STUDIJNÍ MATERIÁLY Správné čtení výkresové dokumentace pro strojní mechaniky Autor: Ing. Ivana Horáková Seminář je realizován v rámci projektu Správná praxe ve strojírenské výrobě, registrační číslo CZ.1.07/3.2.05/05.0011
Vzdělávací modul: Strojní mechanik ve strojírenské výrobě Školení: Správné čtení výkresové dokumentace pro strojní mechaniky Obsah: 1. Technická normalizace... 3 1.1 Technické normy:... 3 1.2 Technické výkresy:... 3 1.2.1 Formáty výkresů... 4 1.2.2 Tloušťky čar... 4 1.2.3 Měřítka... 4 1.2.4 Technické písmo:... 4 2. Zobrazování těles... 5 1.3 Promítání do průměten... 5 1.4 3D prostorové zobrazení... 7 3. Kótování strojních součástí... 8 4. Tolerance rozměrů... 9 5. Jakost povrchu...11 6. Geometrické tolerance...12 7. Kreslení konstrukční dokumentace...13 Výkres sestavení...13 Kusovník...13 Výrobní výkres...14 8. Seznam použité literatury...16 9. Seznam obrázků...17 2/17
1. Technická normalizace Technická normalizace je předpis, který stanoví různé důležité vlastnosti materiálů, výrobků, postupů. Definuje také používané pojmy. Normy usnadňují hromadnou výrobu. Tímto je zlevňují a také urychlují práci konstruktérů. Usnadňují vyměnitelnost součástí. 1.1 Technické normy: ISO mezinárodní normy, které platí po celém světě EN evropské normy, které platí na území Evropské unie ČSN české národní normy, které platí na našem území DIN německé normy, které platí na území Německa Převzaté normy: ČSN EN 20273 (02 1050) norma pro díry pro šrouby Obrázek 1: Převzatá norma (Zdroj: LEINVEBER, Jan a VÁVRA, Pavel. Strojnické tabulky, 2008, str.395) Tato norma vychází z původní normy, která je uvedena v závorce ČSN 02 1050. 1.2 Technické výkresy: Technické výkresy slouží pro přenos nového návrhu do projektu. Je to souhrn všech informací, které je nutné znát pro zhmotnění daného návrhu. Při tvorbě výkresu je třeba dodržovat všechna pravidla normalizace. Výkresy zasahují do více technických odvětví strojírenství, stavitelství, elektrotechnika apod. Výkresy se v dnešní době zpracovávají převážně na počítačích v tzv. CAD systémech. I přesto jsou výkresy originální a kopie. Originály jsou uloženy v projektu a kopie slouží pro výrobu dané součásti, či sestavy. Výkresy musí být opatřeny všemi náležitostmi, které udává norma. 3/17
1.2.1 Formáty výkresů Formáty výkresů jsou normalizované ČSN EN ISO 5457 (01 3110). Základním formátem je formát A4 (297 x 210 mm), všechny další formáty jsou násobkem tohoto. Na velikost formátu A4 se všechny ostatní skládají, a to takovým způsobem, aby popisové pole bylo vždy na horní straně. 1.2.2 Tloušťky čar Tloušťky čar na technických výkresech jsou v poměru 1:2:4. Typy čar a jejich použití vychází z normy ČSN ISO 5455 (01 3112). 1.2.3 Měřítka Měřítka zobrazení upravuje velikost obrazu na výkrese, tak aby obraz bylo možné umístit do zvoleného formátu. Tyto měřítka mohou být buď měřítkem zvětšení, měřítkem zmenšení nebo skutečným měřítkem. Měřítko skutečné 1:1 Měřítko zmenšení 1:2, 1:5, 1:10 apod. Měřítko zvětšení 2:1, 5:1, 10:1 apod. 1.2.4 Technické písmo: Technické písmo slouží k popisu technických výkresů. V technice se užívá kolmé písmo typu B. Jeho velikost udává norma ČSN EN ISO 3098-2 (01 3116). Obrázek 2: Technické písmo (Zdroj: LEINVEBER, Jan a VÁVRA, Pavel. Strojnické tabulky, 2008, str.78) 4/17
2. Zobrazování těles U technických výkresů ve strojírenství se používají základní dvě techniky zobrazení: 2D promítání do průměten 3D prostorové zobrazení 1.3 Promítání do průměten Při promítání do průměten se lze setkat s metodami: ISO E evropský způsob promítání Obrázek 3: Značka evropského promítání (Zdroj: vlastní) ISO A americký způsob promítání Obrázek 4: Značka amerického promítání (Zdroj: vlastní) V české republice se používá evropské promítání. Těleso je zobrazeno do tolika průmětů, kolik je třeba k úplnému vykreslení a zakótování všech rozměrů. Obrázek 5: Rozložení pohledů dle ISO-E (Zdroj: vlastní) 5/17
Někdy si s promítnutím pohledů nevystačíme a je třeba těleso zobrazit rozřezané myšlenou rovinou. I zde jsou dvě metody. Lze buď použít metodu řezu, která vykresluje jak to co je v řezné rovině, tak i to co je za ní. Nebo druhou metodu průřezu. Tato metoda vykresluje jen to co je v řezné rovině. Vykreslené pohledy touto metodou jsou jednodušší, ale metoda nelze použít vždy. Obraz vykreslený průřezem se nesmí rozpadnout na více částí. Obrázek 6: Řez myšlenou rovinou (Zdroj: vlastní) Obrázek 7: Průřez myšlenou rovinou (Zdroj: vlastní) U obou metod se ve vyobrazeném pohledu přerušený materiál vyšrafuje. Typy šraf jsou závislé na typu materiálu, ze kterého je součást vyrobená. Na sestavném výkresu se sousední součásti šrafují odlišným sklonem šraf (vždy pod úhlem 45 - u kovových materiálů), případně pokud nestačí otočení sklonu, mění se hustota šrafování. 6/17
Obrázek 8: Druhy šrafování (Zdroj: vlastní) 1.4 3D prostorové zobrazení V dnešní době, kdy se k tvorbě výkresové dokumentace používají 3D CADové systémy, jako je např. Inventor, Creo, NX, Ideas, Pro-E, apod., se na výrobní výkresy vkládají 3D pohledy. Tyto pohledy mají informativní charakter o tvaru součásti. Obrázek 9: Příklad 3D pohledu (Zdroj: vlastní) 7/17
3. Kótování strojních součástí Na výrobním výkresu je třeba zobrazený předmět opatřit kótami. Kóta udává skutečný rozměr zobrazené součásti, bez ohledu na měřítko. Kóta se skládá: Vynášecí nebo odkazové čáry Kótovací čáry nesmí být ničím protnuté a nesmí se křížit Hraniční značky je několik typů, ve strojírenství se nejčastěji užívají šipky svírající úhel 30 Kóty musí být napsaná na kótovací čáře vždy tak, aby z ní nepadala Kóty se kreslí tenkou souvislou čarou. Každý rozměr musí být na výkrese zakótován právě jednou. Kóty, které jsou pouze informativní, jsou uvedeny v závorkách. Rozměry, které se viditelně opakují, se okótují vždy pouze jednou. Kóta průměru skládá se ze značky průměru ϕ a číselné hodnoty Kóta poloměru skládá se z písmene R a číselné hodnoty Kóta kulové plochy pokud je plocha větší než polovina koule, pak se skládá z písmene S, značky průměru ϕ a číselné hodnoty, pokud je kulová plocha menší než polovina koule, pak se skládá z písmene S, písmene R a číselné hodnoty. Kóta úhlu skládá se z číselné hodnoty a značky stupně ( ) 8/17
4. Tolerance rozměrů Každý okótovaný rozměr na výkrese podléhá nějaké toleranci, ve které musí být vyroben. Pokud tolerance není předepsaná přímo u dané kóty, pak tento rozměr musí odpovídat všeobecné toleranci, která je udaná v popisovém poli. Tuto toleranci lze nalézt v políčku přesnost obsahuje číselnou hodnotu normy, malé písmeno a velké písmeno. Právě toto malé písmeno udává třídu všeobecné rozměrové tolerance. Zápis rozměrových tolerancí: Mezních úchylek Obrázek 10: Zápis pomocí mezních úchylek (Zdroj: vlastní) Mezních rozměrů Obrázek 11: Zápis pomocí mezních rozměrů (Zdroj: vlastní) Tolerančních značek Obrázek 12: Zápis pomocí tolerančních značek (Zdroj: vlastní) Při zápisu rozměrových tolerancí se vychází ze základních tolerančních soustav. Je to soustava jednotné hřídele a soustava jednotné díry. Jsou základní tři typy uložení: Uložení s vůlí umožňují vzájemný pohyb součástí Uložení s přesahem zaručuje nepohyblivost součástí Uložení přechodné mohou být uloženy s vůlí nebo s přesahem 9/17
Obrázek 13: Poloha tolerančních polí (Zdroj: LEINVEBER, Jan a VÁVRA, Pavel. Strojnické tabulky, 2008, str.111) 10/17
5. Jakost povrchu Obrobený povrch může mít vždy jinou drsnost. Záleží na způsobu výroby a dokončovacích operacích. Plochy, které jsou funkční, musí mít drsnost nižší, zbývající plochy (plochy volné) mohou mít drsnost vyšší. Na výkresech se nejčastěji uvádí aritmetická úchylka. Označuje se jako Ra. Na výrobních výkresech se struktura povrchu předepisuje podle značky Ra a číselné hodnoty. Užívají se tři typy značek: Značka, která označuje obrobený i neobrobený povrch Značka označující obrobený povrch Značka označující neobrobený povrch Hodnoty středních aritmetických úchylek: 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; 200; 400 Všechny plochy, které nemají stanovenou drsnost na výrobním výkresu, se řídí celkovou drsností povrchu, která se předepisuje nad popisové pole. Píše se ve formátu celková drsnost, za ní je pak závorka a v ní jsou vypsané všechny drsnosti povrchu, které jsou na výkrese použity. Druhou variantou je, že v závorce je jen značka drsnosti, bez číselného označení. Jakost povrchu je závislá na předepsaném stupni přesnosti. Tabulka 1: Závislost drsnosti povrchu na stupni přesnosti (Zdroj: LEINVEBER, Jan a VÁVRA, Pavel. Strojnické tabulky, 2008, str.735) Rozsah rozměrů Stupeň přesnosti (mm) IT 5 IT 6 IT 7 IT 8 IT 9 IT 10 IT 11 IT 12 od Do Drsnost Ra (μm) 1 3 0,4 3,2 0,2 0,8 6,3 3 6 0,4 1,6 3,2 6 10 0,8 6,3 10 18 0,4 1,6 18 30 0,8 12,5 3,2 30 50 1,6 6,3 50 80 0,8 80 120 3,2 12,5 120 180 1,6 180 250 6,3 25 3,2 250 315 1,6 12,5 315 400 6,3 25 400 500 3,2 12,5 50 11/17
6. Geometrické tolerance Jedná se o geometrickou přesnost funkčních ploch součástí. Stejně jako u rozměrových tolerancí tak i u tvarových tolerancí se všechny netolerované plochy řídí všeobecnými tolerancemi. Lze je opět nalézt v popisovém poli v políčku přesnost, která se skládá z označení normy, malého písmena a velkého písmena. A právě toto velké písmeno označuje třídu všeobecné geometrické přesnosti. Existují tři třídy této přesnosti. Skupina tolerancí Druh tolerance Značka Tolerance přímosti Tolerance rovinnosti Tolerance tvaru Tolerance kruhovitosti Tolerance válcovitosti Tolerance profilu podélného řezu Tolerance rovnoběžnosti Tolerance kolmosti Tolerance sklonu Tolerance plochy Tolerance souososti Tolerance souměrnosti Tolerance jmenovité polohy prvku Tolerance různoběžnosti os Souhrnné tolerance tvaru a plochy Tolerance obvodového házení Tolerance čelního házení Tolerance házení v daném směru Tolerance úplného obvodového házení Tolerance úplného čelního házení Tolerance tvaru daného profilu Tolerance tvaru dané plochy Obrázek 14: Typy geometrických tolerancí (Zdroj: LEINVEBER, Jan a VÁVRA, Pavel. Strojnické tabulky, 2008, str.131) Geometrické tolerance jsou vždy vztaženy ke konkrétní ploše, která je označená jako základna. 12/17
7. Kreslení konstrukční dokumentace Konstrukční dokumentace se skládá z: Výkres sestavení tyto výkresy musí obsahovat danou sestavu, vyobrazenou v tolika pohledech, aby bylo jasné, jak sestavení vypadá. Pohledy mohou být zobrazeny i v řezech nebo v průřezech. Výkres může být pro názornost doplněný 3D pohledem. Dále musí obsahovat pozice číselné odkazy na jednotlivé součásti. Musí obsahovat i základní kóty a kóty součástí, které budou připojeny k dalším sestavám nebo podsestavám. Výkresy sestavení musí obsahovat popisové pole, nad kterým může být kusovník (rozpis položek). Obrázek 15: Příklad popisového pole (Zdroj: vlastní) Obrázek 16: Příklad popisového pole (zdroj: vlastní) Kusovník může být umístěný buď přímo na sestavě pak je připojen rovnou na popisové pole a položky jsou číslovány od spodu nahoru. Nebo je na samostatném listu formátu A4, pak je záhlaví kusovníku umístěné nahoře a čísluje se do shora dolů. Kusovník musí obsahovat informace o jednotlivých součástech. Měl by být seřazený na nejnižší pozici jsou kusy, které jsou vyráběně, následují minimálně dvě vynechané pozice, dále jsou vepsány kusy, které jsou nakupované, ale dále 13/17
upravované a mají svůj výrobní výkres, opět vynechané pozice a poslední se vpisují kusy, které jsou normalizované (nakupované). Rozpis položek musí o těchto součástech nést informace, jako jsou čísla norem, čísla výrobních výkresů, velikosti polotovaru, označení materiálu, ze kterého jsou vyráběné, počty kusů, hmotnosti kusů, názvy součástí apod. Každá firma si formu a vzhled kusovníku stanovuje sama. Obrázek 17: Příklad kusovníku (Zdroj: vlastní) Výrobní výkres musí obsahovat vyobrazenou součást. Do hlavního pohledu (nárysu) se volí takový pohled, který o daném tělesu obsahuje nejvíce informací. 14/17
Množství pohledu se volí tak, aby součást bylo možno plně zakótovat. Kromě kót výrobní výkres nese informaci o drsnostech jednotlivých ploch součástí, o geometrických a rozměrových tolerancích, o tepelných a chemických úpravách povrchu. Výrobní výkres stejně jako výkresy sestavení musí obsahovat popisové pole. V tomto popisovém poli musí být informace o polotovaru, způsobu promítání, přesnosti výroby, o čísle sestavení, čísle kusovníku, o názvu součásti, číselném označení součásti, o tom kdo výkres kreslil, kontroloval a schválil, apod. 15/17
8. Seznam použité literatury KLETEČKA, Jaroslav a FOŘT, Petr. Technické kreslení. 2., opr. vyd. Brno: Computer Press, 2007. 252 s. Učebnice. ISBN 978-80-251-1887-0. LEINVEBER, Jan a VÁVRA, Pavel. Strojnické tabulky: pomocná učebnice pro školy technického zaměření. 4., dopl. vyd. Úvaly: Albra, 2008. xiv, 914 s. ISBN 978-80-7361-051-7. 16/17
9. Seznam obrázků Obrázek 1: Převzatá norma... 3 Obrázek 2: Technické písmo... 4 Obrázek 3: Značka evropského promítání (Zdroj: vlastní)... 5 Obrázek 4: Značka amerického promítání (Zdroj: vlastní)... 5 Obrázek 5: Rozložení pohledů dle ISO-E (Zdroj: vlastní)... 5 Obrázek 6: Řez myšlenou rovinou (Zdroj: vlastní)... 6 Obrázek 7: Průřez myšlenou rovinou (Zdroj: vlastní)... 6 Obrázek 8: Druhy šrafování (Zdroj: vlastní)... 7 Obrázek 9: Příklad 3D pohledu (Zdroj: vlastní)... 7 Obrázek 10: Zápis pomocí mezních úchylek (Zdroj: vlastní)... 9 Obrázek 11: Zápis pomocí mezních rozměrů (Zdroj: vlastní)... 9 Obrázek 12: Zápis pomocí tolerančních značek (Zdroj: vlastní)... 9 Obrázek 13: Poloha tolerančních polí (Zdroj: LEINVEBER, Jan a VÁVRA, Pavel. Strojnické tabulky, 2008, str.111)...10 Obrázek 14: Typy geometrických tolerancí...12 Obrázek 15: Příklad popisového pole (Zdroj: vlastní)...13 Obrázek 16: Příklad popisového pole (zdroj: vlastní)...13 Obrázek 17: Příklad kusovníku (Zdroj: vlastní)...14 Tabulka 1: Závislost drsnosti povrchu na stupni přesnosti (Zdroj: LEINVEBER, Jan a VÁVRA, Pavel. Strojnické tabulky, 2008, str.735)...11 17/17