Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Základy strojnictví Kód předmětu N444005 Modul - 2 Výkresová dokumentace jedné součásti Emil Jirák Ondřej Ekrt
Způsoby kreslení jedné součásti Výkres jedné samostatné součásti (detailu) se vyhotovuje nejčastěji jako tzv. výrobní výkres, jehož originál zůstává založený v archivu a pro dílenskou potřebu se vyhotovuje odpovídající počet kopií. Pojmem součást bývá označována jednoduchá a dále nedělitelná část zařízení. Více součástí se na výrobní výkres kreslí pouze ve zvláštních případech, tj. například tehdy, když jedním výrobním procesem vzniká více součástí, nebo součásti spolu bezprostředně souvisí (příkladem mohou být dvě poloviny ložiskového pouzdra). ROZŘÍZNOUT
Doporučený postup kreslení Volba nezbytných pohledů a řezů. Výkres musí být co nejjednodušší, ale přitom zcela jednoznačný. Rozvržení polohy vybraných pohledů a řezů na kreslicí ploše. Používat vhodnou velikost pro zobrazení a využít celou kreslicí plochu. Mezi jednotlivé pohledy a případně řezy vkládat dostatečně velký prázdný prostor pro následné umístění kót. Používat přednostně umístění pohledů dle pravidel kolmého promítání. Provést náčrt tenkou čarou s vyznačením os symetrie. Náčrt součásti musí být tvarově správný a musí v něm být zobrazeny všechny viditelné hrany. Zakreslit tence pomocné čáry např. šrafy pro vyznačení řezu a schematické znázornění tvaru (závitů atd.). Zvýraznit viditelné hrany středně tlustou plnou čárou a doplnit v případě potřeby pro názornost neviditelné hrany čárkovanou čárou. Doplnit kótování, vyznačit řezy a použít nezbytný popis.
Volba pohledů počet K zobrazení se používá minimální počet pohledů potřebných k jednoznačnému určení. jednoznačné nejednoznačné nejednoznačné jednoznačné
Volba pohledů doplňkových Pokud základní pohledy nestačí, je možné přidat pohledy směrem S nebo různé, řádně vyznačené fiktivní řezy součástí.
Volba pohledů optimalizace Je třeba volit správnou úroveň pracnosti při zhotovení obrázku, při zachování jeho dobré názornosti. Může se kreslit kružnice, i když skutečným zobrazením je elipsa. Součástka je nakreslena v nevhodné poloze, i když to může být její skutečná poloha v sestavě. Vhodnější způsob zobrazení.
Přerušení pohledu Dlouhé součásti lye tenkou čarou (nikoli však přímkou) přerušit, část vynechat a zbytky přisadit k sobě, pokud se ve vynechané části nemění (nebo případně jenom spojitě), takže nemůže dojít k omylu.
Řezy Složité a především duté předměty nelze jednoduše zobrazit pouze v pouhých průmětech, a proto se často používá zobrazení pomocí fiktivního řezu. Plochy, které jsou řezem rozděleny, se vyznačují šrafováním. Ramena, loukotě, žebra, šrouby, kolíky, hřídele bez dutin atd. se v podélném řezu nekreslí! Druhy řezů: rovné lomené rozvinuté otočené vložené do obrazu poloviční částečné
Šrafování Šrafování se provádí tenkou čarou pod úhlem 45 (v případě nutnosti i 30 nebo 60 ), s různou hustotou podle velikosti součástky. Pro některé konstrukční materiály (sklo, zdivo, beton, porézní hmoty atd.) se používají i jiné speciální motivy. ČSN ISO 128-50 Norma připouští vyznačení řezných ploch i vyplněním ploch barvou nebo tečkováním. Na výkresech sestav, kde je více součástí, je třeba šrafování pro jednotlivé součásti střídat, každá součást však musí mít na jednom řezu jednotný způsob šrafování!
Rovný řez rotační součástí: Řezy Příklad 1 Řezná rovina je rovnoběžná s průmětnou a leží v ní osa rotačních ploch (podélný řez), nebo je případně na osu kolmá (příčný řez). V takovém jednoduchém případě není nutné řeznou rovinu dále vyznačovat dodatkovými údaji.
Řezy Příklad 2 Částečný (poloviční) řez rotační součástí: Podmínky řezu jsou stejné jako v předešlém případě, vztahují se však pouze na polovinu obrázku. Druhá polovina je kreslená v pohledu. Jedná se o velmi často používané zobrazení, protože vede k podstatnému zjednodušení kreslení.
Řezy Příklad 3 Částečný obecný řez rotační součástí: Rozhraní mezi pohledem a řezem nesmí být nikdy shodné sněkterou hranou součásti a běžně se vyznačuje tenkou čarou nakreslenou od ruky. (Pro kreslení počítačem existuje řada speciálních způsobů značení.)
Řezy Příklad 4 Lomený řez součástí: Zlomy řezné roviny se vyznačují krátkými tlustými čarami a obvykle písmenným označením řezu, které je nezbytné především v případě více řezů. Hrana vzniklá zalomením řezu se nekreslí!
Řezy Příklad 5 Řez otočený a vložený do pohledu součásti: Kreslí se tenkou obrysovou čarou. Používá se např. pro vyznačení dlouhých částí se stejným profilem.
Kótování Kótováním se rozumí vyznačení rozměrů součásti. Pokud se jedná o délkový rozměr, pak se udává číselná hodnota bez délkové jednotky a rozměr je v mm. V ostatních případech je nutné rozměr vždy uvést (např. pro označení úhlu). Součástí kóty je kótovací čára opatřená hraničními značkami, kterými jsou až na výjimky na obou koncích šipky a tzv. vynášecí (pomocné) čáry, které na součásti vyznačují, o který rozměr se jedná. Číselný údaj může být doplněn smluveným symbolem. Může se jednat o vyznačení tvaru, typu, přesnosti atd. ČSN 01 3130
Orientace kót Přednostně se kóty umísťují ve vertikálním a horizontálním směru, kromě kótování kružnic, oblouků a úhlů. Číselná hodnota se obvykle nad kótovací čáru zapisuje tak, aby byla čitelná zdola nebo zprava. V oblasti úhlu 30 vyznačeného šrafováním se hodnota zapisuje vodorovně na pomocnou vynášecí čáru.
Nejdůležitější zásady kótování Správné kótování vyžaduje myslet v několika úrovních! Jako nejdůležitější zásady lze označit dále uvedené. Kótování musí být úplné (musí definovat všechny rozhodující rozměry) být co nejjednodušší a přehledné být snadno dekódovatelné respektovat návaznost na ostatní detaily respektovat výrobní postupy (dělník by neměl nic dopočítávat) respektovat kontrolu měřením. Kótování nesmí být přeurčené být prováděno u neviditelných hran (znázorněných čárkovaně), a pokud je to nezbytné, tak použít částečný řez. Kóty umisťovat pokud možno mimo součást. Každý rozměr se na výkresu kótuje pouze jednou.
Kótovací základna určená způsobem výroby Kótovací základnou se rozumí plochy nebo body, ke kterým se vztahují kótované vzdálenosti. Obvykle je daná způsobem výroby nebo montáže. Základen u jedné součásti může být případně i větší počet. Příkladem může být soustružený hřídel obráběný napřed z jednoho konce a po vyjmutí a obrácení ve stroji z druhého konce.
Kótovací základna určená způsobem návaznosti Příklad uvádí následující obrázek, na kterém je kótování určeno: a) k jednoduchému označení středů děr, např. pro připevnění noh u stolu, b) k vrtání děr pro protikus, kterým může být dveřní pant, c) pro případ, kdy je třeba zachovat středovou symetrii, např. při upevnění domečku pro ložisko. a b c
Kótování kružnic Způsob zápisu průměru jakékoli kružnice tvoří vždy ze značka Φ, doplněná příslušným rozměrem. Rozměr kružnic nebo jejích částí je možné v odůvodněných případech označit i poloměrem. V takovém případě je zápis tvořen značkou R spříslušným rozměrem (R značí rádius).
Kótování kulových ploch Koule a části kulových ploch se kótuji podobně jako kružnice. Současným označením kulového tvaru je SΦ nebo SR (dříve KOULE Φ nebo KOULE R s uvedením rozměru).
Kótování úhlů Při kótování je kótovací čárou kruhový oblouk se středem ve vrcholu úhlu, opatřený na konci hraniční značkou (šipkou). Pomocnými čarami jsou prodloužená ramena úhlu. Číselná hodnota úhlu je vždy doplněná měrnou jednotkou, tj., případně,. Jiné značení úhlů viz dále jehlanovitost, kuželovitost, úkos a srážení hran.
Kótování válců Řada strojních součástí vykazuje válcový charakter. Jsou to většinou součásti určené k rotačnímu pohybu, např. hřídele a kola, případně díly vyráběné pomocí rotačního pohybu, soustružením, vrtáním apod. Válce se kótují udáním průměru (poloměru) základové kružnice a výšky válce.
Kótování kuželů Kužele se kótují různě, většinou v závislosti na způsobu výroby, měření, návaznosti na ostatní díly sestavy nebo u normovaných dílů dle příslušných norem. Značka, která leží vždy na vynášecí čáře, značí tzv. kuželovitost. Tu lze určit ze vzorce C D d = L Pro komolý kužel je D průměr větší základové kružnice, d je průměr menší základové kružnice a L je výška kužele. (Pro kužel, který není komolý, se d rovná nule.) Na výkres se kuželovitost C zapisuje vždy ve tvaru podílu 1 : X
Kótování jehlanů a úkosu Podobná pravidla jako u kuželů platíu kótováníjehlanů a úkosu rovných ploch. To, že se jedná o čtyřhrannou rovnou plochu, lze zvýraznit uvnitř plochy vyznačením úhlopříček, kreslených tenkou čárou. Značka, která leží vždy nad vynášecí čárou, značí tzv. jehlanovitost a lze ji použít jen v případě, že základnou je čtverec. Vzorec pro její výpočet je obdobný jako pro určení kuželovitosti, pouze místo průměrů se dosazuje délka strany čtverců. Často se označení na výkresu vyjadřuje i slovně: KUŽEL, KUŽELOVITOST, JEHLAN, JEHLANOVITOST nebo ÚKOS s uvedením příslušného poměru 1 : X
Sražení a zaoblení hran, zápichy Srážení nebo zaoblení hran se dělá z různých důvodů. Například kvůli bezpečnosti práce při manipulaci, aby nedošlo k pořezání, pro snadnou montáž, když se díly vzájemně do sebe zasouvají nebo zašroubovávají, pro zvýšení tzv. vrubové pevnosti součástky, pro konstrukční návaznost na protikus, pro odolnost povrchově upravených dílů proti otěru atd. Vpřípadě, kdy na rozměru sražení nebo zaoblení nezáleží, se kótování neprovádí, pouze se tvarově vyznačí, a pokud je k tomu důvod, může se předepsat v záhlaví výkresu. Situaci, kdy rozměr je rozhodující pro správnou funkci součásti, buď řeší příslušná norma, nebo je nutné vložit příslušnou kótu. Podobná kritéria platí i pro kótování zápichů. Důvodem pro jejich existenci jsou zejména požadavky na odstranění materiálu, který z funkčního hlediska překáží, a opět hledisko zvýšení vrubové pevnosti součásti nebo návaznost na protikus.
Sražení a zaoblení hran, zápichy Příklady
Kótování neviditelných hran Neviditelné hrany (zobrazené čárkovanou čárou) se zásadně nekótují. Vpřípadě nutnosti je třeba provést dílčí řez součástí tak, aby vmístě vynášecí čáry kóty byla hrana viditelná. U symetrických tvarů s vyznačenou osou symetrie lze zakreslit pouze jednostrannou kótu (na neúplné straně lehce přetaženou přes osu symetrie) s uvedenou délkou celého rozměru.
Kótování slepých děr Slepé díry jsou takové, které neprocházejí skrz celý materiál. Kótování podle způsobu a) je nejběžnější a kótovaná hloubka odpovídá hloubce válcové části díry. Vrcholový kužel, který je dán tvarem vrtacího nástroje a pokud na něm nezáleží, se nekótuje. Případ b) je opodstatněný např. při nebezpečí proděravění materiálu, způsob c) je úplným kótováním, kdy na provedení kužele záleží, a kótování dle způsobu d) se většinou používá v případě, kdy při vrtání ve strojní vrtačce se nejprve vrták přivede do kontaktu s vrtaným materiálem a posléze se hloubka řídí stavitelným dorazem. a b c d
Značky profilů, otvor klíče Běžně profily (dráty, tyče, úhelníky, traverzy, duté profily ) se vyrábějí v odstupňovaných řadách rozměrů daných normou. Na výkresu pak lze použitý profil označit schematickou značkou, doplněnou ustáleným způsobem zápisu rozměrů a případně označením příslušné normy. Základní informaci lze nalézt v souboru Přehled konstrukčních profilů. Číselná hodnota za značkou šestihranu (převážně používaného na výrobu šroubů nebo matic) značí vždy tzv. otvor klíče, tedy rozměr, který určuje vzdálenost dvou protilehlých ploch a který bývá na klíči číselně vyznačen.
Odchylky v kótování od způsobů obvyklých v minulosti! Může se používat zjednodušené kótování od společné základny. 83 0 15 28 38 48 68 78 88 108 Může se používat vložení číselné hodnoty do přerušené kótovací čáry. 20 Může se používat písmo orientované pouze do horizontální polohy. 40 Hraniční značkou pro malé vzdálenosti je místo šipky čárka (dříve tečka). Vždy je ovšem nutné používat jednotný způsob pro celý výkres!
Úspora pohledů kótováním a dodatečné značky Vhodným využíváním značek profilů, vžitých způsobů zápisu a případně písemných poznámek, lze podstatně zredukovat počet pohledů nezbytných pro jednoznačné určení tvaru součásti. 32 OSMIHRAN 32 32 32 Není nutné Není nutné
Zápis dovolených tolerancí ČSN ISO 406 (01 3136) Součástí kótování je i: zápis dovolených změn geometrického tvaru a vzájemné polohy (např. odchylky v rovinnosti, kruhovitosti, kolmosti, souososti, rovnoběžnosti atd.). Výkresovou značku tvoří toleranční rámeček s písmenným kódem (nebo grafickým symbolem) a povolenou hodnotou v mm, doplněná doplněný odpovídajícími vztažnými čárami. 0,2 zápis mezních úchylek rozměrů, které vznikají převážně ve výrobě a jejichž dodržení je nezbytné z důvodu montáže a funkčnosti nebo zaměnitelnosti jednotlivých dílů v sestaveném zařízení. Běžně se užívá tzv. tolerančních tříd a zápis může mít formu alfanumerického kódu, nebo se povolené mezní úchylky v mm připíší k hodnotě základního rozměru jako horní a spodní index. φ 36 H7 Blíže viz technické příručky pro strojaře. φ 60 + 0,1 0,2
Zápis jakosti povrchu Jakost povrchu je pojem, který sdružuje celou řadu zcela specifických vlastností. V technické dokumentaci se předepisuje: drsnost povrchu dle ČSN ISO 4287 (01 4450) a ČSN ISO 468 (01 4451) Příkladem základní značky na výkresech je aritmetická úchylka vyjádřená v µm. 6,3, kde 6,3 je střední Běžně užívané hodnoty tvoří řadu 0,012; 0,025; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1.6; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50; 100 způsob mechanického a tepelného opracování dle ČSN 01 3146 Pro detailní popis charakteru povrchu slouží tedy na výkresech i složitější značky a příkladem může být BROUŠENO 0,1 Komparační měrka drsnosti
Měření rozměrů Nejběžnějšími dílenskými měřicími pomůckami jsou délková měřidla, úhloměry a závitové měrky. Podle provedení se může jednat o: měřidla pevná» koncové měrky (sada s dosažitelnou přesností 0,001 mm)» kalibry» různá pravítka se stupnicí měřidla stavitelná» posuvná měřítka (obvyklá přesnost 0,1 mm)» mikrometry (obvyklá přesnost 0,01 mm)» úchylkoměry Měřidla speciální Měrka stoupání závitů
Měření rozměrů posuvným měřítkem Posuvné měřítko patří do základní výbavy všech konstrukčních a výrobních pracovišť ve strojírenství. V běžném provedení je na posuvném měřítku pro měření k dispozici : dvojice vnějších čelistí dvojice vnitřních čelistí výsuvný hloubkoměr. Obvykle je na pevné části měřítka na spodní části vyražena hlavní stupnice v milimetrech a v horní části v palcích. K přesnému odečítání hodnot na stupnici slouží tzv. nonius, tj. pomocná stupnice, která je vyražena na pohyblivé části měřítka. Na stupnici v mm se odečet provádí tak, že odečteme na hlavní stupnici celé milimetry až po levý krajní dílek nonia a dále hledáme na noniu dílek, který se kryje s dílkem na hlavní stupnici. Dle druhu nonia pak odečteme hodnotu takového dílku jako součást rozměru za desetinnou 26,5 mm čárkou. Video velké rozlišení; 350 kb/s; 7,4 MB Video malé rozlišení; 95 kb/s; 2,8 MB
Měření rozměrů mikrometrem Mikrometry se používají pro přesnější stanovení rozměrů a mohou mít dle účelu různou podobu (pro měření vnějších rozměrů, vnitřních rozměrů, hloubek atd.). Princip měření spočívá v posouvání šroubu při jeho otáčení v pevné matici. Stoupání závitu je obvykle 0,5 mm. 37,368 mm 37,82 mm Délkový posuv je odměřován nejdříve na hlavní stupnici (většinou s dělením po 0,5 mm) a posléze se hodnota upřesní na pomocné stupnici, vyražené na bubínku mikrometru (jedna otočka odpovídá stoupání šroubu). Pro zajištění konstantního přítlaku je mezi rukou otáčený bubínek a mikrometrický šroub vložena speciální spojka (řehtačka), která při dosažení požadovaného přítlaku začne přeskakovat. Velikost přítlaku a hodnota nulového rozměru bývá seřiditelná. video
Popisové pole Každý výkres musí obsahovat tzv. popisové pole (ve starší literatuře někdy nazývané rohové razítko). Konkrétní podoba popisového pole není sice obecně závazná, ale v roce 2004 byla vydána zcela nová norma: ČSN EN ISO 7200:2004 (01 3113) Technická dokumentace Údaje v popisových polích a záhlavích dokumentů. Norma neurčuje rozměry ani počet jednotlivých rubrik, ale stanoví povinné údaje, které musí každý dokument obsahovat, a omezuje horizontální rozměr popisového pole na maximální hodnotu 180 mm. Norma dále omezuje maximální počet znaků, které mohou jednotlivé údaje obsahovat.
Povinné údaje jsou: Popisové pole povinné údaje Držitel práv k dokumentu Číslo dokumentu (musí být vždy v pravém dolním rohu popisového pole) Číslo listu Datum Název Kreslil (nebo vyhotovil) Kontroloval (nebo schválil) Druh dokumentu Příklad možné podoby popisového pole Pozice Název - rozměr Polotovar Materiál Norma Číslo výkr. Poznámka Kusů Měřítko Kreslil Kontroloval Schválil Změna Datum Podpis Index změny VŠCHT Praha Název Druh dokumentu Nadřazený dokument Datum Číslo výkresu Listů/list
Autorská práva Do popisového pole (nebo případně do jeho blízkosti) lze dále uvést další údaje, např. nápis CHRÁNĚNO PODLE ISO 16046 nebo případně plný text, který v tomto případě česky zní: Reprodukování, šíření a poskytnutí tohoto dokumentu, jeho části nebo obsahu třetí osobě je bez výslovného souhlasu zakázáno. Porušení zákazu vede k odpovědnosti za vzniklou škodu.
Shrnutí Nakreslit správně tvar součásti je s jistou dávkou představivosti celkem jednoduché, správné kótování však vyžaduje znalost výrobních, montážních a kontrolních postupů a správné návyky lze získat vedle studia pouze cvikem a praxí.