego lub literowo-cyfrowego. Są to linie ciągłe cienkie. Rysuje się je poziomo lub pionowo tak, aby można było przy nich albo nad nimi umieścić dodatkowe informacje. Linia odniesienia powinna mieć długość odpowiadającą długości opisu. Linia wskazująca służy do jednoznacznego powiązania wskazywanego obiektu z linią odniesienia i podanym na niej opisem. Powinna być rysowana pod kątem większym niż 15° względem wskazywanej linii lub obiektu. Linia wskazująca powinna być zakończona (rys. 1.11):
- grotem strzałki, gdy wskazuje krawędź, zarys, lub linię oznaczającą powierzchnię,
- kropką, gdy kończy się wewnątrz zarysu.
Linia wskazująca nie ma zakończenia, gdy kończy się na linii wymiarowej.
Rys. 1.11. Zasady rysowania linii wskazujących i linii odniesienia w przypadku: a) zakończenia linii wewnątrz zarysu, b) wskazania krawędzi, c) wymiarowania
1.8. PISMO TECHNICZNE
Rysunki techniczne (odręczne oraz wykonane przy użyciu systemów CAD) powinny być opisane znormalizowanym pismem technicznym. Kształty liter, cyfr, znaków diakrytycznych i przestankowych oraz innych znaków graficznych są określone w odpowiednich normach ISO [43-48]. Można stosować pismo techniczne proste (rys. 1.12) lub pismo techniczne pochyłe, którego znaki są nachylone pod kątem 75° do poziomu (rys. 1.13). Wielkie i małe litery polskiego alfabetu przedstawiono na rys. 1.12 oraz 1.13. Pozostałe litery (ze znakami diakrytycznymi stosowanymi w językach obcych) oraz litery alfabetu greckiego i znaki są zamieszczone w normach ISO [43-48].
Podstawowe wielkości charakteryzujące pismo techniczne to wysokość nominalna pisma oraz grubość linii pisma. Nominalna wysokość pisma h oznacza wysokość wielkich liter i cyfr. Powinna ona wynosić h = 1,8; 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20 mm. Wysokość pisma dobiera się do wielkości arkusza, na którym jest sporządzana dokumentacja techniczna. Dobierając wartość h można kierować się wskazówkami podanymi w tabeli 1.8.
Tabela 1.8. Zalecane wysokości pisma technicznego, wymiary w mm
Format arkusza
Wysokość pisma h w napisach
Wysokość pisma w wymiarowaniu i uwagach
głównych
pomocniczych
podrzędnych
A0 i większe
14 i 10
10 i 7
7 i 5
5 i 3,5
A1 i A2
10 i 7
7 i 5
5 i 3,5
3,5 i 2,5
A3 i A4
7 i 5
5 i 3,5
3,5 i 2,5
3,5 i 2,5
Rys. 1.12. Pismo techniczne proste. Cyfry oraz litery ze znakami diakrytycznymi używanymi w języku polskim
Rys. 1.13. Pismo techniczne pochyłe. Cyfry oraz litery ze znakami diakrytycznymi używanymi w języku polskim
Grubość linii pisma (oznaczona w tab. 1.9 i 1.10 jako d) zależy od rodzaju pisma. Rozróżnia się następujące rodzaje pisma [43]:
- pismo rodzaju A (d = h/14) proste lub pochyłe (wymiary wg tabeli 1.9),
- pismo rodzaju B (d = h/10) proste (uprzywilejowane) lub pochyłe (wymiary wg tabeli 1.10),
- pismo rodzaju CA proste lub pochyłe,
- pismo rodzaju CB proste (uprzywilejowane) lub pochyłe.
Taka sama grubość linii obowiązuje dla wielkich i małych liter. Pozostałe charakterystyczne wielkości pisma przedstawiono na rys. 1.14 i zestawiono w tab. 1.9 dla pisma rodzaju A i w tab. 1.10 dla pisma rodzaju B. Odstępy między znakami a (rys. 1.14) powinny być równe dwukrotnej grubości linii pisma (a = 2d). Wymiary pisma stosowanego w projektowaniu wspomaganym komputerowo CA oraz CB należy przyjmować odpowiednio jak dla pisma rodzaju A i pisma rodzaju B. Minimalne odstępy między liniami bazowymi dotyczą:
- b1 - linii z wielkimi i małymi literami ze znakami diakrytycznymi,
- b2 - linii z wielkimi i małymi literami bez znaków diakrytycznych,
- b3 - linii tylko z wielkimi literami.
Rys. 1.14. Wymiary pisma technicznego
Podkreślenia lub linie nad tekstem należy przerywać w miejscach, gdzie małe litery mają części dolne i gdzie litery wielkie lub małe mają znaki diakrytyczne lub powiększyć odstęp między liniami bazowymi.
Tabela 1.9. Wymiary pisma rodzaju A
Oznaczenie
Wymiary [mm]
Wysokość pisma
h
1,8
2,5
3,5
5
7
10
14
20
Grubość linii
d
0,13
0,18
0,25
0,35
0,5
0,7
1
1,4
Wysokość małych liter
c1
1,3
1,8
2,5
3,5
5
7
10
14
Część dolna małych liter
c2
0,52
0,72
1
1,4
2
2,8
4
5,6
Część górna małych liter
c3
0,52
0,72
1
1,4
2
2,8
4
5,6
Pole znaków diakrytycznych dla wielkich liter
f
0,65
0,9
1,25
1,75
2,5
3,5
5
7
Minimalny odstęp między liniami
b1
3,25
4,5
6,25
8,75
12,5
17,5
25
35
Minimalny odstęp między liniami
b2
2,73
3,78
5,25
7,35
10,5
14,7
21
29,4
Minimalny odstęp między liniami
b3
2,21
3,06
4,25
5,95
8,5
11,9
17
23,8
Odstęp między wyrazami
e
0,78
1,08
1,5
2,1
3
4,2
6
8,4
Tabela 1.10. Wymiary pisma rodzaju B
Oznaczenie
Wymiary [mm]
Wysokość pisma
h
1,8
2,5
3,5
5
7
10
14
20
Grubość linii
d
0,18
0,25
0,35
0,5
0,7
1
1,4
2
Wysokość małych liter
c1
1,26
1,75
2,5
3,5
5
7
10
14
Część dolna małych liter
c2
0,54
0,75
1,05
1,5
2,1
3
4,2
6
Część górna małych liter
c3
0,54
0,75
1,05
1,5
2,1
3
4,2
6
Pole znaków diakrytycznych dla wielkich liter
f
0,72
1
1,4
2
2,8
4
5,6
8
Minimalny odstęp między liniami
b1
3,42
4,75
6,65
9,5
13,3
19
26,6
8
Minimalny odstęp między liniami
b2
2,7
3,75
5,25
7,5
10,5
15
21
30
Minimalny odstęp między liniami
b3
2,34
3,25
4,55
6,5
9,1
13
18,2
26
Odstęp między wyrazami
e
1,08
1,5
2,1
3
4,2
6
8,4
12
1.9. PODZIAŁKI RYSUNKOWE
Wszystkie obiekty przedstawiane na rysunku technicznym maszynowym powinny być narysowane w odpowiedniej podziałce rysunkowej (skali odwzorowania). Podziałka rysunkowa jest znormalizowana [62] i definiowana jako stosunek wymiaru liniowego elementu przedstawianego na rysunku do jego wymiaru rzeczywistego. Wyróżnia się trzy rodzaje podziałek rysunkowych:
- podziałkę naturalną 1 : 1 - element przedstawiany jest w wielkości rzeczywistej,
- podziałkę zmniejszającą 1 : X - element przedstawiany jest w X-krotnym pomniejszeniu, gdzie X?{2; 5; 10; 20; 50; 100; 200 itd.},
- podziałkę zwiększającą X : 1 - element przedstawiany jest w X-krotnym powiększeniu (np. 2 : 1; 5 : 1; 10 : 1; 20 : 1; 50 : 1 itd.).
Dopuszcza się również stosowanie podziałek zmniejszających lub zwiększających, w których X jest wielokrotnością liczby 10. Natomiast podziałki o innych wartościach aniżeli wyszczególnione powyżej można stosować tylko w wyjątkowych przypadkach mających uzasadnienie praktyczne.
Podziałkę dobiera się tak, aby wszystkie istotne elementy przedstawione na rysunku były czytelne. Należy wziąć pod uwagę m.in. złożoność rysunku, czytelność i łatwość odbioru informacji zawartej na rysunku, cel, jakiemu rysunek ma służyć, rozmiar arkusza itp. Na jednym arkuszu można użyć kilku różnych podziałek. W takiej sytuacji większość rzutów wykonuje się w podziałce głównej, natomiast szczegóły, które są zbyt małe do pełnego przedstawienia lub zwymiarowania, rysuje się na oddzielnym widoku szczegółu w podziałce powiększającej.
Oznaczenie podziałki zastosowanej na rysunku umieszcza się w odpowiednim polu tabliczki rysunkowej. W przypadku użycia na arkuszu więcej niż jednej podziałki, w tabliczce rysunkowej umieszcza się tylko podziałkę główną, a pozostałe podaje się w pobliżu numeru pozycji lub literowego oznaczenia szczegółu widoku lub przekroju. Należy również pamiętać, że w trakcie wymiarowania obiektów na rysunku zawsze podaje się ich wymiary rzeczywiste (domyślnie w milimetrach) niezależnie od użytej skali odwzorowania (rys. 1.15).
Rys. 1.15. Śruba z łbem sześciokątnym przedstawiona w podziałce: a) naturalnej 1 : 1, b) zmniejszającej 1 : 2, c) zwiększającej 2 : 1
