Конспект лекций по инженерной графике. История кафедры РК1 «Инженерная графика

Начертательная геометрия, черчение и рисование были введены в курс обучения Московского ремесленного учебного заведения с начала его основания. Рисунок и черчение входили некогда в программу вступительных испытаний.

В приготовительном разряде геометрия, рисование и черчение были включены в теоретическую часть учебного плана. Из приготовительного разряда ученики переводились в первый класс мастерского разряда, где продолжалось изучение предметов приготовительного разряда. В третьем мастерском классе черчение проходилось применительно к паровой машине.

В течение 1840-1843 гг. усиливается теоретическая подготовка учащихся. В РТУ (ремесленное техническое училище) в учебном плане шестилетнего курса обучения значились и начертательная геометрия, и "рисование и черчение машин, украшений, узоров и цветов, как с оригинала, так и с натуры". По новому учебному уставу учебное заведение имело целью "образовать не только хороших практических ремесленников разного рода, но и искусных мастеров с теоретическими сведениями".

К 50-м годам XIX века началось коренное преобразование учебного заведения, в котором наибольшее развитие получает машиностроительное направление. С 1855 года ввели обязательное изучение черчения, рисования, а с 1861 г. - геометрии и механики.

В течение 1857-58 г. в числе других лабораторий была организована чертежная мастерская (конструкторское бюро) и модельная мастерская, оснащенная моделями различных машин и приборов. Чертежной мастерской заведовал ученый мастер Д. К. Советкин, который выступил как автор "русского метода обучения ремеслам" в 1876 году, когда Московское техническое училище было приглашено участвовать во Всемирной выставке в Филадельфии.

В 1868 г. Ремесленное техническое училище было преобразовано в Императорское московское техническое училище, в котором графическим дисциплинам уделялось немалое внимание. Пополнялась новыми книгами библиотека, приобретались учебные пособия и модели для практических занятий. В учебный план были включены лекции и практические занятия по начертательной геометрии (при этом начертательная геометрия была отнесена к кафедре математики), черчение и рисование. Выполнялись графические работы по прикладной механике. Проводились чертежно-объяснительные экскурсии и съемки эскизов в чертежно-модельном кабинете. Достаточно большим был объем графических работ, выполняемых студентами. Так, на 1891 год он составлял в общем 42 листа формата А1. Высоким было и качество выполняемых работ. В Дипломе, полученным Училищем от Всероссийской Промышленно-художественной выставки 1882 г. в Москве, было указано:

"По обсуждении достоинства представленныхъ на "Всероссийскую Промышленно-художественную выставку 1882 года изделий, Главный Комитетъ экспертовъ…призналъ мастерскiя ИМТУ достойными диплома 1-го разряда, соответствующего золотой медали, за безукоризненное и отчетливое выполнение паровыхъ двигателей, машинъ - орудий и разныхъ другихъ механическихъ приборовъ, служащихъ успешнымъ пособiемъ для технического образования".

Бережно хранящиеся ныне в музее Университета образцы студенческих работ как простейших (по изображению геометрических фигур), так и сложных (например, "Ситуационный план стекловаренного завода"), поражают своей высокой техникой и изяществом исполнения, вполне заслуживая определения "инженерного искусства".

Высоким был и уровень преподавательских кадров. Так, некоторое время курс начертательной геометрии вел А. С. Ершов, бывший с 1859 по 1867 годы директором Московского ремесленного учебного заведения. Долгие годы лекции и практические занятия по начертательной геометрии вел И. Е. Михалевский. Черчение и рисование вели титулярный советник И. Н. Баженов, надворный советник П. А. Андреев, инженер-механик Н. В. Ронжин, статский советник К. Ф. Турчанинов, надворный советник А. Х. Ганс и др.

После 1917 г. ИМТУ было переименовано в МВТУ - Московское высшее техническое училище. Одним из организационных преобразований, явилось выделение в самостоятельную структуру кафедры "Начертательная геометрия и черчение", ответственным руководителем которой являлся М. А. Семенцов-Огиевский.

Герб кафедры РК1

За более чем полуторовековую историю своего существования кафедра, как и МВТУ, меняла свое название: "Черчение и начертательная геометрия", "Начертательная геометрия и машиностроительное черчение", "Графика", а с 1982 г. она называется "Инженерная графика".

Кафедра "Инженерная графика" МГТУ - одна из самых больших кафедр, по числу работающих на ней преподавателей, среди родственных кафедр России. Кафедра является органической частью научных школ МГТУ, однако, основная роль кафедры - учебно-методическая.

Через кафедру "Инженерная графика" проходят студенты всех факультетов, осваивая теорию и практику языка графики, профессионально ориентированного языка инженерного творчества.

В учебные планы кафедры в настоящее время включен блок дисциплин:

начертательная геометрия (лекции и практические занятия),

инженерная графика (практические занятия),

компьютерная графика (лабораторные работы).

Курс начертательной геометрии, основанный на геометрическом мышлении, не только дает знания правил выполнения графических изображений, но и развивает пространственное воображение, так необходимое современному инженеру-разработчику и исследователю.

Глубокие традиции учебно-методической работы, серьезное отношение к графической подготовке студентов привлекало ведущих специалистов страны в области начертательной геометрии и черчения, и они принимали деятельное участие в учебном процессе кафедры. В разное время на кафедре работали видные ученые - профессора В. Н. Образцов, В. О. Гордон, М. А. Семенцов-Огиевский, Е. А. Глазунов, И. Г. Попов, Б. А. Иванов, С. М. Куликов, М. В. Носов, Н. В. Воробьев и др.

С 1932 г. по 1973 г. кафедру возглавлял проф. Христофор Артемьевич Арустамов. Основным направлением его педагогической деятельности являлось совершенствование методик преподавания начертательной геометрии, машиностроительного черчения и технического рисования. Арустамов Х.А. оказывал помощь предприятиям и НИИ в решении инженерных задач методами начертательной геометрии, принимал активное участие в разработке Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). За плодотворный труд награжден орденом Трудового Красного Знамени и медалями. Под его руководством работала плеяда блестящих преподавателей-методистов: Т. Е. Солнцева, Ю. Э. Шарикян, И. Я. Тер-Маркарян, М. Я. Ломакин, А. А. Рябинин, А. С. Мичурин, Т. А. Сумская, Т. А. Мажорова, О.Д. Кузнецова, Е. П. Камзолов, А. П. Лубенец, Л. М. Кудрявцева, В. Е. Григорьев, В.П. Харченко, Г. Г. Гаврилова, Е. А. Мизернюк и др., у которых учились многие поколения студентов, а также нынешних преподавателей кафедры.

Со времен основания вуза черчение и рисование считались предметами весьма важными, и вели их высококвалифицированные преподаватели. Сильной была секция технического рисунка, преподавателями которой были, в основном, выпускники худграфа Педагогического института: М. Б. Стриженов, Э. Л. Водзинский, М. П. Спатарель, О. И. Савосин, Т. А. Синдеева, Е. Г. Страхова, Н. А. Добровольская.

С 1973 по 1989 гг. кафедру возглавлял проф. Сергей Аркадьевич Фролов. Под его руководством выполнили свои научные работы и защитили кандидатские и докторские диссертации многие аспиранты и соискатели. Его докторская диссертация по автоматизации процессов графического решения инженерных задач на ЭВМ открыла новую страницу в направлении работы кафедры. Параллельно с наполнением компьютерных классов новой техникой силами инициативной группы преподавателей кафедры, разрабатывались методики преподавания новой дисциплины «Компьютерная графика». Создавались методические пособия, проводилось обучение и стажировка в этом направлении всего коллектива кафедры.

С 1990 – 2006гг. кафедрой заведовал к.т.н., доцент Вячеслав Иванович Лобачев, известный специалист в области конструирования робототехнических систем, длительное время руководивший Научно-учебным комплексом "Робототехника и автоматизация" (НУК РК).

С 2006 – 2010 гг. кафедру возглавил к. т. н., доцент Владимир Николаевич Гузненков. Под его руководством создан курс компьютерной графики «Построение моделей и создание чертежей в системе Autodesk Inventor». Проводилась работа по созданию курса лекций с использованием компьютерных технологий, направленных на обновление учебно-методического материала.

С 2010 - 2013 гг. кафедрой заведует лауреат премии Правительства Российской Федерации в области образования, к. т. н., доцент Валерий Осипович Москаленко.

С 2013 г. по настоящее время кафедрой заведует Член Ученого совета Научно-учебного комплекса «Робототехника и комплексная автоматизация» МГТУ им. Н.Э. Баумана, к. т. н., доцент Серегин Вячеслав Иванович.

Непременным требованием инженерного образования является умение будущего специалиста представить свою идею в виде чертежа. Но чертеж - это последняя стадия конструкторской работы, а рождающаяся в сознании человека новая идея, возникшая неожиданно, требует немедленного графического закрепления. В этом случае наиболее простой, удобной и быстрой фиксацией творческой мысли оказывается технический рисунок. Выдающийся авиаконструктор Яковлев А. С. писал: "Очень помогло в будущей работе мне умение рисовать. Ведь когда инженер-конструктор задумывает какую-нибудь машину, он мысленно во всех деталях должен представить себе свое творение и уметь изобразить его карандашом на бумаге". Этот процесс можно представить в виде следующей схемы:

Наглядный, быстрый и простой способ графического изображения – рисунок, активизирует творческую мысль конструктора и дает ей свободу в процессе работы над изделием. Порой только через большое количество набросков приходит конструктор к воплощению своего идеала в реальный образ. На современном уровне развития машинной графики значение рисунка возросло, т.к. конструктору бывает достаточно сделать объемный набросок, чтобы машина начала разрабатывать вариантные чертежи его творения.

Технический рисунок не только быстрый и информативный способ графического изображения, но и инструмент для становления образного мышления студентов, своеобразный способ познания действительности, а также основа для дальнейшего дизайнерского образования будущих специалистов.

Образцы студенческих работ:

"От эскиза авто на солнечных батареях к его компьютерному моделированию"

"Эскиз лунохода"

В 1966-67 гг. ведущие преподаватели кафедры - М. Я. Ломакин, А. С. Мичурин и др. принимали участие в пересмотре и составлении новых стандартов, устанавливающих правила выполнения машиностроительных чертежей. В 1968 г. пакет таких стандартов (ГОСТов) был введен в действие на всей территории страны.

Кафедра становится одной из ведущих, среди аналогичных кафедр, в технических вузах страны.

С 1967 на базе кафедры открыт факультет повышения квалификации. С 1967 по 2010 годы на кафедре прошли переподготовку более 3500 преподавателей родственных кафедр.

Группа преподавателей вузов страны на повышении квалификации (фото 2009 г.)

Ещё об одном важном направлении в деятельности кафедры. В 1934 году Московский механико-машиностроительный институт им. Баумана (в настоящее время – Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана) первым в России и в мире начал обучать инвалидов по слуху по программам высшего профессионального образования, приняв слабослышащих студентов на первый курс в общие группы.

В 1994 под эгидой Министерства образования России в МГТУ был создан Головной учебно-исследовательский и методический центр профессиональной реабилитации лиц с ограниченными возможностями здоровья (инвалидов по слуху) (ГУИМЦ). Кафедра РК-1 тесно и плодотворно сотрудничает с центром в этом направлении.

Так как инженерная графика – одна из базовых учебных дисциплин фундаментального инженерного образования, то её освоение особенно важно для студентов-инвалидов по слуху с точки зрения их профессиональной, социальной, личностной реабилитации, последующей успешной конкурентоспособности на рынке интеллектуального труда и профессиональной мобильности.

Для безбарьерного восприятия и успешного освоения курса преподавателями кафедры «Инженерная графика» были созданы специальные педагогические условия и разработан специализированный образовательно-реабилитационный комплекс, использующий современные информативно коммуникативные технологии на всех этапах учебного процесса. Студенты занимаются по индивидуальным образовательным траекториям, активно участвуют в студенческих научно-технических конференциях, имеют публикации уже на первых курсах обучения.

В современной России лишь 15-18 % инвалидов трудоспособного возраста имеют постоянную работу, тогда как среди инвалидов с высшим и средним образованием – уже почти 60% устраиваются на работу, а среди инвалидов – выпускников МГТУ им Н.Э. Баумана процент трудоустройства составляет 100 %.

Работу в учебных классах со слабослышащими студентами проводит старший преподаватель Лунина И.Н.

Говоря об отдельных направлениях работы кафедры "Инженерная графика" за последние 40 лет, нельзя не остановиться на достижениях, связанных с участием студентов Университета в таких творческих соревнованиях, как московские и российские Олимпиады по графическим дисциплинам. Команда студентов МГТУ является многократным победителем на олимпиадах по инженерной графике.

В 1975г. ЦК ВЛКСМ в рамках уже проходящей по целому ряду дисциплин Всесоюзной Олимпиады “Студент и научно-технический прогресс” поручил МГТУ им. Н.Э.Баумана организовать и провести московскую Олимпиаду по начертательной геометрии. Имевшиеся к этому времени методики проведения предметных Олимпиад обладали рядом несовершенств, которые подвергались критическим замечаниям со стороны Оргкомитета Всесоюзной Олимпиады (председатель профессор, д.т.н. К.К.Лихарев). Перед Оргкомитетом по проведению Олимпиады по начертательной геометрии (председатель доцент кафедры РК-1, к.т.н. В.Н.Калинкин) была поставлена задача разработать такую методику организации и проведения заключительного тура региональной Олимпиады, которая могла быть осуществлена в течении одного дня: открытие, выполнение олимпиадных заданий, проверка работ, определение результатов и награждение победителей. Разработанная Оргкомитетом кафедры методика получила одобрение со стороны Всесоюзного Оргкомитета и в дальнейшем была распространена на целый ряд других предметных Олимпиад.

В апреле 1975г. состоялась первая московская городская Олимпиада по начертательной геометрии. Приглашения были посланы 56 московским вузам. Участие в Олимпиаде приняли 18 вузов. Команда каждого вуза состояла из 10 участников. Победу в первой Олимпиаде, как и в последующих тридцати (из тридцати трех, в которых команда университета принимала участие) одержала команда МГТУ им. Н.Э. Баумана. Результаты участия в течение 33 лет команд Университета можно признать поистине феноменальными: 31 первое место и 2 вторых.

В чем видится причина столь успешного выступления команд Университета? Их можно назвать целый ряд, но выделим главные.

Первая. В МГТУ им Н.Э. Баумана за знаниями приходят много поистине талантливых юношей и девушек. Их выбор лучшей технической школы осознан, они знают о высоких требованиях к обучаемым, о высоком уровне профессорско-преподавательского состава, о славных традициях Университета.

Вторая причина заключается в том, что все воспитанники МГТУ им Н.Э. Баумана являются в области графических дисциплин воспитанниками школы профессора Х.А. Арустамова – выдающегося специалиста в области методики преподавания начертательной геометрии и инженерной графики. Традиции, заложенные профессором Х.А. Арустамовым и хранимые его учениками и последователями, позволяют и поныне кафедре занимать лидирующее положение и давать студентам Университета подготовку одну из лучших в стране.

Так же среди причин, способствующих достижению высоких результатов, следует отметить хорошо подготовленную систему отбора лучших студентов путем проведения университетской Олимпиады по начертательной геометрии (руководитель к.т.н., доц. Прокофьева И.В.). Победителям этой Олимпиады предоставляется право претендовать на место в сборной команде Университета.

Следует особо подчеркнуть роль тренера команды, которому в течение достаточно короткого периода времени необходимо углубить знания претендентов в сборную команду Университета по отдельным разделам курса, познакомить их с особенностями конкурсных заданий прошлых лет, укрепить уверенность в своих силах. В разные периоды времени подготовку команды по начертательной геометрии возглавляли опытнейшие преподаватели кафедры: доц. Курырина З.Я.; к.т.н., доц. Жирных Б.Г.; ст. преподаватель Савина А.Д.; к.т.н., доц. Мурашкина Т.И.

Команда МГТУ им. Н.Э. Баумана принимала участие и в ряде российских Олимпиад. Победителем в общем зачете команда Университета стала в 1999г. (г. Москва), в 2000г. (г. Москва), в 2001г. (г. Брянск), в 2002г. (Г. Саратов), в 2003г. (г. Брянск). В номинации начертательная геометрия: в 2004г. (г. Брянск) – 2-е место, в 2005г. (г. Москва) – 1-е место.

В ходе проведения Олимпиад многие участники проявили блестящие способности. Среди них можно назвать имена победителей Всероссийской Олимпиады 2002 года в г. Саратов – студенты Д. Делич, И. Кулагин, А. Щекатуров, Г. Шамаев, А. Полянский и многих других.

Учебная работа студентов дополняется их научно-техническим творчеством. На кафедре ежегодно проводятся студенческие научные конференции. Тематика научных работ студентов связана, прежде всего, с геометрией и компьютерной графикой. Результаты студенческой научной работы представляются на ежегодных конференциях в апреле-мае в рамках «Студенческой Весны». Работы участников отмечены дипломами СНТО им. Н.Е. Жуковского и грамотами ректора. Одна из лучших работ награждена дипломом 3-й степени на Международном форуме «Одаренные дети».

Награды студентов и преподавателей

Фрагменты студенческой конференции «Геометрия и искусство» 2009г.

Основное мнение студенческой аудитории таково: если даже какой–либо из изученных разделов теории начертательной геометрии не пригодится непосредственно при решении конкретных производственных задач, то всё равно останется логика геометрического мышления, умение отображать пространственные объекты на листе чертежа или на дисплее, останется развитое пространственное воображение, без которого невозможно никакое техническое творчество.

Кафедра ведет активную работу со школьниками по линии олимпиады «Шаг в будущее». Коллектив кафедры активно сотрудничает с профильными школами Москвы и Московской области. Пять школ заключили с кафедрой договоры творческого содружества. Преподаватели принимают участие в их учебном процессе, проводя уроки по черчению и стереометрии, руководят работой кружков. Основной идеей этого сотрудничества является профориентация и подготовка как к поступлению в Университет, так и к обучению на первых курсах.

В результате более 50 старшеклассников каждый год участвуют в работе научной конференции школьников «Шаг в будущее» и большинство из них становятся студентами МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Преподавателями кафедры РК-1: Л.Р. Юренковой, В.А. Шиляевым, О.Г. Мелкумяном, Н.И. Гулиной и др. разработана образовательная программа, направленная на подготовку учащихся к будущей профессиональной деятельности и развитию интереса к научному исследованию.

С каждым годом возрастает число публикаций школьников и студентов в соавторстве с преподавателями кафедры по тематике кафедры «Инженерная графика» не только в «Студенческом вестнике», но и серьёзных научных журналах и издательствах.

Так, итогом двухлетней работы кружка “Геометрическое моделирование“ в Центре образования № 1840 г. Москвы явилось популярное издание “Учитесь видеть. Этюды о геометрии“. В подготовке рукописи этой книги (7 п.л.) приняли участие около 20 учащихся, многие из которых стали студентами МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Тематика научных работ студентов 1-го и 2-го курсов на кафедре “Инженерная графика“ связана, прежде всего, с геометрией и компьютерной графикой. Результаты студенческих научных работ представляются на ежегодных конференциях в апреле-мае в рамках “ Студенческой Весны“.

Хорошо успевающие студенты, особенно те, кто, будучи школьниками, уже выступали на конференции “Шаг в будущее“, в рамках своих учебных заданий предлагают либо оригинальные решения, либо представляют модели, которые в дальнейшем преподаватели кафедры используют для демонстрации на семинарах и лекциях. За одну из таких моделей в 2003 году был получен диплом 3-й степени на Международной конференции “Одаренные дети России“, а авторы – Мирзоевы Г. и Д. стали студентами гр. МТ11-12 МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Студент 2-го курса Иванов К. А. (гр. РК4-42) и учащаяся 11-го класса Загайнова Ю.А. приняли участие в Московской международной межвузовской научно-технической конференции по подъёмно-транспортным машинам, проводимой кафедрой РК4, с оригинальной работой “Фуникулеры. Разработка конструкции привода фуникулера“.

Под руководством преподавателей кафедры студенты принимают участие в подготовке научных статей. Ежегодно в Студенческом научном сборнике появляются 2-3 статьи студентов 1-2 курсов, посвященные вопросам геометрии и компьютерной графики. В 2006 году в журнале “Специалист“ (№4 и №5) были опубликованы две статьи, одна из которых по геометрии винтовых поверхностей, другая – по компьютерной графике.

В 2010-2011уч.г. была проведена конференция “Студенческая Весна“ , посвященная 180-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана и 50-летию учреждения “Дня авиации и космонавтики“.

Для восполнения пробелов школьной подготовки в области черчения на кафедре разработан учебный курс “Основы черчения и графики“. Он читается на договорной платной основе опытными педагогами по желанию как школьникам старших классов, поступающим в технические вузы, так и студентам 1-го курса. Объем курса: 20-26 часов учебных занятий. Основная цель приобрести необходимые знания и умения для дальнейшего освоения дисциплин высшего профессионального образования, таких как инженерная и компьютерная графика, начертательная геометрия, технический рисунок. Подробную информацию о программе курса, условиях Договора и времени проведения занятий можно узнать в Центре Маркетинга образовательных услуг МГТУ им. Н.Э. Баумана, расположенного в главном корпусе (ауд.№3), тел. 8-499-263-66-05.

За многие годы, преподавателями кафедры были разработаны и опубликованы несколько поколений учебников, учебных пособий, методических указаний, рабочих тетрадей. Из учебной литературы следует отметить "Сборник задач по начертательной геометрии" Х. А. Арустамова, выдержавшее 7 изданий, в том числе и за рубежом; "Курс начертательной геометрии" В. О. Гордона и М. А. Семенцова-Огиевского (1930, 1988), "Сборник задач по курсу начертательной геометрии" В.О. Гордона, Ю. Б. Иванова, Т. Е. Солнцевой (1967), "Машиностроительное черчение" С. А. Фролова, А. В. Воинова, Е. Д. Феоктистовой (1981), "Начертательная геометрия" С. А. Фролова, "Сборник задач по начертательной геометрии" С. А. Фролова (2008), "Методика преподавания курса "Машиностроительное черчение" Ю. Э. Шарикяна (1990), "Способы преобразования ортогональных проекций" С. А. Фролова (2002), "Кибернетика и инженерная графика" С. А. Фролова (1974), "В поисках начала. Рассказы о начертательной геометрии" С. А. Фролова и М. В. Покровской (2008), "Начертательная геометрия - что это такое?" С. А. Фролова и М. В. Покровской, "Инженерная графика - панорамный взгляд" М. В. Покровской (1999), "Начертательная геометрия" Л. Г. Нартова, В. И. Якунина (2003), "Теоретические основы начертательной геометрии" Г. С. Иванова (1998), "Начертательная геометрия" Г. С. Иванова (2008), " Методические указания к выполнению домашнего задания по начертательной геометрии" Шарикяна Ю. Э., Одинцовой А. Е., Кашу А. А. (2000), " Методические указания к выполнению домашнего задания по начертательной геометрии " Камзолова, Добравольской Н. А., Покровской М. В.(2000), " Методические указания для преподавателей к проведению начертательной геометрии " Андреевой С. Г., Новосёловой Л. В.(2000), " Методика проведения практических занятий по нательной геометрии " Шарикяна Ю. Э., Чекунова Ю. Ю. (2008), " Геометрические построения: методические указания" Никитиной Н. А., Гусева В. И., Скороходовой М. А. (2004), " Съёмка эскизов" Маркова В. М (2002), " Соединения и их элементы": учебное пособие по курсу « Машиностроительное черчение» Сенченковой Л. С. Вервичкиной М. В.. Никитиной Н. А.,(1989), "Простановка размеров на чертежах деталей при изучении курса « Машиностроительное черчение» " Сенченковой Л. С.. Полубинской Л. Г., Маркова В. М., (1998), Выполнение чертежа общего вида сборочной единицы Маркова В. М., Новосёловой Л. В., Суровой А. И. (1998), Чтение и деталирование чертежей общего вида сборочной единицы Чекунова Ю. И., Шарикяна Ю. Э., Бочаровой И. Н. (1994), Сборочный чертёж Седова Л. А., Коробочкиной Н.Б.(2004), Основные правила выполнения изображений изделий Сенченкова Л. С., Жирныха Б. Г..(2008) , Технический рисунок Добровольской Н. А., Мельникова А. П. , Синдеевой Т. А., Сурковой Н. Г. (2004), "Построение падающих теней в техническом рисунке". Сурковой Н. Г., Лиморенко М. Е., Лапиной Е. В. (2005).

Большое значение кафедра уделяет изучению и внедрению в учебный процесс современных компьютерных технологий среди учебно-методической литературы. Можно отметить " Основы черчения в AutoCAD" В.Г. Хрящёва, В.И. Серёгина, В.И. Гусева (2007), "Построение моделей и создание чертежей в системе Autodesk Inventor" Н.П. Алиевой, П.А. Журбенко, Л.С. Сенченковой (2011), " Autodesk Inventor в курсе инженерной графики (2009) С.Г. Демидова и В.Н. Гузненкова.

для студентов заочной формы обучения

(технические специальности)

Учебное пособие

Курган 2006

УДК 744 (075.8)

ББК 30.11 я7

Полибза Т.Т., Карпова И.Е., Иванов В.В.Краткий курс по инженерной графике для студентов заочной формы обучения (технические специальности): Учебное пособие.-Курган: Изд-во Курганского гос. университета, 2006. – 88 с.

Учебное пособие предназначено, в первую очередь, в помощь студентам заочной формы обучения. В пособии рассмотрены правила выполнения чертежей в соответствии с ЕСКД, основы проекционного черчения, основные положения машиностроительного черчения.

Материал, изложенный в пособии, соответствует обязательному минимуму федерального компонента по курсу инженерной графики для большинства технических специальностей.

Рис. 103, Библ. 6 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Курганского государственного университета

Рецензенты:

Кафедра «Архитектура и графика» Курганской государственной сельскохозяйственной академии;

Главный конструктор ООО «КАВЗ» В.В. Колотыгин;

Генеральный директор, главный конструктор ООО «Специальное конструкторское бюро машиностроения» А.И. Никонов

ISBN 5 – 86328 – 208-8

© Курганский государственный университет. 2006

ВВЕДЕНИЕ

Изучение инженерной графики необходимо для приобретения знаний и навыков, позволяющих составлять и читать технические чертежи, развивать пространственное воображение. Умение составлять и читать чертежи основывается на знании метода построения изображения, приемов решения различных позиционных задач, изучаемых студентами в курсе «Начертательная геометрия», а также на знании ряда условностей, принятых в техническом черчении.

Учебный материал в пособии изложен в той последовательности, в которой изучают курс инженерной графики студенты очной формы обучения. Для студента заочной формы обучения основной формой работы является самостоятельное изучение материала по учебникам и учебным пособиям, а также соответствующим ГОСТам. Список литературы по данному курсу приведен в конце пособия.

Изучение курса инженерной графики начинается со стандартов, относящихся к оформлению чертежей: шрифты, масштабы, линии чертежа, штриховка, нанесение размеров, условное обозначение материалов в разрезах и сечениях.

В машиностроении широко применяют детали, имеющие различные резьбы, используемые как для неподвижного соединения деталей, так и для передачи заданного перемещения одной детали относительно другой. Изображение и обозначение различных видов резьб рассматривается во второй главе.

Основным конструкторским документом при изготовлении детали является её чертеж. Выполнить чертеж с соблюдением правил Единой Системы Конструкторской Документации (ЕСКД), нанесением размеров, заданным значением шероховатости поверхности поможет изучение третьей главы пособия.

Изготовленные на производстве детали соединяются между собой для выполнения определенных функций. Правила изображения соединений, условности и упрощения, применяемые при их изображении, рассматриваются в четвертой главе.

Чтобы собрать из отдельных деталей узел, необходимо иметь перечень этих деталей, знать, как детали располагаются в узле, как взаимодействуют между собой. Для этого выполняются сборочный чертеж и спецификация. Правила построения сборочного чертежа, нанесения на нем размеров, номеров позиций, а также правила заполнения спецификации рассматриваются в пятой главе.

Обратной задачей является выполнение рабочих чертежей по чертежу сборочной единицы – деталирование. Выполнение деталирования имеет большое учебное значение. С его помощью студент проверяет свое умение читать чертежи и знание материала по всему курсу инженерной графики.

ПРОЕКЦИОННОЕ ЧЕРЧЕНИЕ

Форматы

Формат – размеры листа конструкторского документа, ограниченного внешней рамкой.

В таблице 1.1 приведены размеры основных форматов и их обозначения.

Таблица 1.1

Для выполнения работ используются, в основном, форматы А4 - 210х297 мм и АЗ - 297х420 мм. ГОСТ 2.301-68 устанавливает расположение внутренней рамки (выполняется сплошной толстой основной линией), основной надписи и дополнительной графы (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1

Основная надпись на формате А4 располагается вдоль короткой стороны листа, в то время как у других форматов - вдоль вертикальной или горизонтальной стороны листа. С левой стороны формата внутренняя рамка образует поле для подшивки шириной 20 мм, со всех других сторон она удалена от внешней рамки (выполненной тонкой сплошной линией) на 5 мм. Формат выбирается таким, чтобы на нем можно было рационально разместить всю необходимую информацию об изделии. Принято считать нормально заполненным формат, если информация занимает около 75% его поля. В правом нижнем углу формата, примыкая к сторонам внутренней рамки, располагается основная надпись (рисунок 1.2 и рисунок 1.3).

Рисунок 1.2

Рисунок 1.3

Если основная надпись располагается на чертеже детали, то в ней указывается:

· наименование детали (графа 1);

· обозначение чертежа, совпадающее с обозначением детали (графа 2);

· материал детали (графа 3);

· литера, присвоенная данному документу (графа 4);

· масса детали (графа 5);

· масштаб чертежа (графа 6);

· другие основные данные, относящиеся к изделию и к чертежу.

Рисунок 1.2 содержит изображение основной надписи для первых листов чертежей и схем. Вторые и последующие листы конструкторских документов имеют упрощенную форму основной надписи, приведенную на рисунке 1.3.

Помимо основной надписи на учебных чертежах следует помещать одну дополнительную графу к основной надписи (рисунок 1.4), в которой помещается обозначение документа, причем запись производится в зависимости от того, вдоль какой стороны расположена на данном чертеже основная надпись: если по длинной стороне - то дополнительная графа располагается, как показано на рисунке 1.4 а, если по короткой - то, как на рисунке 1.4 б.

Рисунок 1.4

Масштабы

Изображения на чертежах предпочтительно выполнять в натуральную величину, стремясь к наибольшей их наглядности. Однако способ выполнения изображений, величина и степень сложности изображаемого изделия и его элементов, а также свойства человеческого восприятия заставляют отступать от этого правила.

ГОСТ 2.302-68 «Масштабы» устанавливает два ряда масштабов: масштабы уменьшения и масштабы увеличения. Масштаб записывается в виде отношения, показывающего, во сколько раз больше или меньше линейные размеры изображения соответствующих размеров изображаемого изделия. Натуральная величина изображений условно записывается отношение М 1:1. В таблице 1.2 приведены стандартные значения масштабов.

Правила применения масштабов

1. Масштаб применяется лишь тогда, когда изображение не может быть выполнено в натуральную величину.

2. Масштаб увеличения, как исключение, применяется и в тех случаях, когда для нанесения размеров не хватает места (выносные элементы).

3. Следует избегать применения масштаба увеличения для всех изображений на чертеже, если можно обойтись увеличением одного или нескольких. Главное изображение предпочтительно оставлять выполненным в натуральную величину.

Таблица 1.2

Стандартные значения масштабов

Линии

Изображения, размеры и знаки на чертеже выполняются линиями. ГОСТ 2.303-68 устанавливает начертание линий и их основные назначения.

Линии видимого контура, видимые линии четких переходов (пересечений) поверхностей выполняются сплошной толстой основной линией. Толщина s этой линии на чертеже зависит от величины и сложности изображения, размера чертежа. Для линий чертежа рекомендуется выбирать величину s в пределах 0,8-1,4 мм. Все другие линии чертежа выполняют вспомогательные функции и выполняются в два раза меньшей толщины (кроме разомкнутой и утолщенной штрихпунктирной). Если изображения выполняются в разных масштабах на одном чертеже, то толщина основной линии может меняться. Соответственно меняется толщина и вспомогательных линий.

Сплошная тонкая линия применяется:

• при вычерчивании контуров наложенных сечений;
• при нанесении размеров, штриховки;
• при изображении плавных переходов;
• при вычерчивании линий-выносок и полок.

Сплошная волнистая линия применяется при:

• вычерчивании линий обрыва;
• для разграничения вида и разреза.

Штриховая линия показывает линии невидимого контура.

Штрихпунктирная тонкая используется для построения осевых и центровых линий.

Разомкнутая линия определяет положение секущей плоскости. Толщина ее принимается от s до 1 1 / 2 s . На рисунке 1.5 приведены начертания неко-

торых линий, где 1 - сплошная толстая основная; 2 - сплошная тонкая; 3 - сплошная волнистая; 4 - штриховая; 5 - штрихпунктирная; 6 - разомкнутая; 7 - сплошная тонкая с изломами.

Рисунок 1.5

Чертежные шрифты

Наносимые на чертежи и другие конструкторские документы шрифты выполняются по ГОСТу 2.304-81. Размер шрифта h определяется высотой прописных букв в мм. Ряд значений h установлен стандартом:

(1,8) 2,5 3,5 5,0 7,0 10,0 14,0 20,0

C конкретными начертаниями букв и цифр следует знакомиться по стандарту, справочникам, плакатам. На рисунке 1.6 показано использование вспомогательной сетки.

1. Построение плоских кривых и сопряжений

2. Проекционное черчение (построение трех видов по данному наглядному изображению предмета).

3. Диметрия, построение трех основных видов и диметрии детали по ее описанию.

4. Построение трех изображений по двум заданным. Разрезы и сечения.

5. Аксонометрия

6. Построение линий среза.

7. Резьбовые (болтом, винтом, шпилькой, резьба) и неразъемные соединения;

8. Крепежные изделия;

9. Зубча тые передачи (цилиндрические, конические, червячные, реечные).

10. Сборочные чертежи. изделий. Составление и чтение сборочного чертежа. Спецификации.

11. Деталирование сборочных чертежей (Боголюбов)

Примеры контрольных работ по ВУЗам

Как заполнить штамп (основную надпись) на чертеже

В графах (номера граф см на рисунке в скобках ) основной надписи указывают:

(1) – наименование изделия или его составной части;
(2) – обозначение технического документа по ГОСТ 2.201 – 80 ;
(3) – условное обозначение материала (только для чертежей деталей);
(4) – литера (например, «У »), начинают заполнять с крайней левой клетки последовательно. Литера «У» означает «Учебный» ;
(5) – масса изделия или его частей (ГОСТ 2.109 – 73* );
(6) – масштаб изображения предмета на чертеже;
(7) – порядковый номер листа (если чертеж выполнен на одном листе, то графу не заполняют);
(8) – общее число листов чертежа данного изделия (только на первом листе);
(9) – наименование предприятия, учебного заведения или кафедры выпустившего данный чертеж;
(10) – характер работы, выполненной подписавшим чертеж;
(11) – фамилии подписавших документ;
(12) – подписи;
(13) – даты подписания документа;
(14 — 18) – сведения об изменениях на чертежах.

Контактная форма для заказа чертежей

С помощью этой контактной формы Вы можете легко заказать чертежи по инженерной графике. Срок выполнения контрольных работ по черчению и инженерной графике работ — 1-4 дня , при средних объемах. Если Вы предоставите необходимую информацию, то я заполню Ваши штампы на чертежах. Я не посредник , все работы выполняю лично сам. В настоящее время чертежи в карандаше не выполняю, только в цифровом виде , в Компасе (Автокаде).

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ для тестирования по дисциплине

Методические указания для подготовки к входному компьютерному тестированию

по ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКЕ

(дисциплина)

для специальностей:

1-36 01 01 «Технология машиностроения»

1-36 01 03 «Технологическое оборудование машиностроительного производства»

1-53 01 01 «Автоматизация технологических процессов и производств»

1-74 06 01 «Техническое обеспечение процессов сельскохозяйственного производства»

1 курс,1-2 семестр

(номер курса, номер семестра)

ФЗО и

3 курс 1-2 семестр ФНО

(название факультета)

ЭОП -1 КУРС -1 семестр ФЗО = ЭОП -3 КУРС 1 семестр ФНО

ИСТ- 1 КУРС – 1 семестр = ИСТ -3 курс ФНО

Барановичи 2012

ВВЕДЕНИЕ

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН.

Раздел I «Начертательная геометрия»

Тема 1.1. Введение в предмет начертательной геометрии и образование проекционного чертежа

Начертательная геометрия - основа инженерного образования; предмет начертательной геометрии;

метод проецирования; центральное и параллельное проецирование и их свойства; прямоугольное (ортогональное) проецирование;

метод Монжа (историческая справка); точка в системе двух и трёх плоскостей проекций; ортогональные проекции точки и система прямоугольных координат (система координат Декарта).

Тема 1.2. Проекции отрезка прямой линии, положение прямой относительно плоскостей проекций, взаимное положение двух прямых

положение прямой относительно плоскостей проекций (прямые общего и частного положений и их проекции); точка на прямой;

взаимное положение прямых: изображение начертеже параллельных, пересекающихся и скрещивающихся прямых; конкурирующие точки на скрещивающихся прямых (правило конкурирующих точек при определении видимости точек).

Тема 1.3. Проекции плоскости, положение плоскости относительно плоскостей проекций, характерные линии плоскости, проецирование прямого угла

задание плоскости на чертеже различными способами; следы плоскости; точка и прямая в плоскости (построение их недостающих проекций); линии уровня плоскости;

положение плоскости относительно плоскостей проекций (плоскости общего и частного положений);

собирательное свойство проецирующих плоскостей;

проекции плоских фигур; теорема о проецировании прямого угла.

Тема 1.4. Взаимное положение прямой и плоскости, двух плоскостей

параллельность прямой и плоскости, двух плоскостей;

пересечение прямой и плоскости, двух плоскостей, когда один из пересекающихся элементов занимает проецирующее положение, и алгоритмы построения проекций точки пересечения прямой и плоскости.

Тема 1.5. Преобразование чертежа заменой плоскостей проекций, вращением и плоскопараллельным перемещением

цель и способы преобразования;

метод замены плоскостей проекций (замена одной и двух плоскостей проекций; четыре основные задачи преобразования чертежа, решаемые методом замены плоскостей проекций);

метод вращения (вращение вокруг проецирующих прямых - ось вращения, центр вращения, радиус вращения, плоскость вращения);

плоскопараллельное перемещение.

Тема 1.6. Поверхности - образование, изображение на чертеже, сечения плоскостями

Общие сведения о гранных и кривых поверхностях;

образование, образующая, направляющая; задание и изображение поверхности на чертеже;

проекции поверхностей (частные случаи):

многогранники (наклонные и правильные прямые - призма и пирамида), их сечения проецирующими плоскостями;

поверхности вращения: образующая и ось вращения поверхности, очерк поверхности; характерные линии на поверхности вращения (параллели, экватор, горло, линии меридиональных сечений); примеры поверхностей вращения (прямой цилиндр, конус, сфера, тор); характерные линии сечений поверхностей вращения (цилиндра, конуса, сферы); проекции поверхностей вращения со срезами проеци­рующими плоскостями;

винтовые поверхности (прямой и косой геликоиды, точка на поверхности геликоида, сечение геликоида проецирующей плоскостью);

касательные линии и плоскости (общий алгоритм построения касательных плоскостей к кривым поверхностям);

пересечение прямой общего положения с многогранниками и поверхностями вращения;

Тема 1.7. Пересечение поверхностей

понятие линии пересечения; общий алгоритм построения линии пересечения;

четыре общих случая пересечения поверхностей (на частных примерах, когда одна или обе поверхности являются проецирующими);

построение линии пересечения поверхностей способом вспомогательных секущих плоскостей уровня;

соосные поверхности; построение линии пересечения поверхностей способом вспомогательных секущих концентрических и эксцентрических сфер;

теорема о пересечении поверхностей второго порядка; теорема Монжа; характер изменения линии пересечения поверхностей 2-х цилиндров в зависимости от соотношения их диаметров;

Раздел II «Проекционное черчение»

Тема 2.1. Общие правила оформления чертежей, обзор стандартов ЕСКД

Основные сведения о единых правилах выполнения и оформления чертежей и других технических документов в соответствии ЕСКД как комплексе государственных стандартов; назначение и распространение стандартов, их состав, классификация и обозначение (ГОСТ 2.001-70);

форматы (ГОСТ 2.301-68) и оформление чертёжных листов; основные надписи (ГОСТ

2.104-68) и заполнение их граф; масштабы (ГОСТ 2.302-68); линии (ГОСТ 2.303-68); шрифты чертёжные (ГОСТ 2.304-81); нанесение размеров (ГОСТ 2.307-68).

Тема 2.2. Геометрические Построения

Порядок построения параллельных и взаимно перпендикулярных прямых; деление отрезка прямой; построение углов и их деление; построение плоских многоугольных фигур; определение центра дуги окружности; деление окружности на равные части; построение правильных вписанных и описанных в окружность многоугольников; сопряжения: правила выполнения сопряжений различных геометрических элементов, наиболее часто встречающихся в очертаниях изображений предметов на чертежах (двух пересекающихся прямых; двух окружностей или дуг касательной прямой; двух окружностей - внутреннее ивнешнее касание; касательной к двум окружностям; окружности с прямой линией);

построение уклона и конусности; обозначение уклонов и конусностей;

построение касательных прямых к окружности, овалов, спиральных и лекальных кривых (эллипс, парабола, гипербола, эвольвента, циклоида и др.).

Тема 2.3. Основные правила выполнения чертежей

Изображения - виды, разрезы, сечения (ГОСТ 2.305-68):

основные положения и определения; названия видов; дополнительные и местные виды и их расположение, обозначение и надписание видов; соотношение размеров стрелок, указывающих направление взгляда при обозначении вида; типы разрезов - горизонтальные, вертикальные (фронтальные и профильные); обозначение и надписание разрезов, их расположение; местные разрезы; соединение части вида с частью разреза, разделяющая их линия; условности и упрощения на изображениях; сечения вынесенные и наложенные, их расположение и обозначение; сложные разрезы (ломанные и ступенчатые); порядок применения, правила выполнения, обозначение секущих плоскостей на чертеже.

Обозначения графические материалов и правила их нанесения на чертежах(ГОСТ 2.306-68):

штриховка сечений (графическое обозначение материалов, в том числе неметаллических непрозрачных и светопрозрачных).

Тема 2.4. Нанесение размеров (ГОСТ 2.307-68)

общие положения; общие требования к нанесению размеров; нанесение линейных размеров; нанесение размера диаметра поверхностей вращения; нанесение размеров радиусов дуг окружностей; нанесение угловых размеров; нанесение размеров призматической поверхности, основанием которой является квадрат; нанесение размеров фасок на призматические поверхности; особенности нанесения размеров отверстий (образмеривание расположения отверстий); основные понятия о базах в машиностроении и нанесение размеров от баз.

Тема 2.5. Аксонометрические проекции с аксонометрическим разрезом (ГОСТ 2.317-69)

прямоугольные (изометрическая и диметрическая) и косоугольные проекции (фронтальная и горизонтальная изометрические и фронтальная диметрическая); положение аксонометрических осей, приведенные коэффициенты искажений по осям; изображение окружностей, положение осей эллипсов, размеры большой и малой осей эллипсов; нанесение штриховки на аксонометрическом разрезе.