Особенности инженерной и компьютерной графики - Курс лекций

2. Основные определения и понятия инженерной и компьютерной графики

3. Основные понятия о системе AUTOCAD

4. Интерфейс пользователя

5. Технология работы с командами

Данная дисциплина является основой графической грамотности которая приобретает особое значение в условиях современного производства, оснащенного станками с программным управлением, робототехникой и системами автоматизированного проектирования. Инженерная графика - это учебная дисциплина, изучающая вопросы изображения изделий на плоскости.

Условиями успешного овладения техническими знаниями являются умение читать чертежи и знание правил их выполнения и оформления. Чертеж является одним из главных носителей технической информации, без которой не обходится ни одно производство. В настоящее время нельзя представить себе работу и развитие большинства отраслей народного хозяйства, а также науки и техники без чертежей. На вновь создаваемые приборы, машины и сооружения сначала разрабатывают чертежи (проекты). По ним определяют их достоинства и недостатки, вносят изменения в конструкцию. Только после обсуждения чертежей (проектов) изготавливают опытные образцы изделия. Рабочие, инженеры и техники должны уметь читать чертеж, чтобы понять как саму конструкцию, так и работу изображенного изделия, а также изложить свои технические мысли, используя чертеж. Чертежи широко используются и в учебных заведениях при изучении теоретических, общетехнических и специальных предметов.

Основные понятия и определения инженерной и компьютерной графики. Все окружающие нас предметы (например, машины, приборы, здания или их части) можно изображать так, как они представляются нашему глазу, - при помощи рисунков или фотографий. В технике же принят другой способ их изображения - в виде чертежей. Предмет изображается на чертеже видимым с различных сторон. Это позволяет передать на чертеже форму предмета и указать все размеры, необходимые для его изготовления.

Отличие чертежа от рисунка и фотографии заключается в том, что на чертеже предметы изображают по особым правилам. Рисунок - это графическое изображение, выполненное от руки на глаз, которое дает нам представление только о внешнем виде предмета и не дает представления о внутреннем его устройстве и размерах. Рисунок предмета передает его длину, высоту и ширину так, как видит его рисующий, т. е. одним изображением. Однако на рисунке отдельные части предмета изображаются с некоторым искажением. Например, цилиндрические отверстия изображаются на рисунке в виде овальных, прямые углы - в виде тупых и острых, а прямоугольные поверхности - в виде параллелограммов. Такими же недостатками обладает и фотография. Вследствие искаженной передачи форм и размеров предметов на рисунках и фотографиях ими пользуются в технике только как вспомогательными средствами изображения.

На чертеже форму предмета передают, как правило, несколькими изображениями. Каждое изображение на чертеже дается только с одной какой-либо стороны предмета. Чтобы представить себе, рассматривая чертеж, форму предмета в целом, надо мысленно объединить его отдельные изображения. По чертежу с проставленными размерами можно изготовить изображенный на нем предмет. Любое строительство и любое производство - от обычной шариковой ручки до современного самолета - невозможно без предварительной разработки технической документации. Чертежом называется графическое изображение объекта (например, изделия) или его части на плоскости (чертежной бумаге, экране монитора и др.), передающее с определенными условностями в выбранном масштабе его геометрическую форму и размеры.

Чертеж - это графическое изображение, выполненное при помощи специальных чертежных инструментов и принадлежностей по особым правилам построения изображений, которое дает нам полное представление о внешнем и внутреннем устройстве предмета и его размерах.

Графика - это способ отображения окружающей нас действительности на плоскости.

Основные понятия о системе AUTOCAD. Графическая система AUTOCAD разработана фирмой AUTODESK (США), предназначена для автоматизированной разработки и выпуска чертежно-конструкторской документации, а также для решения задач геометрического трехмерного моделирования. Название системы образовано сокращением от Automated Computer Aided Design. Первая версия программы появилась в 1982 году.

Рисунок в AUTOCAD представляет собой файл описания графического изображения, который используется для отображения его на устройствах графического вывода (экране, принтере, графопостроителе). Рисунок - изображение на экране компьютера, сохраняемое в DWG-файле. Законченный рисунок - DWG-файл, предназначенный для совместного использования. Чертеж - рисунок, вычерченный на бумажном носителе в определенном масштабе. Рисунки формируются из набора графических примитивов - простых и составных. В качестве простых графических примитивов используют отрезки, окружности и дуги окружностей, точки, текстовые строки, полосы (трассы), плоские закрашенные фигуры и др.

. Введение в инженерную и компьютерную графику. основные определения введении в систему AUTOCAD

Рассматриваемые вопросы:

2. Основные определения и понятия инженерной и компьютерной графики

3. Основные понятия о системе AUTOCAD

4. Интерфейс пользователя

5. Технология работы с командами

Данная дисциплина является основой графической грамотности которая приобретает особое значение в условиях современного производства, оснащенного станками с программным управлением, робототехникой и системами автоматизированного проектирования. Инженерная графика - это учебная дисциплина, изучающая вопросы изображения изделий на плоскости.

Условиями успешного овладения техническими знаниями являются умение читать чертежи и знание правил их выполнения и оформления. Чертеж является одним из главных носителей технической информации, без которой не обходится ни одно производство. В настоящее время нельзя представить себе работу и развитие большинства отраслей народного хозяйства, а также науки и техники без чертежей. На вновь создаваемые приборы, машины и сооружения сначала разрабатывают чертежи (проекты). По ним определяют их достоинства и недостатки, вносят изменения в конструкцию. Только после обсуждения чертежей (проектов) изготавливают опытные образцы изделия. Рабочие, инженеры и техники должны уметь читать чертеж, чтобы понять как саму конструкцию, так и работу изображенного изделия, а также изложить свои технические мысли, используя чертеж. Чертежи широко используются и в учебных заведениях при изучении теоретических, общетехнических и специальных предметов.

Основные понятия и определения инженерной и компьютерной графики. Все окружающие нас предметы (например, машины, приборы, здания или их части) можно изображать так, как они представляются нашему глазу, - при помощи рисунков или фотографий. В технике же принят другой способ их изображения - в виде чертежей. Предмет изображается на чертеже видимым с различных сторон. Это позволяет передать на чертеже форму предмета и указать все размеры, необходимые для его изготовления.

Отличие чертежа от рисунка и фотографии заключается в том, что на чертеже предметы изображают по особым правилам. Рисунок - это графическое изображение, выполненное от руки на глаз, которое дает нам представление только о внешнем виде предмета и не дает представления о внутреннем его устройстве и размерах. Рисунок предмета передает его длину, высоту и ширину так, как видит его рисующий, т. е. одним изображением. Однако на рисунке отдельные части предмета изображаются с некоторым искажением. Например, цилиндрические отверстия изображаются на рисунке в виде овальных, прямые углы - в виде тупых и острых, а прямоугольные поверхности - в виде параллелограммов. Такими же недостатками обладает и фотография. Вследствие искаженной передачи форм и размеров предметов на рисунках и фотографиях ими пользуются в технике только как вспомогательными средствами изображения.

На чертеже форму предмета передают, как правило, несколькими изображениями. Каждое изображение на чертеже дается только с одной какой-либо стороны предмета. Чтобы представить себе, рассматривая чертеж, форму предмета в целом, надо мысленно объединить его отдельные изображения. По чертежу с проставленными размерами можно изготовить изображенный на нем предмет. Любое строительство и любое производство - от обычной шариковой ручки до современного самолета - невозможно без предварительной разработки технической документации. Чертежом называется графическое изображение объекта (например, изделия) или его части на плоскости (чертежной бумаге, экране монитора и др.), передающее с определенными условностями в выбранном масштабе его геометрическую форму и размеры.

Чертеж - это графическое изображение, выполненное при помощи специальных чертежных инструментов и принадлежностей по особым правилам построения изображений, которое дает нам полное представление о внешнем и внутреннем устройстве предмета и его размерах.

Графика - это способ отображения окружающей нас действительности на плоскости.

Основные понятия о системе AUTOCAD. Графическая система AUTOCAD разработана фирмой AUTODESK (США), предназначена для автоматизированной разработки и выпуска чертежно-конструкторской документации, а также для решения задач геометрического трехмерного моделирования. Название системы образовано сокращением от Automated Computer Aided Design. Первая версия программы появилась в 1982 году.

Рисунок в AUTOCAD представляет собой файл описания графического изображения, который используется для отображения его на устройствах графического вывода (экране, принтере, графопостроителе). Рисунок - изображение на экране компьютера, сохраняемое в DWG-файле. Законченный рисунок - DWG-файл, предназначенный для совместного использования. Чертеж - рисунок, вычерченный на бумажном носителе в определенном масштабе. Рисунки формируются из набора графических примитивов - простых и составных. В качестве простых графических примитивов используют отрезки, окружности и дуги окружностей, точки, текстовые строки, полосы (трассы), плоские закрашенные фигуры и др. К составным примитивам относят такие графические объекты, как блоки, полилинии, размеры, штриховку, а также трехмерные полилинии, грани сети и др.

Интерфейс пользователя. На рис. 1 приведен рабочий стол AUTOCAD, состоящий из: - падающих меню - самая верхняя строка меню;

- необязательных панелей инструментов: • стандартной панели инструментов - вторая строка;

• панелей различных инструментов - например, столбец слева на экране;

- строки состояния - нижняя строка;

- окна командных строк - над строкой состояния;

- графического поля, занимающего всю остальную часть рабочего стола;

- необязательного экранного меню.

Строка падающих меню может быть изменена путем включения или выключения тех или иных пунктов с помощью закладки Активные меню диалогового окна Адаптация меню, которое вызывается из пункта Адаптация меню... падающего меню Сервис или загрузкой другого меню AUTOCAD с помощью закладки Группы меню того же диалогового окна Адаптация меню. Меню можно также загрузить с помощью команды МЕНЮ. Строка падающих меню может содержать следующие пункты:

Рис. 1. Рабочий стол AUTOCAD для Windows

- Файл - меню работы с файлами;

- Правка - меню редактирования частей графического поля рабочего стола Windows;

- Вид - содержит команды управления экраном, панорамирования, переключения режимов пространства листа и пространства модели, установки «точки зрения», удаления невидимых линий, закраски, тонирования, управления параметрами дисплея; позволяет устанавливать необходимые панели инструментов;

- Вставка - обеспечивает вставку блоков, внешних объектов, объектов других приложений;

- Формат - обеспечивает работу со слоями, цветом, типами линий; управление стилем текста, размеров, видом маркера точки, стилем мультилинии, установку единиц измерения, границ чертежа;

- Сервис - содержит средства управления системой, экраном пользователя, включает установку параметров черчения и привязок с помощью диалоговых окон; обеспечивает работу с пользовательской системой координат;

- Рисование - включает команды рисования;

- Размеры - содержит команды постановки размеров и управления параметрами размеров;

- Редакт - включает команды редактирования элементов чертежа;

- Помощь - содержит систему гипертекстовых подсказок.

Стандартная панель инструментов приведена на рис. 1. Она содержит следующие инструменты: 1. Новый - создать новый файл.

2. Открыть - открыть существующий файл.

3. Сохранить - сохранить файл.

4. Печать - вывести чертеж на принтер.

5. Предварительный просмотр - предварительный просмотр чертежа перед выводом на печать, позволяющий увидеть размещение чертежа на листе бумаги.

6. Орфография - проверить орфографию.

7. Вырезать - удалить выбранные элементы чертежа в буфер Windows.

8. Копировать - копировать выбранные элементы чертежа в буфер Windows.

9. Вставить - вставить данные из буфера Windows.

10. Копировать свойства - присвоить свойства заданного объекта другому объекту.

11. Отменить - отменить последнее действие.

12. Повторить - восстановить только что отмененное действие.

13. Подключение к Internet - запустить Internet-просмотрщик.

14. Отслеживание - набор инструментов для выбора объектной привязки.

15. ПСК - работа с пользовательской системой координат.

16. Расстояние содержит инструменты для вывода информации о примитиве (Список); определения координат указанной точки (Координаты); вычисления расстояния и угла между точками (Расстояние); вычисления площади и периметра объекта (Площадь); вычисления массоинерционных характеристик (Масса).

17. Освежить все - перерисовка всего изображения на экране.

18. Общий вид - вызов диалогового окна Общий вид, содержащего общий вид чертежа и позволяющего определять область чертежа, отображаемого на рабочем столе с помощью панорамирования и управления экраном.

19. Именованные виды - набор инструментов для работы с видами и выбора вида аксонометрических проекций.

20. Панорамирование в реальном времени - панорамирование в интерактивном режиме.

21. Покажи в реальном времени - увеличение/уменьшение масштаба изображения в режиме реального времени.

22. Покажи Рамка - набор инструментов для задания различных способов увеличения/уменьшения.

23. Покажи Предыдущий - возврат к предыдущему масштабу изображения.

24. Помощь - вызов справки.

Технология работы с командами. Команды являются важнейшими элементами графического пользовательского интерфейса AUTOCAD, поскольку все изменения в системе происходят в результате выполнения той или иной команды, вводить которые можно различными способами: набрать на клавиатуре, выбрать из меню или щелкнуть соответствующую пиктограмму на панели инструментов. Команда может быть введена только в тот момент, когда в окне командных строк высвечивается подсказка Команда:. Для ввода команды с клавиатуры нужно напечатать имя команды и нажать . Допускается ввод аббревиатуры для тех команд, для которых она определена. Так, для команды КРУГ можно ввести К. Ввод команд может осуществляться с помощью панелей инструментов. Панели инструментов могут быть как плавающими, так и закрепленными, с фиксированным местоположением. Плавающие панели могут перемещаться по графическому полю и менять размер, закрепленные - не могут изменять размер и перекрывать графическое поле. Плавающая панель может стать закрепленной, если переместить ее за пределы графического поля. Закрепленная панель превращается в плавающую, как только путем перемещения попадает в область графического поля. Кнопка-инструмент может иметь в правом нижнем углу небольшой треугольник.

Если нажать на левую кнопку мыши при указании такого инструмента и не отпускать некоторое время, то появится панель инструментов, содержащая различные варианты исполнения выбранной команды. После ввода команды AUTOCAD выдает запросы, в ответ на которые необходимо ввести дополнительную информацию: численное значение (например расстояние, угол и т. д.), ключевое слово или точку; или вызывает диалоговое окно. Некоторые команды допускают работу как через командную строку, так и через диалоговое окно.

2. Принципы использования двумерных редакторов. Геометрические элементы для черчения

Рассматриваемые вопросы: 1. Режимы работы в двумерном редакторе чертежей

2. Базовые графические примитивы

3. Геометрические элементы для черчения

С помощью двумерных редакторов создается большинство графических конструкторских документов.

2.1 Режимы работы в двумерном редакторе чертежей

Режимы рисования, реализуемые в AUTOCAD, могут значительно облегчить и ускорить создание и редактирование изображений, обеспечивая при этом высокую точность построений.

- Режим SNAP (ПРИВ). Режим шаговой привязки координат точек к узлам воображаемой сетки, в этом режиме курсор мыши будет перемещаться только по узлам сетки.

- Режим GRID (Сетка). Служит для визуализации сетки, при печати сетка не видна.

- Режим ORTHO (ОРТО). В ортогональном режиме линии проводятся только вдоль осей координат.

- Режим POLAR (ПОЛЯР). В полярном режиме линии проводятся под различными углами.

- Режим OSNAP (ОПРИВ). Режим привязки координат к различным точкам уже созданных объектов.

- Режим OTRACK (ОСЛЕЖ). Когда включен режим автоматического отслеживания в строке состояния, система генерирует временные вспомогательные линии, что обеспечивает создание объектов в точных положениях и под точными углами и значительно экономит время создания чертежа.

- Режим динамического ввода Dynamic input включается нажатием кнопки DYN в строке состояния. При выполнении какой-либо команды в динамическом режиме рядом с курсором появится строка подсказок (рис.2). В ней отображается запрос команды на ввод координат точки.

Рис. 2. Вычерчивание отрезка прямой линии в динамическом режиме

Режим динамического ввода имеет две разновидности: Pointer Input (задание точки ее координатами) и Dimension Input (задание точки расстоянием и углом). Настройка этих режимов осуществляется с помощью диалогового окна Tools>Drafting Settings (Инструменты>Параметры привязки).

- Режим LWT (ТОЛЩ) включает или отключает отображение толщины линии.

Базовые графические примитивы. Технический чертеж состоит из геометрических и вспомогательных элементов, содержащих описание объектов на чертеже. К геометрическим элементам относят точку, прямую, окружность, сечения кругового конуса (эллипс, парабола, гипербола). К вспомогательным средствам изображения и пояснения относят различные линии, текст, штриховку, чертежные символы, размерную информацию.

В автоматизированных системах проектирования чертеж формируется из графических примитивов (простых и составных), описывающих как геометрию изделия, так и вспомогательные элементы чертежа. Количество простых базовых графических примитивов ограничено. К ним относят такие элементы изображения, которые считаются неделимыми, а именно: точку, прямую, окружность или дугу окружности, текст. Для удобства развитые графические системы дополняются наборами составных графических примитивов, называемых сегментами или блоками, которые представляют собой совокупность базовых графических примитивов; этими примитивами можно манипулировать как единым целым.

Каждый графический примитив характеризуется цветом и типом линий. Цвета и оттенки кодируются именами от Красного до Белого для основных цветов и целыми числами от 8 до 255 для цветов, которым нет названия. Типы линий, используемые в AUTOCAD, по своему начертанию также соответствуют принятым стандартам. Созданный рисунок сохраняется на диске в виде файла и может быть вставлен в любое формируемое изображение в виде блока. При создании изображения всегда возникает необходимость в исправлении или изменении его частей. Система AUTOCAD содержит средства редактирования, позволяющие выполнять эти и подобные им операции без особых затруднений. Например, операции преобразования - параллельный перенос, поворот, масштабирование - дают возможность создавать копии объектов, переносить изображение с одного места в другое, уменьшать или увеличивать его. Кроме того, при помощи других операций редактирования можно стереть ненужные объекты, удлинить одни линии или укоротить другие, выполнить скругления, фаски, изменить свойства объектов - такие, как цвет, тип линий и т. д.

Геометрические элементы для черчения. Любой чертеж состоит из отрезков прямых и дуг кривых линий. Для вычерчивания прямолинейных участков чертежа служат инструменты Line (Линия), Polyline (Ломаная), Polygon (Многоугольник), Rectangle (Прямоугольник), Point (Точка). Криволинейные участки создаются инструментами Arc (Дуга), Circle (Окружность), Spline (Сплайн), Ellipse (Эллипс) и т.д.

Команда Line (Линия) имеет две опции, которые можно выбирать из контекстного меню команды в процессе построения сегментов линии или введением заглавной буквы с клавиатуры.

Команда Polyline (Ломаная) позволяет строить последовательность прямолинейных и криволинейных сегментов. На прямолинейных участках команда позволяет менять ширину как при переходе от одного сегмента к другому, так и в пределах одного сегмента. Команда имеет 6 опций: Halfwidth (Полуширина) - позволяет задать полуширину сегмента;

Width (Ширина) - позволяет задать ширину последующего сегмента;

Undo (Отмена) - отменяет последний созданный сегмент;

Arc (Дуга) - переводит команду в режим вычерчивания дуг;

Close (Замкнуть) - замыкает линию отрезком;

Length (Длина) - определяет следующий прямолинейный сегмент в том же направлении, что и предыдущий.

Команда Polygon (Многоугольник) строит правильный многоугольник с количеством сторон от 3 до 1024. После вызова команды в ответ на запрос системы следует ввести количество сторон многоугольника. Затем необходимо выбрать один из трех методов задания многоугольника, которым соответствуют опции команды: Edge (Сторона) - определяет положение любого ребра многоугольника по двум заданным точкам;

Incribed in circle (Вписанный в окружность) - формирует по заданным центру и радиусу воображаемую окружность, в которую будет вписан многоугольник;

Circumscribed (Описанный вокруг окружности) - формирует по заданным центру и радиусу воображаемую окружность, вокруг которой будет описан многоугольник.

Команда Rectangle (Прямоугольник) позволяет строить прямоугольник по двум противолежащим вершинам. Для задания вершин можно использовать любой способ ввода координат. Прямоугольник можно задавать с фасками и со скругленными краями, используя следующие опции: Chamfer (Фаска) - формирует скосы по углам при задании расстояний от вершины до скоса вдоль обеих сторон;

Fillet (Скругление) - формирует скругление углов при введении значения радиуса сопряжения.

Команда Arc (Дуга) позволяет вычертить дугу окружности. В AUTOCAD существуют разные способы задания дуги. Например, дугу можно задать: - начальной точкой, центром и конечной точкой;

- начальной точкой, конечной точкой и радиусом;

- центром, начальной точкой и длиной хорды и т.д.

Следует отметить, что дуги строятся из начальной точки против часовой стрелки.

Команда Circle (Окружность) позволяет вычертить окружность одним из 6 способов: - по центру окружности и ее радиусу - опции Center, Radius (центр, радиус);

- по центру окружности и ее диаметру - опции Center, Diameter (центр, диаметр);

- по 3 точкам окружности - опции 3 Points (3точки);

- по двум касательным (двум отрезкам, отрезку и окружности и т.д.) и радиусу - опции Tan, Tan, Radius (Касательная, касательная, радиус);

- по трем касательным - опции Tan, Tan, Tan (Касательная, касательная, касательная).

Команда Spline (Сплайн) позволяет провести на чертеже волнистую линию произвольной формы в виде кривых Безье. Сплайн строится по точкам, которые последовательно вводятся после вызова команды и управляются касательными.

Команда Ellipse (Эллипс) позволяет вычертить как полный эллипс, так и его часть. Основными параметрами эллипса являются координаты центра, направление и размер большой и малой осей. Полный эллипс можно вычертить двумя способами: - определить центр эллипса, а затем остальные параметры - выбор опции Center (Центр);

- определить конечные точки осей эллипса - выбор опции Axis, End (Ось, конец).

Команды Hatch (Штриховка) и Gradient (Градиент) позволяют заштриховать фигуры сечения и заливать замкнутые контуры выбранной градиентной заливкой.

Команды Table (Таблица) и Multiline Text (Многострочный текст) позволяют создавать таблицы и текстовые надписи на чертежах.

Команда Mirror (Отражение) формирует зеркальное отображение объекта. Эта команда часто используется в машиностроительных чертежах. С ее помощью можно получить целую деталь, используя половину или даже четверть построенной детали. После запуска команды и выбора объектов система запрашивает первую и вторую точки оси отражения - оси симметрии.

Команда Offset (Отступ) используется для создания прямолинейных и криволинейных подобных отрезков, смещенных по нормали на фиксированное расстояние. После запуска команды система запросит величину отступа (расстояние), затем выбрать объект и указать мышью, в какую сторону относительно объекта будет создаваться ему подобный.

3. История развития компьютерной графики. Оформление конструкторской документации

Рассматриваемые вопросы: 1. История развития компьютерной графики

2. Стандарты

3. Оформление чертежа в соответствии со стандартами

4. Масштабы

5. Рамка и основная надпись

3.1 История развития компьютерной графики

Техническая графика начала развиваться очень давно, примерно в середине XVII в., и дошедшие до наших дней некоторые чертежи и рисунки свидетельствуют о высоком искусстве их выполнения. С начала XVIII в. технический рисунок все более уступает место чертежу. Уже в то время требовались чертежи достаточно сложных изделий и сооружений, и для выполнения таких чертежей нужна была специальная подготовка. Чертежи того времени, выполненные нашими русскими чертежниками и отличающиеся высоким качеством исполнения, вычерчены по правилам прямоугольных проекций, хотя в то время теория таких проекций широко не была еще известна.

Исторически первыми интерактивными графическими системами считаются системы автоматизированного проектирования (САПР), которые появились в 60-х годах. Они представляют собой значительный этап в эволюции компьютеров и программного обеспечения. В системе интерактивной компьютерной графики пользователь воспринимает на дисплее изображение, представляющее некоторый сложный объект, и может вносить изменения в описание (модель) объекта.

Такими изменениями могут быть как ввод и редактирование отдельных элементов, так и задание числовых значений для любых параметров, а также иные операции по вводу информации на основе восприятия изображений.

Системы типа САПР активно используются во многих областях, например в машиностроении и электронике. Одними из первых были созданы САПР для проектирования самолетов, автомобилей, системы для разработки микроэлектронных интегральных схем, архитектурные системы. Такие системы на первых порах функционировали на достаточно больших компьютерах. Потом распространилось использование быстродействующих компьютеров среднего класса с развитыми графическими возможностями - графических рабочих станций.

С ростом мощностей ПК все чаще САПР использовали на дешевых массовых компьютерах, которые сейчас имеют достаточные быстродействие и объемы памяти для решения многих задач. Это привело к широкому распространению систем САПР.

Сейчас становятся все более популярными геоинформационные системы (ГИС). Это относительно новая для массовых пользователей разновидность систем интерактивной компьютерной графики. Они аккумулируют в себе методы и алгоритмы многих наук и информационных технологий. Такие системы используют последние достижения технологий баз данных, в них заложены многие методы и алгоритмы математики, физики, геодезии, топологии, картографии, навигации и, конечно же, компьютерной графики. Системы типа ГИС зачастую требуют значительных мощностей компьютера как в плане работы с базами данных, так и для визуализации объектов, которые находятся на поверхности Земли.

Стандарты. Все технические чертежи в настоящее время выполняются по правилам, определяемым комплексом государственных стандартов (ГОСТ) под названием «Единая система конструкторской документации» (ЕСКД). Соблюдение этих правил обязательно для всех организаций и лиц. ЕСКД - комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой организациями и предприятиями.

В последних версиях AUTOCAD предусмотрена возможность стандартизации решений. Пока она сводится к установке наборов допустимых свойств именованных объектов, таких как слои, текстовые стили, типы линий, размерные стили.

Описанный стандарт сохраняется в DWS-файле, аналогично шаблону. Файл стандартов может быть назначен нескольким файлам рисунков. Рисунок AUTOCAD, связанный с файлом стандартов, можно с помощью команды CHECKSTANDARDS периодически проверять на соответствие этим стандартам.

3.2 Оформление чертежа в соответствии со стандартами

Форматы (ГОСТ 2.301-68). Необходимо, чтобы рабочее поле составляло 70 - 80% площади всего чертежа. За основной принят формат с размерами 1189?841, площадь которого равна 1м2, а также меньшие форматы, полученные делением каждого предыдущего формата на две равные части линией, параллельной меньшей стороне.

Таблица 1 - Обозначения и размеры основных форматов

Обозначение формата А0 А1 А2 А3 А4

Размеры формата в мм 841 ? 1189 594 ? 841 420 ? 594 297 ? 420 210 ? 297

Масштабы (ГОСТ 2.302-68). Масштаб чертежа - это отношение линейных размеров изображения предмета на чертеже к его действительным размерам. В зависимости от сложности и величины изображаемых изделий масштабы выбирают из таблицы 2.

Таблица 2 - Масштабы чертежа

Масштабы уменьшения 1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; и т.д.

Натуральная величина 1:1

Масштабы увеличения 2:1; 5,5:1; 4:1; 5:1; 10:1 и т.д.

Не предусмотренные стандартом масштабы не применяют. Масштаб например 1:5, означает, что линейные размеры изображения на чертежа в 5 раз меньше действительных размеров предмета. И, наоборот, масштаб 2:1 показывает, что линейные размеры изображения в 2 раза больше действительных размеров предмета.

Следует помнить, что какой бы масштаб не был, на чертеже проставляют действительные размеры, т.е. размерные числа указывают натуральные размеры предмета, а не уменьшенные или увеличенные.

Рамка. Каждый чертеж имеет рамку, которая ограничивает поле чертежа. Рамку проводят сплошными толстыми основными линиями: с трех сторон на расстоянии 5 мм от края листа, а слева - на расстоянии 20 мм; широкую полосу оставляют для подшивки чертежей.

Рис.3. Пример расположения формата А4 и основной надписи на нем (для учебных чертежей)

Обрамляющая линия (рамка формата) наносится на расстояние 5 мм от внешней рамки в направлении поля чертежа для форматов А3 и А4 на расстоянии от 5 до 10 мм для остальных форматов. Толщина обрамляющей линии не менее 0,7 мм.

Основная надпись. В правом нижнем углу чертежа помещают основную надпись, в которой содержится ряд сведений об изображенной на чертеже детали.

Согласно стандарту основную надпись располагают вдоль длинной или короткой стороны листа, кроме формата А4, где надпись помещают вдоль короткой стороны.

На рис. 4 показана форма и дан пример заполнения основной надписи для производственных чертежей. Буквы и цифры в основной надписи, как и на всем чертеже, обычно выполняют чертежным шрифтом.

Рис.4.Основная надпись производственного процесса

4. Виды изделий. Типы линий. Основные сведения о размерах

Рассматриваемые вопросы: 1. Виды изделий и их составные части

2. Типы линий

3. Основные сведения о размерах

4.1 Виды изделий и их составные части

Для всех отраслей промышленности при выполнении конструкторской документации ГОСТ 2.101-68 устанавливает виды изделий.

Изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. В зависимости от их назначения они делятся на изделия основного производства и на изделия вспомогательного производства.

Изделиями основного производства называются предметы, включенные в номенклатуру производства, предназначенные для поставки. Этими изделиями могут быть машины, станки, аппараты и приборы.

Изделиями вспомогательного производства являются предметы производства предприятия, предназначенные для технологического оснащения продукции данного производства. Этими изделиями могут быть приспособления, штампы, измерительные инструменты.

Типы линий. Для того, чтобы чертежи было легко читать, ГОСТ 2.603-68 устанавливает линии для чертежей всех отраслей промышленности строительства, приведены в таблице 3.

Сплошная толстая основная линия. Для изображения видимых контуров предметов применяется линия, называемая сплошной толстой основой. Толщина этой линии, обозначаемая латинской буквой S, установлена стандартом в пределах от 0,5-1,4 мм в зависимости от величины и сложности изображения. Выбранная толщина S линии должна быть одинаковой для всех изображений на данном чертеже.

Штриховая линия. Для невидимых очертаний предмета применяют линию которую называют штриховой. Штриховая линия состоит из штрихов одинаковой длины. Их длина установлена стандартом в пределах от 2 до 8 мм. Длина всех штрихов в линии должна быть приблизительно одинаковой. Расстояние между штрихами должно составлять от 1 до 2 мм и быть приблизительно одинаковым в линии. Штриховые линии должны начинаться и заканчиваться штрихами.

Штрихпунктирная тонкая линия. Для проведения осевых, а также центровых линий, указывающих центры окружностей и дуг, используют линию, называемую штрихпунктирной тонкой, которая состоит из длинных тонких штриховок и точек между ними. Длина штриховок от 5 до 30 мм, расстояние между ними от 3 до 5 мм. Осевые и центровые линии концами должны выступать за контур изображения на 2-5 мм и оканчиваться штрихом, а не точкой. Положение центра окружности определяется пересечением штрихов.

Штрихпунктирная с двумя точками тонкая линия показывает линии сгиба на развертках и крайние положения подвижных предметов. Длина штрихов от 5 до 30 мм, расстояние между ними от 4-6 мм.

Сплошная тонкая линия. Кроме перечисленных выше линий на чертежах помечаются надписями размерные и выносные линии. Выносные линии служат для связи между изображениям и размерными линиями, проведенные вне контура. Для размерных и выносных линий применяют линию, называемую сплошной тонкой. Выносные линии должны выходить за концы стрелок размерной линии примерно на 1-5 мм.

Сплошные тонкие линии применяют также для штриховки в сечениях.

Сплошной толстой основной линией обводят видимый контур, от ее толщины зависит толщина других линий. Они в 2-3 раза тоньше сплошной толстой основной линии. Названия линий характеризуют их назначения и начертания.

Таблица 3 - Линии чертежа

Наименование линии Назначение (основное) Начертание Толщина

Сплошная толстая основная линия Линия видимого контура S=0,5…1,4мм

Штриховая Линия невидимого контура От s/2 до s/3

Штрихпунктирная тонкая Линии осевые и центровые

Штрихпунктирная с двумя точками тонкая Линия сгиба на развертках

Сплошная тонкая Линии размерные и выносные

4.2 Основные сведения о размерах

Определить величину изображенной детали можно только по размерным числам. Их наносят над размерными линиями как можно ближе к их середине (рис.5).

Рис.5. Пример нанесения размеров

Размерные линии ограничивают стрелками, которые острием касаются выносных линий, линий контура или осевых линий.

Размерную линию проводят параллельно отрезку, размер которого указывают, по возможности, вне контура изображения. Расстояние между параллельными размерными линиями и от размерной линии до контура изображения должно составлять от 6 до 10 мм.(рис.5).

Нельзя допускать, чтобы размерные линии пересекались с выносными или являлись продолжением линий контура, осевых, центровых и выносных. Запрещается использовать линии контура, осевые, центровые и выносные в качестве размерных. Размерные линии нельзя пересекать выносными, поэтому меньший размер наносят ближе к изображению, а больший дальше.

Форма стрелки изображается следующим образом

Рис.6. Форма и размеры размерной стрелки

Величины элементов стрелок размерных линий выбирают в зависимости от толщины линий видимого контура. Размер стрелок следует выдерживать приблизительно одинаковым на всем чертеже.

Каждый размер на чертеже указывается только один раз. Размерные числа линейных размеров наносят в соответствии с положением размерных линий как показано на рис.7. Линейные размеры на чертежах указываются в миллиметрах без обозначения единиц и измерения.

а) б) в)

Рис. 7. Нанесение размерных чисел при различных положениях размерных линий

Угловые размеры наносят как на следующем рис.8. Их указывают в градусах, минутах и секундах, проставляя единицы измерения. Размерную линию при этом проводят в виде дуги окружности с центром в вершине угла.

Рис. 8. Нанесение размеров углов

Для обозначения диаметра перед размерным числом во всех случаях наносят знак «n» - окружность, перечеркнутую наклонной линией рис.9а.

Для обозначения радиуса перед размерным числом всегда пишут латинскую прописную букву R. Рис. 9в. Размерную линию радиуса ограничивают стрелкой с одной стороны.

Размеры квадратных элементов указывают со знаком, начертание которого показано на рис. 9 б. а) б)

в)

Рис.9. Знаки, проставляемые перед размерными числами

Многие детали имеют фаски - небольшие конические поверхности (рис. 10).

Рис.10. Нанесение размеров фасок

5. Геометрические построения

Рассматриваемые вопросы: 1. Основные понятия о геометрических построениях

2. Сопряжения

3. Преобразование элементов чертежа в системе AUTOCAD

Геометрические построения - это способ решения задачи, при котором ответ получают графическим путем. Построения выполняют чертежными инструментами при максимальной точности и аккуратности работы, так как от этого зависит правильность решения.

Выполняя чертеж на плоскости, мы имеем дело с двумя геометрическими образами - точкой, не имеющей измерения, и линией, имеющей одно измерение; точка определяется местом пересечения двух линий.

Каждое геометрическое построение с помощью линейки и циркуля складывается из операций: - прикладывание линейки к выбранной точке;

- проведение линии при помощи линейки;

- установка игры циркуля в данную или произвольную точку на данной прямой;

- проведение дуги окружности или окружности.

Деление угла пополам. Из вершины угла описывают дугу окружности и произвольного радиуса (рис.11). Из точек m и n пересечения дуги со сторонами угла раствором циркуля, большим половины дуги mn, делают две пересекающиеся засечки (точка 1). Полученную точку 1 соединяют прямой с вершиной угла.

Рис.11. Деление угла пополам

Деление отрезка прямой пополам. Из концов заданного отрезка раствором циркуля, большим половины его длины, описывают дуги (рис.12). Прямая соединяющая полученные точки m и n, делит отрезок на две равные части и перпендикулярна ему.

Рис.12. Деление отрезка пополам

Деление окружности на три равные части. Поставив опорную ножку циркуля на в конечную точку диаметра ( рис.13), описывают дугу радиусом равным радиусу R окружности. Получают первое и второе деление (точка 1 и 2). Третье деление находится на противоположном конце диаметра.

Рис.13.Деление окружности на три равные части

Деление окружности на шесть равных частей. Раствор циркуля устанавливают равным радиусу R окружности (рис. 14). Из противоположных концов одного из диаметров окружности (из точек 1 и 4) описывают дуги. Точки 1,2,3,4,5,6 делят окружность на равные части. Соединив их прямыми, получают правильный шестиугольник. а) б)

Рис.14. Деление окружности на шесть равных частей при помощи циркуля

Нахождение центра дуги и определение радиуса. Задана дуга окружности, центр и радиус которой неизвестны. Для их определения нужно провести две непараллельные хорды (рис. 15а) и восставить перпендикуляры к их серединам (рис.15б). Центр О дуги находится на пересечении этих перпендикуляров. а) б)

Рис.15. Определение центра дуги

Сопряжение. Плавный переход прямой линии в другую называют сопряжением. Переход будет плавным, если обе сопрягающиеся линии в точке сопряжения имеют общую касательную. Для построения сопряжения надо найти центры, из которых проводят дуги, т.е. центры сопряжений (рис.16). Затем нужно найти точки, в которых одна линия переходит в другую, т.е. точки сопряжений. При построении контура изображения сопрягающиеся линии нужно доводить точно до этих точек. Точка сопряжения лежит на перпендикуляре опущенном из центра О дуги на сопрягаемую прямую (рис.16а), или на линии О1О2, соединяющей центры сопрягаемых дуг (рис.16б). Следовательно, для построения любого сопряжения дугой заданного радиуса нужно найти центр сопряжения и точку сопряжения.

Рис.16. Элементы сопряжений

5.1 Преобразование элементов чертежа в системе AUTOCAD

В процессе выполнения чертежа ни один конструктор не может обойтись без его корректировки. Рассмотрим команды для редактирования чертежа в системе AUTOCAD.

Выбор объектов. Для того чтобы отредактировать объект, его сначала необходимо выбрать. Для одних команд редактирования (стирание, копирование, перенос, поворот, зеркальное ото