VÝUKA TECHNICKÉHO KRESLENÍ NA ZŠ

MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ PEDAGOGICKÁ FAKULTA KATEDRA TECHNICKÉ A INFORMAČNÍ VÝCHOVY

VÝUKA TECHNICKÉHO KRESLENÍ NA ZŠ Bakalářská práce Brno 2014

Vedoucí práce: Ing. Zdeněk Hodis, Ph.D. Autor práce: Alice Pospíšilová

Anotace: Tématem bakalářské práce je výuka technického kreslení na ZŠ. Práce obsahuje teoretickou a praktickou část. V teoretické části jsou zpracovány jednotlivé oblasti technické grafiky vyučované na 2. stupni základní školy a problematika její výuky. Je zde popsána didaktika technické grafiky a její zařazení v RVP ZV. Poznatky z teoretické části práce jsou využity v praktické části. Součástí této práce je soubor pracovních listů ve formě přílohy, které umožní žákům procvičovat získané znalosti. Tato práce může být použita jako výukový materiál pro učitele technického kreslení.

Annotation: Topic of the bachelor's thesis is teaching technical drawing in elementary schools. This thesis contains both theoretical and practical parts. In theoretical part are processed particular sections of technical graphics taught in middle school, and issues of teaching it. Didactics of technical graphics is described here, as well as its inclusion in RVP ZV. Knowledge of the theoretical part are utilized in practical part. Part of this dissertation is a set of worksheets as an attachment, allowing students to practice the acquired knowledge. This thesis can be used as a teaching material for technical drawing instructors.

Klíčová slova: Technické kreslení, technická grafika, technická výchova, didaktika technické grafiky, normalizace v technickém kreslení, technické zobrazování, kótování, technická dokumentace.

Keywords: Technical drawing, technical graphics, technical education, didactics in technical graphics, normalization in technical drawing, technical imaging, dimension, technical documentation.

Prohlášení Prohlašuji, že jsem závěrečnou diplomovou práci vypracovala samostatně, s využitím pouze citovaných literárních pramenů, dalších informací a zdrojů v souladu s Disciplinárním řádem pro studenty Pedagogické fakulty

Masarykovy univerzity a se zákonem

č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů.

16. 4. 2014 v Brně ………………………. podpis

Poděkování Tímto bych ráda poděkovala Ing. Zdeňku Hodisovi Ph.D., za vedení mé bakalářské práce, za jeho vstřícný přístup, cenné rady a připomínky při zpracování této práce. A také za čas, který mi věnoval.

Obsah Úvod ............................................................................................................................... 7 1. Výuka technického kreslení na základní škole ...................................................... 8 1.1 RVP ZV – Člověk a svět práce ............................................................................. 8 1.2 Didaktika technické grafiky ................................................................................ 12 2. Technické kreslení .................................................................................................. 14 2.1 Základy technického kreslení ............................................................................. 14 2.1.1 Pomůcky pro kreslení a rýsování ................................................................. 14 2.1.2 Zásady při rýsování...................................................................................... 16 2.2 Normalizace v technickém kreslení .................................................................... 17 2.2.1 Druhy technických výkresů ......................................................................... 18 2.2.2 Formáty výkresů a úprava výkresových listů .............................................. 18 2.2.3 Měřítka zobrazení a technické písmo .......................................................... 20 2.2.4 Druhy čar na technických výkresech ........................................................... 21 2.3 Technické zobrazování ....................................................................................... 22 2.3.1 Pravoúhlé promítání..................................................................................... 23 2.3.2 Zobrazování geometrických těles ................................................................ 24 2.3.3 Pravidla pro zobrazování na výkresech ....................................................... 26 2.4 Kótování ............................................................................................................. 30 2.4.1 Pravidla kótování ......................................................................................... 31 2.4.2 Provedení a zapisování kót .......................................................................... 31 2.4.3 Soustavy kót................................................................................................. 33 2.4.4 Pravidla kótování geometrických a konstrukčních prvků součástí.............. 34 2.5 Tolerování rozměrů a geometrické tolerance ..................................................... 39 2.6 Struktura povrchu ............................................................................................... 41 2.7 Konstrukční dokumentace .................................................................................. 43 2.8 Konstruování s využitím výpočetní techniky ..................................................... 45

3. Výukové materiály .................................................................................................. 47 Závěr ............................................................................................................................ 50 Použité zdroje .............................................................................................................. 52 Seznam tabulek ........................................................................................................... 54 Seznam obrázků .......................................................................................................... 54 Seznam příloh.............................................................................................................. 55 Přílohy .......................................................................................................................... 56

Úvod V současné době dochází k prudkému rozvoji techniky a výrobních technologií, s čímž úzce souvisí požadavek na rozvoj technického vzdělávání. „Zvládnutí technického kreslení je předpokladem úspěšného pokračování ve studiu ostatních technických předmětů ve škole i úspěšného uplatnění v praxi. Patří k předmětům, které spojují vědomosti a teoretické znalosti s dovednostmi a přispívá k rozvoji technického myšlení. Technické myšlení vyžaduje potřebu grafického vyjadřování představ vhodnou formou, např. v první fázi náčrtem a v další fázi pak technickým výkresem.“1 Práce obsahuje teoretickou a praktickou část. Teoretická část je rozdělena do dvou hlavních kapitol. V první kapitole je zpracována výuka technického kreslení na základní škole spolu s její didaktikou a zařazením v Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání. V druhé kapitole s názvem Technické kreslení jsou zpracovány oblasti technické grafiky vyučované na 2. stupni základní školy. Okrajově je v práci zpracována problematika tolerování rozměrů a geometrické tolerance, struktura povrchu, konstrukční dokumentace a konstruování s využitím výpočetní techniky. Na základě poznatků z teoretické části je vytvořen soubor pracovních listů spolu s jejich řešením. Pracovní listy umožňují žákům procvičit si učivo a učitelům slouží jako nástroj pro zpětnou vazbu. Pracovní listy jsou tvořeny na základě didaktických zásad, aby bylo zajištěno co největší efektivity během práce s nimi. Cílem této bakalářské práce je zpracování problematiky výuky technického kreslení na 2. stupni základní školy a vytvořit učební materiál ve formě souboru pracovních listů spolu s jejich řešením. Tato práce může sloužit jako výuková opora pro učitele, na základě které mohou vytvářet dle potřeb svých žáků další pracovní listy.

1

ŠVERCL, Josef. Technické kreslení a deskriptivní geometrie pro školu a praxi. 1. vyd. Praha: Scientia, pedagogické nakladatelství, 2003. 341 s. ISBN 80-7183-297-9.

7

1. Výuka technického kreslení na základní škole Technická výchova na základních školách v České republice je realizována na základě vzdělávací oblasti Člověk a svět práce, do které se řadí i technické kreslení. Zařazení technického kreslení v RVP ZV je uvedeno níže v textu. Cílem výuky technického kreslení na základní škole je, aby žák zvládal číst a kreslit jednoduché náčrty a technické výkresy v pravoúhlém promítání. Při procvičování učiva se žák prakticky seznámí s tvorbou výkresové dokumentace. Svoje získané poznatky je následně schopen využít v praxi při měření a tvorbě výkresové dokumentace. Žák by měl být také schopen vytvořit názorné zobrazení objektu podle určitých pravidel, aby bylo srozumitelné všem (autorovi i ostatním). Technické kreslení úzce navazuje na ostatní odborné předměty (všude je třeba vyjadřovat se graficky). Pokud se žák chce v budoucnu věnovat studiu odborných předmětů, tak právě na základní škole je pravý čas začít s výukou technického kreslení, které vytváří základní znalosti každého technika. Problematika technického kreslení ZŠ je shrnuta v následujících bodech: •

Porozumět jednoduchým technickým náčrtům a výkresům.

•

Tyto znalosti se dají následně použít i v praktickém životě (různé návody pro technické výrobky).

•

Zároveň si žák rozvíjí svoji prostorovou představivost.

•

Technika je obor, který se stále vyvíjí a má velké uplatnění i v budoucnosti.

•

V technickém kreslení si žák současně procvičuje učivo i z jiných předmětů jako je geometrie.

1.1 RVP ZV – Člověk a svět práce „V souladu s novými principy kurikulární politiky, zformulovanými v Národním programu rozvoje vzdělávání v ČR (tzv. Bílé knize) a zakotvenými v zákoně č. 561/2004 Sb., o předškolním, základním, středním, vyšším odborném a jiném vzdělávání (školský zákon), se do vzdělávací soustavy zavádí nový systém kurikulárních dokumentů pro vzdělávání žáků od 3 do 19 let. Kurikulární dokumenty jsou vytvářeny na dvou úrovních – státní a školní.“2

2

Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Praha: Výzkumný ústav pedagogický v Praze, 2007. 126 s.

8

Národní program vzdělávání a rámcový vzdělávací programy (RVP) jsou kurikulární dokumenty státní úrovně. V RVP jsou vymezeny závazné rámce pro předškolní, základní a střední vzdělávání. Na základě RVP si každá škola vytváří vlastní Školní vzdělávací program (ŠVP) školní úrovně. V RVP jsou uvedeny pojetí a cíle základního vzdělání a klíčové kompetence, které představují souhrn vědomostí, dovedností, schopností, postojů a hodnot důležitých pro osobní rozvoj a uplatnění každého člena společnosti. Podle RVP ZV by měly být na konci základního vzdělávání naplněny ve všech ohledech. •

Kompetence k učení;

•

Kompetence k řešení problémů;

•

Kompetence komunikativní;

•

Kompetence sociální a personální;

•

Kompetence občanské;

•

Kompetence pracovní.

Obsah RVP je rozdělen do devíti základních oblastí. Technická výchova spadá do oblasti Člověk a svět práce. Oblast Člověk a svět práce je zastoupena pouze jedním oborem se stejným názvem Člověk a svět práce. Ve vzdělávacím obsahu je dvanáct tematických okruhů. Na 1. stupni jsou čtyři tematické okruhy a na 2. stupni osm okruhů. Oblast Člověk a svět práce zahrnuje široký rozsah pracovních činností a technologií. Tato oblast si klade za cíl, aby žáci získali základní uživatelské dovednosti v různých oborech lidské činnosti a byli připraveni pro život v stále se vyvíjející technické společnosti. Tato oblast se také zaměřuje na vytvoření životní a profesní orientace žáků. Práce s počítačem jako informační výchova je součástí vzdělávací oblasti Informační a komunikační technologie. 1. stupeň •

Práce s drobným materiálem

•

Konstrukční činnosti

•

Pěstitelské práce

•

Příprava pokrmů

2. stupeň •

Práce s technickými materiály

•

Design a konstruování 9

•

Pěstitelské práce, chovatelství

•

Provoz a údržba domácnosti

•

Příprava pokrmů

•

Svět práce

•

Práce s laboratorní technikou

•

Využití digitálních technologií

Tematické okruhy pro 1. stupeň jsou pro školu všechny povinné a je nutné je dodržet v plném rozsahu. Na 2. stupni je tematický okruh Svět práce povinný a je vhodnější tento okruh zařadit do vyšších ročníků 2. stupně vzhledem k jeho důležitosti v rámci volby povolání. Z ostatních okruhů si každá škola vybere minimálně další jeden tematický okruh. Další tematický okruh je volen podle možností školy a jejího zaměření. Ředitel školy rozhoduje, který z tematických okruhů zařadí do ŠVP. Jeho rozhodnutí může být ovlivněno právě možnostmi vybavení dané školy a jejího zaměření, takže není zaručeno, že se každý žák na základní škole setká s technickým kreslením. I když je vzdělávací obsah oblasti Člověk a svět práce určen všem žákům (tedy jak chlapcům, tak i dívkám), bývá na některých školách předmět Pracovní činnosti ve ŠVP rozdělen na skupiny pro chlapce a dívky. Chlapci mají v rámci předmětu Pracovní činnosti hodiny zaměřující se na práci s technickými materiály, zatímco dívky mají hodiny zaměřené na přípravu pokrmů. Technické kreslení na základní škole je zařazeno do několika vzdělávacích oborů oboru Člověk a svět práce, které jsou uvedeny níže. U každého vzdělávacího oboru je v RVP ZV stanoveno učivo a očekávané výstupy žáka. Vzdělávací obor Konstrukční činnosti Tento vzdělávací obor je zařazen na 1. stupni. Žáci se učí podle jednoduchých návodů a předloh pracovat se stavebnicemi. Sestavováním jednoduchých modelů si osvojí dovednosti pro práci se stavebnicemi. Učivo: •

stavebnice (plošné, prostorové, konstrukční), sestavování modelů

•

práce s návodem, předlohou, jednoduchým náčrtem

10

Očekávané výstupy – 1. období, žák: •

zvládá elementární dovednosti a činnosti při práci se stavebnicemi

Očekávané výstupy – 2. období, žák: •

provádí při práci se stavebnicemi jednoduchou montáž a demontáž

•

pracuje podle slovního návodu, předlohy, jednoduchého náčrtu

•

dodržuje zásady hygieny a bezpečnosti práce, poskytne první pomoc při úrazu

Vzdělávací obor Práce s technickými materiály Tento obor je zařazen na 2. stupni a nejčastěji je vyučován pod názvem Pracovní činnosti. Žáci se v tomto předmětu postupně seznamují se všemi materiály jako je dřevo, kov, plasty a kompozity. Dále pak s pracovními pomůckami a nástroji potřebnými k opracování uvedených materiálů. Součástí učiva tohoto oboru jsou právě technické náčrty a výkresy. Žáci by měli být schopní číst informace v technických výkresech a sami vytvářet jednoduché náčrty, případně výkresy. Učivo: •

vlastnosti materiálu, užití v praxi (dřevo, kov, plasty, kompozity)

•

pracovní pomůcky, nářadí a nástroje pro ruční opracování

•

jednoduché pracovní operace a postupy

•

organizace práce, důležité technologické postupy

•

technické náčrty a výkresy, technické informace, návody

•

úloha techniky v životě člověka, zneužiti techniky, technika a životní prostředí, technika a volný čas, tradice a řemesla

Očekávané výstupy, žák: •

provádí jednoduché práce s technickými materiály a dodržuje technologickou kázeň

•

řeší jednoduché technické úkoly s vhodným výběrem materiálů, pracovních nástrojů a nářadí

•

organizuje a plánuje svoji pracovní činnost

11

•

užívá technickou dokumentaci, připraví si vlastní jednoduchý náčrt výrobku

•

dodržuje obecné zásady bezpečnosti a hygieny při práci i zásady bezpečnosti a ochrany při práci s nástroji a nářadím; poskytne první pomoc při úrazu

Vzdělávací obor Design a konstruování Tento obor navazuje na obor z 1. stupně Konstrukční činnosti. V tomto vzdělávacím oboru již žáci pracují s předlohou nebo vlastním vytvořeným plánem. Sami si sestaví pracovní postup a navrhnou design. Učivo: •

stavebnice (konstrukční, elektrotechnické, elektronické), sestavování modelů, tvorba konstrukčních prvků, montáž a demontáž

•

návod, předloha, náčrt, plán, schéma, jednoduchý program

Očekávané výstupy, žák: •

sestaví podle návodu, náčrtu, plánu, jednoduchého programu daný model

•

navrhne a sestaví jednoduché konstrukční prvky a ověří a porovná jejich funkčnost, nosnost, stabilitu aj.

•

provádí montáž, demontáž a údržbu jednoduchých předmětů a zařízení

•

dodržuje zásady bezpečnosti a hygieny práce a bezpečnostní předpisy; poskytne první pomoc při úrazu

1.2 Didaktika technické grafiky Didaktika je uznávaná vědní disciplína zabývající se teorií vzdělávání a vyučování. „Základ pro studium oborové didaktiky vytváří didaktika obecná, která se zabývá zákonitostmi výchovně vzdělávacího procesu, systémem výuky, problematikou obsahu, cílů výuky, zásadami, metodami a prostředími výuky.“3 Podle zaměření na jednotlivé obory a vyučovací předměty se didaktika dělí na tzv. oborové didaktiky, které vychází z obecné didaktiky.

3

FRIEDMANN, Zdeněk. Didaktika technické výchovy. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 2001. 92 s. ISBN 80-210-2641-3.

12

Technická grafika neboli technické kreslení může být na základních školách vyučována na různé úrovni v různém rozsahu vyučovacích hodin. Záleží na řediteli škol, zda ji zařadí do Školního vzdělávacího programu dané školy. Během úvodní hodiny je nutné žáky nejdříve seznámit s náplní předmětu a hlavně je správně motivovat. Motivační složka výuky je velice důležitá. Od ní závisí efektivita celé výuky v následujících hodinách. V první řadě je nutné, aby žáci pochopili smysl technické dokumentace. Učitel by měl žákům vysvětlit, že technická dokumentace slouží jako dorozumívací prostředek mezi konstrukční kanceláří, dílnou, techniky apod. a také, že každý technik by měl zvládat technickou dokumentaci nejen číst, ale i vytvořit. Žáci se tedy nejdříve učí technickou dokumentaci pouze číst a seznamují se s jednotlivými pojmy technické normalizace (měřítko, druhy čar na výkrese, popisové pole), kótování (kóta, soustavy kót) a zobrazování (pravoúhlé zobrazování, pohledy, viditelná hrana, neviditelná hrana, osy). Během výkladu je vhodné nechat kolovat po třídě různé výkresy, na kterých se žáci seznámí se zmíněnými pojmy. Důležitý je při výuce princip názornosti a postupnosti. Při procvičování by se mělo vycházet od nejjednodušších příkladů a teprve po jejich plném pochopení, přejít k více obtížnějším příkladům. Poté co se žáci seznámí se základními pojmy, může vyučující přejít k pravoúhlému promítání a vytváření jednoduchých náčrtů od ruky. Při probírání pravoúhlého promítání je efektní využívat různých modelů těles, které podpoří představivost žáků. Žáci si mohou modely sami otáčet na lavici a současně vytvářet jednoduché náčrty. Náčrty se zhotovují pomocí tužky bez použití rýsovacích pomůcek, které by žáky brzdily. V tomto případě je prvořadé, aby žáci procvičovali zhotovování náčrtů, nikoliv rýsování. Teprve po jejich zvládnutí se do práce mohou zapojit rýsovací pomůcky. Postupně se k vytváření náčrtů přidává kótování. K hranatým tělesům se mohou přidat tělesa rotační, která jsou vhodná pro vysvětlení řezů a průřezů. Pro řezy a průřezy je vhodné mít rozříznutý model, na kterém žáci doplňují šrafování v místě roviny řezu. Cílem výuky technického kreslení je, aby žáci chápali smysl technické dokumentace a uměli v ní také číst. Žák by měl zvládnout připravit si vlastní jednoduchý náčrt výrobku a pracovat s ním. Při výuce se může použít různých didaktických pomůcek. Pomůcky umožní žákům vnímat učivo více smysly. Bez takovýchto pomůcek by bylo pro učitele o dost náročnější prezentovat žákům učivo. V dnešní době bývají školy vybaveny i interaktivními dotykovými tabulemi, které jsou pro žáky velice atraktivní. Na tabuli je prezentováno učivo 13

a současně se na ni může kreslit. Učitel tak může k tabuli vyvolávat jednotlivé žáky. V rámci volitelných předmětů se může realizovat rýsování technických výkresů nebo kreslení na počítači v případě vhodného programového vybavení na škole.

2. Technické kreslení Technické kreslení vzniklo z deskriptivní geometrie, která je naukou o zobrazení prostorových útvarů do roviny (průmětny). „Technické kreslení se důsledně neřídí zásadami deskriptivní geometrie, ale odchyluje se tak, aby obraz předmětu či součásti nebyl zbytečně složitý a naopak se stal dobře pochopitelný a přehledný.“4 Technické kreslení označuje všechny druhy kreslení ve strojírenství, elektrotechnice, stavebnictví a dalších oborech. Grafický způsob vyjadřování je častokrát mnohem úspornější a názornější než způsob písemný, umožňuje vyjádřit informace a představy nutné ke zhotovení výrobku. Právě v oborech jako je strojírenství, elektrotechnika a stavebnictví se uplatňuje grafický způsob vyjadřování. Tato práce je zaměřena na technické kreslení ve strojírenství.

2.1 Základy technického kreslení K základům technického kreslení patří seznámení se s pomůckami pro kreslení a rýsování. Ty usnadňují a urychlují průběh práce a současně zlepšují přesnost kreslení a také výslednou úroveň vytvořené práce. 2.1.1 Pomůcky pro kreslení a rýsování Správně zvolené pomůcky pro kreslení a rýsování zajistí kvalitně vytvořenou výkresovou dokumentaci. Vhodné pomůcky zároveň ulehčí celý proces rýsování a tvorby výkresu. Níže jsou vypsány základní pomůcky pro rýsování. Tužka je základní pomůckou pro kreslení technických výkresů. Existuje několik typů tužek: tužky obyčejné, tužky tzv. padací mechanické (Versatil) nebo mikrotužky (Pentel). Mikrotužky (Pentel) mají výhodu v tom, že je není třeba ostřit, ale je potřeba mít pro každou tloušťku čar mikrotužku s odpovídajícím průměrem tuhy. Padací mechanické tužky se ostří průběžně brousítkem, které se skládá z jemného smirkového papíru a vatové látky pro očistění naostřené tuhy. Špička tužky se ostří brousítkem šikmo nikoliv do kulata, jak by tomu bylo při použití běžného ořezávátka na tuhy. K rýsování je nejvhodnější použít tužky 4

STIBOR, Karel, Zdeněk DOSEDLA a Jiří DVOŘÁČEK. Konstruování a technická grafika pro učitele. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 1997. ISBN 80-210-1662-0.

14

s tvrdostí tuhy HB, tyto tuhy jsou tvrdší oproti tuhám řady B. Trubičková vytahovací pera (Centrograf, Rotring) se používají pro kreslení tuší. Pera se plní technickou tuší, která zasychá na vzduchu, tím nehrozí, že by zaschla v peru.

Obr. 1 Úprava tuhy a hrotu kružítka

Trojúhelník je jednou z nejzákladnějších pomůcek, která je k rýsování potřebná. Trojúhelníkem se na výkrese rýsují kolmice, rovnoběžky, přímky, úsečky apod. Mohou být rovnoramenné s úhly 90°, 45° a 45° nebo nerovnoramnné s úhly 90°, 60° a 30°. Pravítko je vedle tužky a trojúhelníku jednou z nezákladnějších pomůcek pro rýsování, kterým se nanášejí rozměry. Pravítka jsou milimetrová a vyrábějí se z různých materiálů v různých délkách. Vhodné pravítko je z průsvitného plastu o délce 30 cm, která je dostačující pro rýsování na výkresovém formátu A4. Kružítko je určené k rýsování kružnic, kruhových oblouků a zaoblených hran. Ramena kružítka by se měla snadno rozevírat pro přesné nastavení poloměru a zároveň by měla být schopna udržet nastavený rozměr. Tuha v kružítku se ostří šikmo. Pro kreslení kružnic menších průměrů se mohou použít i šablony. Úhloměr slouží k rýsování přímek, os a úseček pod určitým úhlem. Vhodný je polokruhový úhloměr s úhlem 180° z průsvitného plastu. Křivítkem je kreslící pomůcka k vykreslování složitějších křivek. Stěrací pryž neboli guma je velmi užitečná pomůcka v případě, kdy je třeba z výkresu vymazat určitou část. Vhodnější je používat pryž z plastů a takovou, která je na rozdíl od běžných gum mnohem šetrnější k papíru. Šablony jsou užitečnou pomůckou pro psaní technického písma, kreslení kružnic, oblouků, elips, čtverců apod. Používáním šablon se usnadní kreslení často používaných geometrických tvarů. Pro technické písmo existují písmové šablony různých velikostí a tloušťek písma. Místo šablon se může pro technické písmo použít obtisků Propisot.

15

Rýsovací deska s příložníkem funguje jako rýsovací podložka, která usnadní kreslení vodorovných přímek a zajistí přesné vedení trojúhelníků. Pro technické výkresy se volí bílý kladívkový papír z řady formátů ISO-A. Originály výkresů se zhotovují na pauzovací (průsvitný) papír. Pro kreslení tuší se používají papíry, u kterých nesmějí být vlákna, po kterých by se rozpila tuš. 2.1.2 Zásady při rýsování Pro správné a snadné rýsování je vhodné dodržovat několik zásad při rýsování. Tyto zásady výrazně ulehčí celé rýsování.: •

Pracovní místo by mělo být uklizené a čisté. Na stole by měly být pouze pomůcky potřebné pro rýsování položené na pravé straně.

•

Udržovat všechny rýsovací pomůcky v čistotě a také mít čisté ruce. Před každým rýsováním zkontrolovat, zda jsou pomůcky čisté, aby se jimi nemohl ušpinit výkres. V případě potřeby očišťovat pomůcky i během rýsování suchým hadříkem.

•

Dlaně by se neměly opírat o výkresový list.

•

Při práci na větším výkresovém listu je vhodné zakrýt část výkresu, na které se zrovna napracuje, papírem. Vhodný je průsvitný pro lepší přehlednost.

•

Při rýsování tužkou si dávat pozor, aby se narýsované čáry nerozmazávaly rukou nebo posuvem pravítka. Případný prach z tužky odstranit z výkresu.

•

Při rýsování tuší vždy počkat s posuvem pravítka, až tuš zaschne. Nejdříve se vytahují kružnice a křivky a poté vodorovné a svislé čáry. Proto je vhodné kreslit výkresy z leva doprava a od shora dolů.

•

Vhodné osvětlení pracovního místa je další důležitou zásadou. Pro rýsování je vhodnější denní světlo. Při umělém světle by měl být výkres osvětlen celý a rovnoměrně.

•

Během práce je potřeba dbát na správné a pohodlné držení těla.

•

Správná vzdálenost očí od rýsovací plochy je důležitá, aby se oči hned neunavily. Tato vzdálenost by měla být 300 mm.

•

Během práce by se nemělo zapomínat na průběžný odpočinek a protáhnutí. Pokud se objeví bolest v ruce, je nutné přestat s rýsováním a ruku spustit podél těla a třepat s ní, tak se ruka správně prokrví.

16

2.2 Normalizace v technickém kreslení „Technický výkres je dorozumívacím prostředkem mezi konstrukční kanceláří a dílnou, mezi techniky a dělníky aj. Jednoznačné srozumitelnosti výkresu se dosáhne jeho zhotovením podle určitých zásad a pravidel daných technickými normami.“5 Technická norma může předepisovat parametry výrobku, vlastnosti výrobku a jeho materiálu, ale také pracovní postupy. Normy s celoevropskou nebo mezinárodní platností zajišťují zaměnitelnost a hromadnou výrobu součástek. Jejich závazné dodržování usnadňuje předávání informací z výkresů. Většina norem není volně šiřitelná a je nutné si je za určitou částku koupit. „Výsledkem normalizace jsou normy, předpisy a pravidla definující určité standardy, které: •

Usnadňují sériovou, hromadnou výrobu, a tím ji zrychlují a zlevňují.

•

Urychlují vývoj a zrychlují práci konstruktéra.

•

Zlevňují výrobu, a tím snižují práci konstruktéra.

•

Zlevňují výrobu, a tím snižují ceny výrobků.

•

Umožňují vzájemnou vyměnitelnost normalizovaných dílů.

•

Umožňují na mezinárodní úrovni budovat vzájemné vztahy v oblasti vývoje, výroby a kontroly.“ 6

Druhy norem Existuje velké množství norem. Podle jejich působnosti se dělí následovně: •

Státní normy (ČSN) – mají platnost po celém území České republiky. Tvoří je a vydává Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví (ÚNMZ). Normy mohou být rozpracovány na oborové normy (ON) a na podnikové normy (PN), pokud nejsou v rozporu s normami ČSN.

•

Celoevropské normy (EN) – mají platnost na území států EU.

•

Mezinárodní normy (ISO) – jejich platnost je celosvětová. V praxi se často stává, že se jednotlivé normy přejímají. Takové normy je třeba

správně označit. Jejich označení se skládá z označení, z čísla normy a označení šestimístným třídícím znakem shodným s původním číslováním např. ČSN EN 22553 (01 3155) Svarové

5

ŠVERCL, Josef. Rýsování pro 8. r. zvláštní školy. 1. vyd. Praha: Scientia, 1996, 37 s. ISBN 80-7183-

069-8. 6

KLETEČKA, Jaroslav a Petr FOŘT. Technické kreslení. 2., opr. vyd. Brno: Computer Press, 2007, 252 s. ISBN 978-80-251-1887-0.

17

a pájené spoje. Níže jsou pro příklad uvedeny normy, které se budou týkat následujících kapitol: -

ČSN EN 22553 (01 3155) Svarové a pájené spoje;

-

ČSN ISO 128-1 (01 3114) Pravidla zobrazování;

-

ČSN EN ISO 4287 (01 4450) Struktura povrchu;

-

ČSN ISO 5457 Technické výkresy, Formáty a úprava výkresových listů;

-

ČSN ISO 2768-1 Všeobecné tolerance, Nepředepsané mezní úchylky délkových a úhlových rozměrů;

-

ČSN ISO 8015 (014204) Technické výkresy, Základní pravidlo tolerování.

2.2.1 Druhy technických výkresů Technické výkresy se dají rozdělit podle následujících druhů: •

Náčrt (skica) může být nakreslen od ruky na libovolný formát papíru jak bez ohledu na měřítko tak i bez úplného kótování. Z náčrtu poté vzniká originál výkresu.

•

Originál je výkres součásti nebo skupiny součástí obsahující všechny předepsané údaje,

který

se

archivuje.

Originál

se

kreslí

v normalizovaném

měřítku

na normalizovaný formát papíru. Originální výkres může být vytvořený také v počítači a vytištěný plotterem. •

Kopie se vytváří kopírováním originálu. Takto vytvořená kopie slouží jako podklad pro výrobu a montáž. Ve strojírenství se výkresy dále dělí podle určení na návrhové výkresy, výkresy

součástí a výkresy podsestav a sestav. V dnešní době se technické výkresy dají vytvořit klasickým kreslením rukou nebo za použití výpočetní techniky např. CAD systémy. 2.2.2 Formáty výkresů a úprava výkresových listů Rozměry výkresů jsou stanoveny normou ČSN ISO 5457, která předepisuje rozměry výkresových listů všech druhů technických výkresů, které jsou používány v průmyslu a ve stavebnictví. V normě jsou definovány tři řady výkresových formátů: základní formáty ISO-A, prodloužené formáty a zvlášť prodloužené formáty. Preferuje se používání základní řady formátů A0, A1, A2, A3 a A4. Formáty vycházejí z formátu A0, který má plošný obsah 1m². Formát A1, vznikne půlením formátů A0 atd.

18

Obr. 2 Rozměry výkresových formátů ISO-A

Úprava výkresového listu má také své náležitosti jako jsou okraje a orámování, popisové pole, středící značky, souřadnicová síť a značky pro oříznutí. Kreslící plocha je orámována souvislou čarou tlustou 0,7 mm. Okraje jsou široké zleva 20 mm a 10 mm vpravo, nahoře a dole. Širší levý okraj může být použit pro svázání výkresů do složky. Dalším grafickým prvkem je popisové pole, které musí obsahovat každý výkres. Z praktického důvodu se používají všechny formáty A0 až A3 na šířku s umístěním popisového pole do pravého dolního rohu kreslící plochy, s výjimkou formátu A4, který se používá na výšku. Náležitosti popisového pole jsou uvedeny v podkapitole Konstrukční dokumentace. Středící značky usnadňují umístění výkresového listu při jeho reprodukci apod. Dále je na výkrese souřadnicová síť usnadňují orientaci a určení polohy objektů. Posledním grafickým prvkem jsou značky pro oříznutí usnadňující oříznutí formátu.

Obr. 3 Úprava výkresového listu

19

2.2.3 Měřítka zobrazení a technické písmo Měřítko zobrazení určuje poměr velikosti nakresleného obrazu objektu k jeho skutečné velikosti. Například na výkresech ve stavebnictví nelze nakreslit budovy ve skutečném měřítku 1:1, proto je zde nutné použít měřítko pro zmenšení např. 1:100. Takové měřítko udává, že rozměry na výkrese jsou stokrát menší než rozměry ve skutečnosti. Na výkrese se použité měřítko zapisuje do popisového pole. Při použití jiného měřítka např. u zobrazení tvarové podobnosti se měřítko uvede pouze u písmene vyznačujícího tvarovou podobnost. Měřítka zobrazení se dají rozdělit do tří základních skupin. Skutečná velikost, tj. měřítko zobrazující objekty ve skutečné velikosti 1:1. Měřítko pro zvětšení se používá pro kreslení malých objektů. Měřítko pro zmenšení je pro použití zobrazení velkých objektů. Tabulka 1 Měřítka zobrazení

Typ měřítka

Normalizovaná měřítka zobrazení

Skutečná velikost

1:1

Měřítko pro zvětšení

2:1, 5:1 10:1, 20:1, 50:1

Měřítko pro zmenšení

1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50, 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:100000

Všechno písmo, které se nachází na technickém výkrese, musí být napsáno technickým písmem. Existuje několik způsobů, jak vytvořit technické písmo. Podle normy ČSN 013135 může být písmo vytvořeno psaním volnou rukou (může být použita síť), za pomoci šablony, pomocí obtisků (např. Propisot) nebo počítačem řízenými zařízeními (např. plotterem). Norma předepisuje velikosti písma, které mohou být na technických výkresech použity. Od výšky písmen velké abecedy se odvozuje velikost písma. Výška písmen velké abecedy je stejná pro všechna písmena, šířka písmen je různá a určuje se vzhledem k výšce písma. Výška písmem se značí písmenem h a udává se v mm. Ostatní parametry písma jsou odvozeny vzhledem k velikosti písma. Tabulka 2 Velikosti psíma

Řada výšek písma (mm) Výška odvozená od výšky velkých písmem

1,8

2,5

20

3,5

5

7

10

14

20

Písmo na výkrese může být psáno jako kolmé k základní čáře nebo šikmé se sklonem 15° od svislého směru. Norma rozlišuje čtyři typy písma: typ A kolmé, typ A šikmé, typ B kolmé a typ B šikmé. Častěji se používá písmo kolmé - typ B.

Obr. 4 Normalizované písmo kolmé – typ B

2.2.4 Druhy čar na technických výkresech Čára je základní prostředek používaný pro kreslení na výkrese. Na výkrese se používá několik různých typů čar, každá má svůj význam. I čáry na výkrese jsou předepisovány normou. Mezi základní typy čar patří čáry plné (souvislé), přerušované (čárkované a tečkované) a střídavé (čerchované). Čára je tedy určena uspořádáním prvků, ze kterých je tvořena a svoji tloušťkou. Tloušťky čar se dělí podle vzájemného poměru 1 : 2 : 4 na tenké, tlusté a velmi tlusté, příklad: 0,25 mm : 0,5 mm : 1,0 mm. Tloušťka čáry se značí d. Tabulka 3 Řada tloušťek čar

Tloušťka čáry d

0,13

0,18

0,25

0,35

0,5

0,7

1,0

1,4

2,0

Také při kreslení čar je potřeba dodržovat určité zásady. Křížení přerušovaných čar se kreslí dlouhou čárkou, čáry se nesmí protínat mezerou. Přerušované čáry nesmí být spojeny mezerou. U rozměrů menších než 12 mm se smí kreslit jeho osa souvislou tenkou čarou. V případě kreslení přerušovaných čar blízko se čárky a mezery kreslí tak, aby se navzájem střídaly. Osy souměrnosti se kreslí s přetažením přes obrys o 5 až 10 mm. V případě, že je na společné ose více děr, osa se nepřeruší. 21

Obr. 5 Typy čar a jejich význam

2.3 Technické zobrazování Při rýsování objektů na technickém výkrese je potřeba objekt určitým způsobem zobrazit. Existují dva typy zobrazování objektů. Prvním z nich je plošné zobrazení 2D, při kterém se na objekt nahlíží v určitém směru a jeho výsledný pohled se promítne na průmětnu. Tento způsob je náročnější na představivost. Druhým způsobem je metoda prostorového zobrazování 3D, která je názornější a méně náročná na představivost. U prostorového zobrazování je v praxi nejrozšířenější axonometrické promítání. U předmětů vyobrazených touto metodou jde snadno z jednoho obrazu vyčíst celkový tvar předmětu. V dnešní době se velmi často používá parametrické modelování pro zobrazení složitých tvarových součástí. Jedná se o způsob, kdy se za použití moderní výpočetní techniky užívá metody prostorového zobrazení také nazývané prostorové modelování. Z takto konstruované složité součásti se poté automaticky vygenerují potřebné pohledy pro 2D zobrazení součásti. Existuje několik způsobů promítání. Tyto jednotlivé způsoby vznikají promítnutím objektu za pomoci promítacích přímek. Promítací přímky promítají objekt na promítací rovinu neboli průmětnu. Podle směru promítacích přímek a středu promítání se dělí promítání na tři základní typy: rovnoběžné promítání, kosoúhlé promítání a středové promítání.

22

Rovnoběžné promítání: Promítací přímky jsou vzájemně rovnoběžné a zároveň rovnoběžné se směrem promítání, který nesmí být rovnoběžný s průmětnou. Střed promítání nelze vzhledem k rovnoběžnosti promítacích přímek určit. Příkladem toho způsobu promítání je pravoúhlé promítání. Kosoúhlé promítání: Jedná se o způsob rovnoběžného promítání, při kterém promítací přímky svírají s průmětnou jiný než pravý úhel. Středové promítání: Promítací přímky vychází ze společného bodu promítání. Střed tohoto promítání nesmí ležet v průmětně a lze jej přesně určit.

Obr. 6 Pravoúhlé promítání a středové promítání

2.3.1 Pravoúhlé promítání Pravoúhlé

promítání

je

nejběžnějším

rovnoběžným

promítáním

a

zároveň

nejrozšířenějším promítáním ve strojírenství. Rovnoběžné promítací přímky svírají s průmětnou pravý úhel (90°). Objekt může být promítán až na šest navzájem kolmých průměten, obvykle se promítá na tři průmětny (nárys, bokorys a půdorys). Při zobrazování předmětu se určuje hlavní pohled zepředu (nárys), ze kterého lze vyčíst nejvíce informací. Ostatní pohledy se nazývají sdružené. Metody pravoúhlého promítání Pravoúhlé promítání má dva způsoby zobrazování: metoda zobrazování 1 a metoda zobrazování 3. Rozdíl mezi nimi je v umístění objektu vzhledem k pozorovateli a průmětnám. Název vychází z rozdělení soustavy rovin na čtyři kvadranty. Na výkresu v popisovém poli nebo v jeho blízkosti se uvádí označení promítání příslušnou značkou, která je uvedena na obr. U promítání ve 3. kvadrantu jsou pohledy ve značce prohozené. 23

Metoda promítání 1 Metoda se označuje i jako metoda promítání v 1. kvadrantu. (ISO – E, promítání „evropské“). Při tomto způsobu pravoúhlého promítání leží objekt mezi pozorovatelem a průmětnou. Pohled z leva je umístěn na pravé straně nárysu a pohled shora je umístěn pod nárysem. U nás se pro zobrazování používá tato metoda promítání.

Obr. 7 Metodou promítání 1

Promítání v 3. kvadrantu Tato metoda se také nazývá metoda promítání 3, nebo také promítání „americké“ a ISO – A. Při tomto způsobu promítání leží objekt z pohledu pozorovatele až za průmětnami. 2.3.2 Zobrazování geometrických těles Pro zobrazení geometrických těles je potřeba pouze dvou pohledů – nárysu a půdorysu. Geometrické těleso se dá zobrazit i za použití pouze jednoho pohledu (nárysu), přičemž se místo půdorysu nakreslí např. u válce před kótou značka průměru. Mezi základní geometrická tělesa se řadí hranol, jehlan, válec, kužel, koule, anuloid. I při zobrazování některých složených těles si vystačíme s jedním pohledem, protože i v tomto případě jsou to geometrická tělesa. Na konci této práce v kapitole Přílohy jsou uvedena zobrazování všech zmíněných geometrických těles. Právě geometrická tělesa jsou vhodná pro základní pochopení technického zobrazování objektů. Geometrická tělesa znají žáci již z geometrie. 24

Obr. 8 Zobrazení válce

Na obrázku níže je zobrazen pravidelný šestiboký hranol ve čtyřech různých průmětech. Podle toho, která jeho stěna je zvolena za podstavu, a v závislosti na jeho natočení vypadají jeho průměty vždy jinak.

Obr. 9 Sdružené průměty šestibokého hranolu

Pro procvičování sdružených průměten je jako geometrické těleso nejvíce vhodná koule. Ta má v jakékoliv poloze vždy jako v průmětně podobu kruhu, která má stejný průměr jako samotná koule. Pohledy zepředu a shora (případně z boku) se shodují. Pokud koule není celá a je seříznuta z jedné nebo dvou stran, nebudou již její průměty totožné.

Obr. 10 Sdružené průměty koule

25

2.3.3 Pravidla pro zobrazování na výkresech Pohledy Při zobrazování tělesa se volí co nejmenší počet obrazů (pohledů), který zajistí úplné zobrazení tělesa. Hlavní obraz by měl být volen tak, aby co nejvíce vystihl tvar tělesa. Obrazy se umísťují podle pravidel pravoúhlého zobrazování. Těleso má být na výkrese zobrazeno ve funkční poloze nebo v poloze, která je vhodná pro výrobu. Obrysy tělesa a jeho viditelné hrany se kreslí souvislou tlustou čarou. Čárkovanou tenkou čarou se kreslí neviditelné hrany a obrysy. Pohledy odpovídající

metodě pravoúhlého promítání se nazývají sdružené

a na výkrese se neoznačují. Pohledy, které neodpovídají této metodě, se nazývají nesdružené a na výkrese se označují. V obrazu, ze kterého vycházejí další pohledy, se označí pohledy šipkou směřující k pohledu a písmenem velké abecedy. Nad takto odvozeným pohledem se uvede souhlasné písmeno. Pokud je výška písma 3,5 mm, použije se velikost písma nejméně 5 mm, nejlépe však 7 mm. Použití nesdružených pohledů může být kvůli nedostatku místa v určité oblasti kreslící plochy případně umístění pohledu na dalším výkresovém listě. Částečný pohled se používá v případě, kdy není možné zobrazit předmět podle pravidel metody pravoúhlého promítání na průmětny k sobě kolmé, aniž by došlo ke zkreslení tvaru a rozměrů součásti. Nejvhodnější způsob umístění částečného pohledu je promítání u základního obrazu. Další možnosti jsou posunutý pohled nebo posunutý a pootočený pohled s uvedením o kolik stupňů je pohled pootočen. Místní pohled zobrazuje tvar pouze určitého tvarového prvku. Takovýmto tvarem může být například drážka pro pero na hřídeli. Pohled spojuje se základním obrazem tenkou čerchovanou čarou. Shodné pohledy na určitou součást se označí ve výchozím obraze šipkami a písmeny s čísly určujícími jejich počet. Nad odvozený pohled se zapíše stejné označení pohledů oddělené čárkami. Rozvinutý pohled se uplatní při zobrazování předmětů, které byly vyrobeny ohýbáním, nebo které mají zakřivený povrch. Místa, ve kterých je předmět ohnutý, se vyznačí souvislou tenkou čarou. Nad rozvinutý pohled se nakreslí značka rozvinutí.

26

Obr. 11 Částečný pohled a místní pohled

Zjednodušení v zobrazování Někdy je pro názornost vhodné zobrazit na výkrese detail součásti ve větším měřítku a použije se tedy zobrazení detailu součásti v měřítku. Tento detail se na hlavním obrazu umístí do uzavřené kružnice a označí písmenem velké abecedy. Zvětšený obraz se nakreslí na volnou plochu výkresového listu a označí stejným písmenem, za písmeno se uvede měřítko zvětšení. Písmo pro uvedení měřítka je o jeden stupeň větší, než jsou kóty.

Obr. 12 Zobrazení detailu součásti v měřítku

Souměrné obrazy se využívají k zobrazování osově souměrných součástí. Nakreslí se pouze jedna polovina osově souměrné součásti a v obraze se souměrnost vyznačí. Pokud se na obraze nacházejí opakující se shodné prvky, stačí nakreslit a zakótovat pouze jeden z nich, přičemž ostatní znázornit zjednodušeně pomocí os.

27

Obr. 13 Souměrné obrazy a opakující se shodné prvky

Přerušování obrazu se používá u zobrazování příliš dlouhých těles pro ušetření plochy na výkrese a pro lepší přehlednost. Obraz se přeruší souvislou tenkou čarou se zlomem nebo souvislou tenkou čarou od ruky. Přerušit se mohou součásti s neměnným nebo plynule se měnícím průřezem.

Obr. 14 Přerušení obrazu

Řezy a průřezy Kreslení řezů a průřezů je výhodné, pokud je nutné zobrazit složité, případně i duté součásti, jejich neviditelné hrany a obrysy. Řez i průřez se následně kótují. Důležité je zvolit správnou rovinu řezu, která zobrazí tvar součásti, který by jinak při běžném pohledu na ni nebyl zřejmý. Zvolená rovina řezu se vyznačuje tenkou čerchovanou čarou v celém jejím průběhu a označuje se písmeny velké abecedy. Shodně se označí i její obraz.

28

Obr. 15 Rozdíl mezi řezem a průřezem

Řez je obraz součásti rozříznuté pomyslnou rovinou (nebo více rovinami) promítnutý na průmětnu, která je rovnoběžná s rovinou řezu. V obrazu řezu se zobrazují části, které leží v rovině řezu a také části, které leží za rovinou řezu (části ležící před rovinou řezu, se nezobrazují). Rovina řezu se vede v takovém místě součásti, aby se zobrazily charakteristické tvary součásti. Řezná rovina se označí silnou čarou v místě řezné roviny. K těmto čarou se u okraje kreslí šipky ve směru promítání. Z vnější strany šipek se řez označí písmeny velké abecedy. Plochy řezu se vyznačují šrafováním. Šrafy jsou rovnoběžné šikmé souvislé tenké čáry kreslené k obrysové čáře se sklonem napravo nebo nalevo pod úhlem 45°. Při kreslení šrafování je nutné na všech obrazech dodržovat stejnou hustotu a sklon čar. Šrafování ploch velkých rozměrů se může kreslit jen po okrajích od obrysových čar. Úzké plochy v řezu se mohou vyplnit (vykreslit), pokud by jejich šrafování bylo obtížné. U součástí v řezu, které se navzájem dotýkají, se použije šrafování s odlišným sklonem čar. Podle způsobů provedení se dají řezy rozdělit na místní, podélné, příčné. Podle potřeby se rovina může zalomit a pak se jedná o lomený řez. Jednoduchý řez má jednu rovinu v řezu, naopak složité řezy mají více rovin řezu. Dále jsou to poloviční řezy a rozvinuté řezy. U příčných řezů prochází řezná rovina kolmo na podélnou osu součásti. Naopak u podélného řezu prochází řezná rovina podélnou osou součásti. Místní řezy se používají pro zobrazování vnitřních drážek nebo otvorů v součásti, které se v normálním pohledu jinak zobrazují jako neviditelné. Řez se ohraničí tenkou nepravidelnou souvislou čarou nebo pravidelnou čarou se zlomem a rovina řezu se označovat nemusí, protože je rovnoběžná s průmětnou.

29

Průřez je obraz součásti rozříznuté pomyslnou rovinou (nebo více rovinami), přičemž se na rozdíl od řezu zobrazují pouze části ležící v řezné rovině. Průřez se nesmí použít, pokud by se obraz průřezu rozpadl na více částí. Pomyslná rovina se u průřezu nesmí lomit. Pro jejich znázorňování platí stejné zásady jako u řezů. Průřezy se podle způsobu jejich provedení dají rozdělit na sdružený vynesený průřez, pootočený vynesený průřez a sklopený průřez vkreslený.

Obr. 16 Typy průřezů

2.4 Kótování Pro určení velikosti a polohy předmětu na výkrese je potřeba uvedení velikosti rozměrů předmětu potřebných pro výrobu. Zapisování těchto hodnot na výkrese se nazývá kótování. Kótování je jedna z nejdůležitějších prací na technickém výkrese. Zapisování a čtení kót je tedy rozhodující při výrobě. Podle funkce výrobku, jeho způsobu výroby a kontroly rozměrů se kóty dělí: •

funkční kóta – kótou je určen rozměr, který je důležitý pro funkci výrobku (bývá obvykle doplněna tolerančními značkami);

•

nefunkční kóta – její rozměr není důležitý pro funkci výrobku, ale pro jeho výrobu;

•

informativní kóta – rozměr je pouze přibližný a slouží jako informace. Hodnota kóty se zapisuje v kulatých závorkách.

30

2.4.1 Pravidla kótování •

Kóta je číselná hodnota, která udává požadovanou nebo skutečnou velikost rozměrů a polohu předmětu a jeho částí, bez ohledu na měřítko, v jakém je předmět nakreslený. Hodnoty kót se zapisují na kótovací čáry v mm a jednotky se neuvádí.

•

Délkové rozměry se kótují na výkrese ve stejných měřících jednotkách, především to jsou milimetry, bez uvedení značky jednotek mm. Pokud je použito měřící jednotky jiné veličiny, značka se uvádět musí.

•

Rovinné úhly se kótují v úhlových stupních, minutách a vteřinách. Značka měřící jednotky (°), (´) a (“) se uvádí za číselnou hodnotou vždy.

•

Každý prvek je na výkrese zakótován pouze jednou.

•

Kóty se zapisují v pohledu nebo v řezu, ve kterém je zřejmý jejich vztah ke kótovanému prvku.

•

Kóty stejného prvku předmětu se zapisují pokud možno do jednoho obrazu.

•

Při kótování se dává přednost umisťování kótovacích čáry vně obrazu.

•

Kóty a jejich značky se zapisují tak, aby se četly od spodního nebo pravého okraje výkresu.

•

Všechny potřebné informace o rozměrech je třeba uvést přímo na výkrese nebo v souvisejících dokumentech (např. v popisovém poli nebo v seznamu položek).

•

Rozměry opakujících se konstrukčně stejných prvků se zakótují pouze na jednom z těchto prvků.

•

Rozměry vyplývající ze zobrazení se nemusí kótovat, jsou to například pravé úhly zobrazených hran nebo úhly svírající boční stěny pravidelných mnohostěnů.

2.4.2 Provedení a zapisování kót Provedení kót a jejich uspořádání na výkrese musí být tvořeno podle stanovených pravidel, které zajistí jednoznačnost a přehlednost. Pro kótování se používají kótovací čáry, pomocné čáry, odkazové čáry a hraničící značky. Kóta, kótovací čáry a hraniční značky mají přednost před ostatními čárami. V případě jejich křížení se ostatní čáry přeruší.

31

Obr. 17 Provedení kót

Kótovací čáry se kreslí souvislou tenkou čarou rovnoběžně s kótovaným rozměrem prvku nebo jako oblouk se středem ve vrcholu úhlu, jsou tedy stejně dlouhé jako kótovaný rozměr. Kótovací čáry se nesmí zbytečně protínat s jinými čarami nebo s nimi splynout (s osou, s hranou). Zakončují se hraničícími značkami. „Pomocné“ (vynášecí) čáry se kreslí souvislou tenkou čarou kolmo ke směru kótovaného prvku, nebo jsou směřovány do vrcholu úhlu. Čáry se prodlužují o 1 až 2 mm za kótovací čáru. Pomocnou čarou může být osa nebo prodloužená osa. Mohou být kresleny šikmo v případě, že by vznikla nejasnost ohledně kóty. Odkazové čáry se nejčastěji kreslí lomené tak, že zapsání kóty je rovnoběžné s dolním okrajem výkresu. Také odkazové čáry se kreslí souvislou tenkou čarou. Ne výkresu se ještě objevují hraničící značky. Hraničícími šipkami nebo hraničícími úsečkami se ukončují kótovací čáry. Na výkrese je třeba používat vždy pouze jeden typ a velikost hraničících značek. Hraničící značky mají několik typů. Velikost šipek se rovná výšce písma kót. Šipky se kreslí tenkými plnými čarami, úhel rozevření šipek je 15°. Použití různých typů šipek je rovnocenné. Hraničící šipky se kreslí především uvnitř pomocných (vynášecích) nebo obrysových čar. Pokud není mezi vynášecími čarami dostatek místa pro hraničící šipky a kótu, nakreslí se šipky vně vynášecích nebo obrysových čar. Hraničící šipky nesmí protínat žádná čára, v takovém případě se musí čára přerušit. Při kótování šrafovaných ploch se šipky kreslí vně plochy a šrafy se v místě hodnoty kóty přeruší. Kóty se zapisují technickým písmem velké abecedy a velikost je volena mezi 3,5 až 5 mm. Velikost by měla být zvolená taková, aby byla zaručena dobrá čitelnost i na kopiích výkresu. Kóty se zapisují nad kótovací nebo odkazovou čáru, pokud možno

32

na střed jejich délek a 1 až 2 mm vysoko nad ně. Kóty by neměli být protnuty žádnou čarou, pokud by k tomu mělo dojít, čára se v místě kóty přeruší. Zapisování kót může být dvojího způsobu. V prvním způsobu jsou kóty zapsány nad střed kótovací čáry. Měly by být čitelné zdola a zprava. Druhý způsob zapisování je méně obvyklý. Kóty se zapisují, aby byly čitelné zdola a v místě, kde se zapisují, se kótovací čáry přeruší. 2.4.3 Soustavy kót Při kótování dvou a více délkových rozměrů se stejným směrem a úhlů společného vrcholu se může použít následujících způsobů kótování: •

řetězcové kótování;

•

kótování od společné základny;

•

smíšené kótování;

•

souřadnicové kótování; Řetězcové kótování Při řetězcovém kótování se kótují od společné hrany rozměry, které následují

bezprostředně za sebou – tyto rozměry leží na jedné kótovací čáře. „Řetězce bezprostředně za sebou následujících kót můžeme použít tehdy, pokud součet povolených dílčích nepřesností rozměrů nemůže ovlivnit funkci nebo vyměnitelnost výrobku.“7 K zakótování většího počtu prvků mající stejný rozměr je vhodné použít kótování součinem. Zápis součinu se skládá z počtu stejných roztečí a číselnou hodnotou rozteče, za součinem se do oblé závorky zapisuje celková hodnota. V případě přerušení obrazu se zakótuje první rozměr v řetězci samostatnou kótou. Celkový součet rozměrů se zapisuje pod řetězec kót v oblých závorkách. V oblých závorkách může být zapsán i poslední rozměr v řetězci kót, přičemž celkový rozměr není v závorkách. Kótování od společné základny Tento způsob kótování je vhodné použít v případě, že má poloha kótovaných prvků funkční nebo technologický vztah k jednomu prvku. Kótování probíhá od tohoto prvku, který je společnou základnou.

7

ŠVERCL, Josef. Rýsování pro 9. r. zvláštní školy. 1. vyd. Praha: Scientia, 1996, 39 s. ISBN 80-7183-

070-4.

33

. Obr. 18 Soustavy kót

Smíšené kótování Na výkrese se mohou jednoduché kótování, řetězcové kótování a kótování od společné základny kombinovat. Souřadnicové kótování „Souřadnicové kótování je nutné použít pro některé výrobní stroje. Soustava polárních souřadnic je definována počátkem, směry souřadnic navzájem kolmých, poloměry a úhly. Souřadnice vychází z jednoho bodu. Číselné hodnoty souřadnic mohou být zapsány do tabulky, nebo ke každému bodu.“8 2.4.4 Pravidla kótování geometrických a konstrukčních prvků součástí Kótování oblouků Kruhové oblouky se kótují poloměrem R za použití jednoho z uvedených rozměrů: Středový úhel (Obr. 19 a), Délka tětivy (Obr. 19 b) a Délka oblouku na daném poloměru (Obr. 19 c). Kótovací čára je kreslena jako oblouk kružnice soustředný s kótovaným obloukem. Nad kótou se kreslí značka oblouku – oblouček délky nejméně 3,5 mm.

Obr. 19 Kótování oblouků

8

HOLOUŠ, Zdeněk, Eliška MÁCHOVÁ a Pavla KOTÁSKOVÁ. Odborné kreslení pro učební obor Truhlář. Vyd. 1. Praha: Informatorium, 2008, 105 s. ISBN 978-80-7333-069-9.

34

Kótování poloměrů Při zapisování kóty poloměru se před číselnou hodnotu rozměru zapisuje písmeno R (zkratka z latinského slova RADIUS = poloměr), např. R22 (Obr. 20 a). Kótovací čára je vedena ze středu oblouku nebo ve směru do středu oblouku. Čára má jednu šipku, která vždy končí na oblouku. Pokud je střed oblouku mimo kreslící plochu, čára se lomí k ose (Obr. 20 d). Poloměry zaoblení hran se kótují kótovací čárou uvnitř nebo vně prvku k zaoblené hraně, nebo ke středu poloměru zaoblení. Malé (nezobrazené) poloměry se kótují od hrany.

Obr. 20 Kótování poloměrů

Kótování průměrů Kóta průměru se skládá ze značky průměru ∅ a z číselné hodnoty udávající rozměr průměru. Průměry se kótují následujícími způsoby: •

kóta je umístěná uvnitř nebo vně obrazu, pokud je kótovaný prvek zobrazen jako kružnice (Obr. 21 a, b);

•

délkou úsečky, v případě že je kótovaný prvek zobrazený jako úsečka;

•

kružnice malých průměrů mají kótu umístěnou k prodloužené čáře nebo na/k odkazové čáře (Obr. 21 e). U malých kružnic, které nejsou na výkrese zobrazeny, je vedena odkazová čára z průsečíku os;

•

„Není-li kružnice zobrazena celá nebo kótuje-li se více průměrů v obrazu rotačního předmětu, který by byl pomocnými a kótovacími čarami přeplněn, užije se neúplných kótovacích čar s jednou šipkou.“ 9.

9

KLETEČKA, Jaroslav a Petr FOŘT. Technické kreslení. 2., opr. vyd. Brno: Computer Press, 2007, 252 s. ISBN 978-80-251-1887-0.

35

Obr. 21 Kótování průměrů

Kótování koulí Kóta kulové plochy se skládá z písmena S

(zkratka z anglického

slova

SPHERE = koule). Kulová plochá se kótuje dvěma způsoby: průměrem, při zobrazení větší části než je polovina koule (Obr. 22 a, b), nebo poloměrem, při zobrazení menší části než je polovina koule (Obr. 22 c).

Obr. 22 Kótování koulí

Kótování úhlů Kótovací čáry jsou oblouky kružnic se středy ve vrcholu úhlu, vynášecí čáry vychází z vrcholů. Rovinné úhly se kótují v úhlových stupních, minutách a vteřinách. Značka měřící jednotky (°), (´) a (“) se uvádí za číselnou hodnotou vždy.

Obr. 23 Kótování úhlů

36

Kótování zkosených hran „V technické praxi se zpravidla musí všechny vyrobené součásti z nejrůznějších důvodů zbavit ostrých hran (aby při manipulaci s nimi nedošlo k poranění). Tomuto úkonu se říká „srážení hran“.“10 Pro zakótování zkosených hran je několik způsobů: •

délkovým a úhlovým rozměrem (hrany zkosené pod jiným úhlem než 45°);

•

dvěma délkovými rozměry (zkosené hrany plochých součástí);

•

součinem velikosti zkosení a úhlem 45° (pouze pro úhly 45°);

•

rotační součásti malým průměrem a polovičním vrcholovým úhlem.

Obr. 24 Kótování zkosených hran

Kótování děr U průchozích a neprůchozích děr se kótuje průměr a poloha osy vůči jiné ose nebo k obrysové čáře. Při kótování více děr stejného průměru na společné přímce se může použít řetězcového kótování nebo kótování do společné základny. U pravidelně rozložených děr na roztečné kružnici se zakótuje jejich poloha průměrem roztečné kružnice. U neprůchozích děr se kótuje také jejich hloubka. Kóta průměru a hloubky díry by se měla umísťovat nejlépe do jednoho obrazu. U vrtané díry se její hloubka kótuje bez kuželového ukončení (Obr. 25 a). Běžný šroubovitý vrták má úhel 118°, kreslíme cca 120°. Pokud je nebezpečí, že by mohl hrot kužele vrtáku při neobratném vrtání neprůchodné díry součást provrtat, tak se hloubka díry zakótuje až k vrcholu kuželového zakončení (Obr. 25 b). V případě použití vrtáku s jiným vrcholovým úhlem, než má běžný šroubovitý vrták, se také kótuje vrcholový úhel tohoto kužele (Obr. 25 c). U nenakreslené díry se její hloubka kótuje na/k odkazové čáře za kótou průměru a za značkou x (Obr. 25 d). Písmeno x znamená „krát“.

10

VESELÍK, Pavel a Miroslava VESELÍKOVÁ. Technické kreslení pro 7.-9. ročník základní školy. 1. vyd. Praha: Fortuna, 1999. 63 s. ISBN 80-7168-615-8.

37

Obr. 25 Kótování neprůchozích děr

Kótování hranolů Pravidelné čtyřboké a šestiboké hranoly se kótují vzdáleností dvou rovnoběžných bočních ploch. Kóta se skládá ze značky čtyřúhelníku nebo šestiúhelníku a číselné hodnoty. Při zobrazení hranolu v nárožní poloze se prvek kótuje na/k odkazové čáře.

Obr. 26 Kótování hranolů

Kótování tloušťek desek Tloušťka desek zobrazených v jednom průmětu se kótuje na/k odkazové čáře. Kóta se skládá z písmene T (zkratka z anglického slova THICKNESS = tloušťka) a číselné hodnoty. Kótování opakujících se konstrukčních prvků Opakující se konstrukční prvky (žebra, drážky, díry) se pro lepší přehlednost na výkrese kótují pouze jednou, je ovšem nutné určit jejich polohu. Je vhodné uvádět počet, kolikrát se určitý prvek opakuje. U opakujících se shodných prvků rozmístěných na kružnici se úhlové rozteče nekótují. U zobrazených prvků se nemusí uvádět jejich počet. Při kótování soustavy pravidelně rozložených děr na roztečné kružnici pootočené proti osám souměrnosti je třeba ji celou vztáhnout ke vhodné základně např. k ose nebo k obrysové čáře. Tabulkové kótování Pokud se kótují opakující se geometricky podobné prvky nebo součásti, které se od sebe navzájem liší pouze svými rozměry, tak se pro ně nekreslí samostatné výkresy. Nakreslí se pouze jeden výkres a na místo kót se uvedou písmena velké abecedy. Číselné hodnoty kót jsou uvedeny v tabulce, která se nachází na stejném výkrese. 38

2.5 Tolerování rozměrů a geometrické tolerance Tolerování rozměrů Při výrobě součástí vznikají nepřesnosti rozměrů. Ty jsou způsobené technologií výroby, vlastním procesem výroby nebo lidským faktorem. Skutečné rozměry součásti se liší od rozměrů udaných na výkrese. Pro určitou přesnost rozměrů se předepisují meze, ve kterých se může daný rozměr součásti lišit. Předepisování rozměrů v těchto určitých mezích se nazývá tolerování. Tolerováním se docílí určité přesnosti. Tolerují se pouze rozměry, které jsou funkční, aby tolerování nebylo zbytečně finančně náročné na výrobu. Všeobecné tolerance jsou určeny pro rozměry, které nejsou na výkrese konkrétně tolerovány. Tím zůstanou všechny tolerance v určitých mezích. Všeobecné tolerance se rozdělují podle normy ČSN ISO 2768-1 do čtyř tříd přesnosti: f (jemná), m (střední), c (hrubá) a v (velmi hrubá). Na výkresu se příslušné tolerování označí číslem normy ISO, značkou třídy přesnosti nepředepsaných mezních úchylek a značkou třídy přesnosti všeobecných geometrických tolerancí. Funkční rozměry součástí, u kterých je nutné, aby byla dodržena při výrobě vyšší přesnost na výkresech, se předepisují za pomoci mezních úchylek, mezních rozměrů a tolerančních značek. Mezní úchylky jsou číselné hodnoty uvedené za jmenovitým rozměrem. Udávají maximální povolenou nepřesnost součásti při výrobě. Mezní rozměry předepisují minimální a maximální dovolený rozměr součásti. Rozměr součásti může být omezen pouze v jednom směru. Toleranční značky se uvádějí za jmenovitý rozměr. Toleranční značka určuje polohu tolerančního pole vzhledem k nulové čáře jmenovitého rozměru. Poloha tolerančního pole je doplněna o toleranční stupeň IT. V soustavě tolerancí je definováno 20 tolerančních stupňů. Toleranční pole je určitá plocha obdélníku, jejíž vodorovné strany uvádí horní a dolní úchylku a její výška udává velikost tolerance. Poloha tolerančního pole je určena základní úchylkou, která je blíže k nulové čáře. Výška tolerančního pole je určena tolerančním stupněm IT a jmenovitým rozměrem. Toleranční značky se zapisují pomocí tolerančních polí děr a tolerančních polí hřídelů. Toleranční pole děr předepisují vnitřní rozměry, zapisují se písmeny velké abecedy (např. H7) a toleranční pole hřídelů předepisují vnější rozměry, zapisují se písmeny malé abecedy (např. h6).

39

Rozměry a tolerance jsou určeny vzhledem k ideálnímu jmenovitému rozměru (ten je označen nulovou čarou) a dalším rozměrům. Na obrázku je schéma, kde jsou jednotlivé rozměry zakresleny i s vysvětlivkami. Ve schématu je zobrazeno uložení hřídele zasunuté do díry. Uložení je vzájemný vztah dvou součástí. Je několik druhů uložení: uložení s vůlí (je možný vzájemný pohyb součástí), uložení s přesahem (zde je zaručena vzájemná nepohyblivost) a uložení přechodné (je možná buď vůle, nebo přesah).

Obr. 27 Základní pojmy tolerovaní rozměrů

Geometrické tolerance Na výkrese se kromě tolerování rozměru předepisuje také geometrická tolerance. Geometrické tolerance předepisují geometrický přesný tvar funkčních ploch, který také ovlivňuje funkčnost výrobku. Geometrické tolerance předepisují přípustné úchylky skutečných tvarů a poloh od tvarů a poloh, které jsou udané na výkrese. I v tomto případě tolerování se předepisují pouze, pokud jsou důležité z hlediska požadavků na funkci součásti. Jako tomu bylo u tolerování rozměrů, tak i nepředepsané geometrické tolerance se musí na výkrese označit jednou ze tříd přesnosti. U rozměrů se používá označení malými písmeny f, m, c a v, u geometrické tolerance jsou to třídy přesnosti H (nejpřesnější), K (střední) a L (nejméně přesný). K definování tolerancí se používá tolerančního pole nebo tolerančního prostoru. Tolerovaný geometrický prvek se musí v tomto poli nebo prostoru nacházet. Geometrických tolerancí je několik druhů. U součásti může být tolerován tvar, směr, poloha nebo házení. Každá tolerance má svoji značku, která se při jejím označování uvede. Zde budou pro příklad uvedeny pouze dvě tolerance, a to tolerance přímosti a rovinnosti. Celý přehled tolerancí s příslušnými značkami je zařazen v příloze na konci této práce. 40

Tolerance přímosti je definována tolerančním polem, ve kterém musí ležet skutečná přímka. Přímka leží mezi dvěma rovnoběžkami vzdálenými od sebe takovou hodnotou jaká je tolerance přímosti t. Na obrázku je v příkladu hodnota t = 0,1 mm.

Obr. 28 Tolerance přímosti

Tolerance rovinnosti definuje toleranční prostor, ve kterém musí skutečná plocha ležet. Tato plocha leží mezi dvěma rovnoběžnými rovinami vzdálenými od sebe o hodnotu tolerance rovinnosti t. Na obrázku je v příkladě uvedena hodnota t = 0,06 m.

Obr. 29 Tolerance rovinnosti

Také pro zapisování geometrických tolerancí jsou určitá pravidla. Hodnoty tolerancí se zapisují v pravoúhlých rámečcích rozdělených na dvě nebo více polí. Tato pole obsahují značku tolerance, hodnotu tolerance (hodnota se zapisuje v mm, přičemž jednotka se neuvádí) a písmeno (písmena) pokud se tolerance vztahuje k základním prvkům.

2.6 Struktura povrchu Během výroby strojních součástí je stejně potřebné hlídat nejen přesnost rozměrů ale i nerovnosti povrchu. Nerovnosti na povrchu vznikají při obrábění, takovýto povrch se nazývá povrch obrobený. Při zachování povrchu polotovaru zůstávají na povrchu různé nerovnosti, jako jsou otisky nerovností forem, kovadel, válců apod., tento povrch se nazývá povrch neobrobený. Struktura povrchu závisí hlavně na způsobu výroby součásti a jejího povrchu. Je nutné vždy volit strukturu povrchu vhodnou vzhledem k funkci součástky. 41

Zbytečně vysoká kvalita povrchu u součástí a strojů, kde ji není potřeba, může výrazně ovlivnit cenu výroby.

Na výkresové dokumentaci pro výrobu se podle normy uvedou

příslušné údaje o struktuře povrchu. Při posuzování nerovností na povrchu součástí se rozeznávají dva typy nerovností: nedokonalosti povrchu a struktura povrchu. Nedokonalosti povrchu jsou různé rýhy, trhliny, staženiny, koroze. Vznikají během výroby, skladování nebo funkce součásti. Tyto nedokonalosti nejsou zahrnuty do hodnocení struktury povrchu. Struktura povrchu se podle velikosti rozteče nerovností dělí na drsnost povrchu s nejmenší roztečí nerovností, na vlnitost povrchu a základní profil s největší roztečí nerovností. Za použití přístrojů se zjistí z profilu povrchu profil drsnosti s označením R-profil, profil vlnitosti s označením W-profil a profil základního profilu označený P-profil. „Pro účely měření a vyhodnocení struktury povrchu byla zvolena profilová metoda hodnocení, kdy profil povrchu vzniká jako průsečnice nerovností skutečného povrchu s rovinou vedenou kolmo k tomuto povrchu. Profil povrchu je základní informací pro posuzování struktury povrchu.“11 Na výkresech se zapisuje struktura povrchu pomocí profilu drsnosti s označením Ra. V tabulce jsou uvedeny doporučené průměrné aritmetické hodnoty profilu Ra. Tabulka 4 Průměrná aritmetická úchylka profilu Ra

Metoda výroby povrchu

Průměrná aritmetická úchylka profilu Ra (mm)

Dokončovací metody – broušení, lapovaní apod.

0,012 0,025 0,05

0,1

Běžné obrábění – soustružení, frézování apod.

1,6

3,2

6,3

12,5

Povrch polotovarů – výkovky, odlitky apod.

25

50

100

200

0,2

0,4

0,8

400

Na výkresové dokumentaci pro výrobu se struktura povrchu předepisuje značkou struktury povrchu a parametrem, který je určen druhem výroby. Podle způsobu zpracování je několik variant značek struktury povrchu. Značka označující povrch obrobený i neobrobený (Obr. 30 a), obrobený (Obr. 30 b) a neobrobený (Obr. 30 c). Značka se kreslí tenkou souvislou čarou, přičemž mezi označením parametru Ra a hodnotou profilu se dělá dvojitá mezera.

11

KLETEČKA, Jaroslav a Petr FOŘT. Technické kreslení. 2., opr. vyd. Brno: Computer Press, 2007, 252 s. ISBN 978-80-251-1887-0.

42

Obr. 30 Varianty značek struktury povrchu

Značky struktury povrchu se umisťují na plochu součásti nebo s použitím odkazových čar. Značky jsou orientovány ve směru čtení výkresu, pro ostatní polohy se použije odkazových čar. U ploch, které mají všechny stejnou strukturu povrchu, se umístí značka struktury povrchu nad popisové pole. Pokud se na výkresu vyskytuje více odlišných struktur povrchu, převládající značka se uvede před závorku a další značky v oblých závorkách, případně zjednodušeně základní značkou. Povrch, který má po celém obvodě profilu stejnou strukturu, se označí doplněním značky o kružnici.

Obr. 31 Orientace značek struktury povrchu

S předepisováním struktury povrchu také souvisí předepisování úpravy povrchu a tepelného zpracování. Funkce součásti bývá často závislá i na specifických vlastnostech v povrchové vrstvě nebo v průřezu celého materiálu. Konečná úprava povrchu všech ploch se uvede nad popisovým polem (např. ZINKOVÁNO). Konečná úprava povrchu určité plochy se zapíše nad značku struktury povrchu

2.7 Konstrukční dokumentace Konstrukční dokumentace a technologická dokumentace jsou dvě základní části technické dokumentace. Technická dokumentace slouží k převedení technické myšlenky v hotový výrobek, který má své využití. Do konstrukční dokumentace se řadí výkresy součástí a výkresy sestavení, oba tyto druhy výkresů musí obsahovat popisové pole jako

43

každý technický výkres. Na výkrese sestavení nebo odděleně na samostatném listu se umísťuje seznam položek neboli kusovník. Pro každou součást se kreslí samostatný výkres součásti, který musí obsahovat všechny důležité údaje jak pro výrobu, tak i pro kontrolu součásti. Výkres musí obsahovat tyto náležitosti: zobrazení součásti, kótování, strukturu povrchu, tolerování rozměrů a geometrické tolerance, technické požadavky, tabulku údajů u výkresů například ozubených kol nebo řetězů a popisové pole s náležitými údaji. Výkres sestavení zobrazuje sestavení všech jednotlivých součástek sestavy nebo montážních jednotek (montážní jednotkou může být celý stroj, součást stroje nebo svařovací sestavení). U složitějších výrobků se ještě kreslí výkresy skupin a podskupin. Výkres sestavení by měl být nakreslen pomocí vhodně volených pohledů, řezů a průřezů. Tento druh výkresu obsahuje: zobrazovaný objekt sestavení, kótování hlavních a připojovacích rozměrů, odkazy na jednotlivé položky (pozice), popisové pole, seznam položek (kusovník) a další doplňkové technické informace (např. údaje o svarech). Popisové pole musí být obsaženo na každém technickém výkrese a umísťuje se v pravém dolním rohu k rámci kreslicí plochy. Popisové pole zahrnuje identifikační část s povinnými údaji. Povinné údaje jsou registrační nebo evidenční číslo výkresu, název výkresu a název nebo logo zákonného vlastníka výkresu. Tato část je dlouhá maximálně 170 mm. V dalších částech popisového pole mohou být například značka způsobu promítání ISO-E nebo ISO-A, měřítko zobrazení (uvádí se pouze hlavní měřítko), materiál, polotovar, hmotnost, přesnost, tolerování, kdo výkres konstruoval, kontroloval a schválil, datum atd. Kusovník je seznam položek, který se umísťuje přímo na výkres sestavení nebo odděleně na samostatný list. Pokud je kusovník přímo na výkrese sestavení, vyplňuje se zdola směrem nahoru a záhlaví se umístí pod první řádek. V případě že se kusovník nachází na samostatném listě, vyplní se směrem shora dolů a záhlaví se umístí nad prvním řádkem a označuje se shodně s výkresem. Pořadí, ve kterém jsou zapsány položky, je shodné s číselnou řadou, která označuje položky na výkrese sestavení. V seznamu položek musí být u každé z nich uvedeno její číslo, název a označení, číslo výkresu u součástí vyráběných, nebo označení normalizovaných součástí, polotovar a materiál u součástí vyráběných, množství pro jeden výrobek a hmotnost.

44

Odkazy na položky (pozice) jsou součástí výkresu sestavení. Odkazy se na výkrese zapisují čísly (může se použít i připojení písmen velké abecedy) a všechny stejným písmem. Velikost písma by měla být 7 mm při použití výšky 3.5 mm u kót apod. Odkazy se umisťují na praporek odkazové čáry, k odkazové čáře, do kroužku nebo na jednu odkazovou čáru u souvisejících položek. Položky by měly být číslovány podle uspořádání sestavy, důležitosti částí nebo podle jiných logických důvodů.

Obr. 32 Seznam položek na výkrese sestavení

2.8 Konstruování s využitím výpočetní techniky V současné době, kdy člověka na každém kroku obklopuje moderní výpočetní technika, se používá také i pro konstrukci výpočetní technika. Kreslení výkresů na počítači přináší mnoho výhod. Nevýhodou může být čas, který je nejdříve nutné věnovat k získání znalostí pro práci s programy. CA technologie usnadňují práci konstruktérů a technologů za využití výpočetní techniky. Využíváním CA technologií se při návrhu, výrobě, kontrole, plánování atd. docílí zvýšení produktivity a zároveň snížení počtu chyb, oborové provázanosti a také mezinárodní spolupráce se zajištěním standardů. CAD je jednou z CA technologií, která usnadňuje práci konstruktérů a také ji modernizuje. Zkratka CAD znamená počítačová podpora konstruování z anglického Computer Aided Design. Počítačová podpora konstruování se uplatňuje 45

v oblastech strojírenství, stavebnictví a elektrotechnice. Vedle CAD stojí celá řada další technologií. CAx znamená Computer Aided – počítačová podpora, písmeno „x“ označuje danou oblast. Zde je uvedeno pro příklad pár dalších počítačových podpor: •

CAM – Computer Aided manufacturing (počítačová podpora výroby);

•

CAE – Computer Aided Engineering (počítačová podpora inženýrských analýz);

•

CAQ – Computer Aided Quality (počítačem podporovaná kontrola kvality).

Pro konstruování s využitím počítačové techniky je nutné mít také určité vybavení jako u klasického rýsování, kde jsou pomůcky jako pravítka, tužka nebo rýsovací deska. U kreslení na počítači to je v první řadě počítač se správným softwarovým a hardwarovým vybavením. Mezi softwarové vybavení patří určitý CAD program, ve kterém se bude kreslit. Pro správnou funkci programu jsou kladeny požadavky na hardwarové vybavení a to například na RAM operační paměť nebo na grafickou kartu. V kapitole Technické zobrazení bylo rozebráno 2D a 3D zobrazování. Programy pro technickou konstrukci podporují jak 2D zobrazování tak i 3D. Programy pro 2D jsou dostupnější a často i bezplatné pro nekomerční účely. 3D programy vychází z parametrického modelovaní, ve kterém je model matematicky popsán pomocí parametrů. Z vymodelovaného objektu je možné vygenerovat jednotlivé pohledy a tím získat výkres. Také některé 3D programy nabízí licence zdarma pro nekomerční použití. Nevýhodou u 3D programů můžou být větší požadavky na hardware. Programy CAD na základní škole Kreslení v různých CAD programech může v případě vhodného programového vybavení počítačových učeben probíhat v rámci volitelných předmětů nebo kroužků. Programové vybavení je užitečné i pro samotného učitele pro přípravu dalších pracovních listů nebo výkresové dokumentace. Programů CAD existuje na trhu celá řada. Mezi nejvýznamnější patří pro oblast strojírenství SolidWorks, AutodeskInventor, SolidEdge. K výuce na základní škole může být vhodným programem ProgeCAD, který je kvalitní alternativou za AutoCAD. Takovéto nové programové vybavení může škola získat v rámci různých grantů, o které lze zažádat, nebo může využít programů, které nabízí licence zdarma k nekomerčním účelům. Většina těchto programů je postačující pro potřeby na základní škole. 46

3. Výukové materiály Tato kapitola je věnována praktické části. Součástí bakalářské práce jsou pracovní listy ve formě přílohy, které umožní žákům procvičit získané znalosti z oblasti technického kreslení. Zároveň pomůžou učiteli ověřit znalosti žáků a poslouží mu tedy i jako zpětná vazba. Pracovní listy jsou sestaveny podle didaktických zásad, které byly rozebrány v podkapitole Didaktika technické grafiky. Každý pracovní list obsahuje zadání a hlavičku, kde žák vyplní své jméno a datum. Je zde i kolonka pro hodnocení učitele. Dále obsahuje název Technické kreslení a číslo pracovního listu. K pracovním listům jsou přiloženy i jednotlivá řešení, aby si žáci sami mohli zkontrolovat svoje vyplněné pracovní listy. Výjimkou jsou pracovní listy číslo 2 a 4, u kterých řešení není potřeba, protože se jedná pouze o přepisování textu nebo překreslení obrazců. Při tvorbě pracovních listů byla dodržena posloupnost jednotlivých témat od technické normalizace přes technické zobrazování až ke kótování. Všechny listy mají jednotnou podobu – rámeček po okrajích a hlavičku, pod kterou je vždy uvedeno zadání pro konkrétní pracovní list, tímto listy tvoří ucelený soubor. Pracovní listy si kladou za cíl, aby žáci nejprve pochopili důležitost technické normalizace pro další práci v technickém kreslení. Poté, co si je učitel jist, že žáci ovládají pravoúhlé zobrazování, může postupně přejít ke kótování. Předtištěná tělesa pro kótování jsou na výkrese nakreslena v měřítku 1:1 pro lepší představivost žáků. Při práci s pracovními listy by bylo vhodné použít různých modelů ze dřeva, které podpoří prostorovou představivost žáků. Na ukázku by bylo dobré mít pár modelů shodných se zadanými tělesy pro pravoúhlé promítání, tím se docílí lepší názornosti a žáci lépe pochopí souvislost základních průmětů. Dřevěné modely si žáci mohou sami podle své potřeby obracet na lavici. Je vhodné, žáky upozornit, že je model třeba otáčet vždy o 90°. První čtyři pracovní listy jsou určeny pro procvičení technické normalizace. První pracovní list je zaměřen na procvičení měřítek na technickém výkrese. V prvním příkladě má žák zobrazit v předepsaném měřítku pro zvětšení úsečku a v druhém příkladu zobrazené těleso v měřítku pro zmenšení. Takto vyplněný pracovní list je vhodnou názornou ukázkou, jak vypadají jednotlivá měřítka pro zmenšení a pro zvětšení. Druhý pracovní list je zaměřen na procvičení technického písma. Do předtištěných kolonek žáci přepisují předepsaný text. 47

Text je volen vhodně v rámci výuky technického kreslení. Je zde i prostor pro nacvičení psaní vlastního jména. Třetí list má téma druhy čar na technickém výkrese. Úkolem žáka je k názvu čáry dokreslit danou čáru. Na čtvrtém listě si žáci procvičí použití čar. Pátý list je zaměřen na osy souměrnosti.

Obr. 33 Ukázka příkladu z pracovního listu 4

Listy 6 až 11 se zaměřují na problematiku technického zobrazování. List 6 a 7 má téma zobrazování základních geometrických těles. Pro procvičení jsou zvoleny kvádr, válec, jehlan a kužel. Úkolem žáků je geometrická tělesa zobrazená pamětnickým způsobem překreslit technickým způsobem, tedy za použití jednoho pohledu s kótami. Po zvládnutí problematiky Zobrazování základních geometrických těles následují pracovní listy 8, 9, 10 a 11, které mají název Pravoúhlé zobrazování. V první dvojici listů žák doplňuje třetí chybějící pohled zobrazeného tělesa do předtištěného pole. Pro upevnění znalostí vhodně poslouží druhá dvojice listů, která obsahuje více příkladů pro procvičení, a žáci již pouze vybírají třetí chybějící pohled z nabídky tří možností. Listy jsou vypracovány po dvojicích pro případnou potřebu, kdy by někteří talentovanější žáci měli dříve vypracované první listy.

Obr. 34 Ukázka příkladu z pracovního listu 11

Problematika kótování je zpracována v listech 12 až 15. Na prvním z těchto listů si žák nejdříve procvičí kótování děr. Na následujícím listě si žák procvičí soustavy kót, přičemž na listě je zobrazeno stejné těleso dvakrát pro řetězcové kótování a kótování od společné 48

základny. U listů 14 a 15 jsou zadaná tělesa již zobrazena ve dvou pohledech, které stačí k úplnému zakótování. Žákovým úkolem je zobrazené těleso vhodně doplnit kótami. Pomocí pravítka žák odečte hodnoty kót. Poslední pracovní list 16 má za úkol procvičení řezů a průřezů. Žákovým úkolem je pochopit rozdíl mezi řezem a průřezem. Pro oba příklady je zadané jedno stejné těleso, které se má v určené rovině řezu zobrazit. Pro zobrazení průřezu si žák těleso překreslí z prvního příkladu, tím si zároveň procvičí i rýsování.

Obr. 35 Ukázka příkladu z pracovního listu 14

Příklady v pracovních listech byly zvoleny natolik jednoduché a názorné, aby jim žáci plně porozuměli. Použitím jednoduchých příkladů se nejlépe docílí upevnění získaných znalostí. Teprve po zvládnutí jednoduchých příkladů se může přejít k příkladům těžším. Všechny pracovní listy i jejich řešení jsou zařazeny v příloze na konci této práce. Pro jejich tvorbu jsem použila program ProgeCAD 2013 Professional a následně je exportovala do formátu PDF.

49

Závěr Cílem této bakalářské práce bylo zpracovat problematiku výuky technického kreslení na 2. stupni základní školy a vytvořit výukové materiály ve formě pracovních listů. Práce obsahuje teoretickou a praktickou část. První kapitola teoretické části je zaměřena na výuku technického kreslení na ZŠ. Druhá kapitola teoretické části, která je rozdělena na devět podkapitol, se věnuje technickému kreslení a jsou v ní zpracovány oblasti technického kreslení na úrovni základní školy. Hlavně to jsou základy technického kreslení, normalizace v technickém kreslení, technické zobrazování a kótování. Okrajově jsou zpracována témata tolerování rozměrů, geometrické tolerance, struktura povrchu, konstrukční dokumentace a konstrukce s využitím výpočetní techniky. Na teoretickou část navazuje praktická část v podobě výukových materiálů. Poznatky z teoretické části byly využity v praktické části při tvorbě pracovních listů. Procvičování ve vytvořených pracovních listech je zaměřeno na oblasti technické normalizace, technického zobrazování – pravoúhlého promítání, kótování. Tímto způsobem, jakým jsou vytvořeny pracovní listy v návaznosti na problematiku zpracovanou v teoretické části, může učitel vytvářet pomůcky v podobě dalších pracovních listů podle svých potřeb a potřeb svých žáků. Technika je oborem, který se neustále vyvíjí a má široké uplatnění. A aby se naše společnost neustále vyvíjela, je třeba již u žáků na základní škole podněcovat zájem o technické vzdělávání. Právě technické kreslení má úzkou souvislost s ostatními odbornými předměty a je jednou ze základních dovedností každého technika. Každý technik se musí umět vyjadřovat graficky a zároveň umět číst v technických výkresech. Právě základní škola je vhodným místem, kde začít s výukou technického kreslení, protože právě tady se utváří základní znalosti žáků. Důležité je to i v případě, že se žák bude chtít věnovat dalšímu studiu odborných předmětů, ať už na středních průmyslových školách v technické grafice a konstrukci nebo na gymnáziích v matematice, kde se vyučuje deskriptivní geometrie. Poznatky z technického kreslení mohou žáci využívat i v případě, že se nebudou dále věnovat technickým oborům. Získané znalosti jsou cenné i v praktickém životě při čtení návodů pro technické výrobky. Kromě toho si žáci rozvíjí svoji prostorovou představivost a procvičují učivo z geometrie. Tato práce může být použita jako výukový materiál pro učitele technické grafiky na 2. stupni základních škol. Používáním vhodných vyučovacích materiálů zefektivní výuku, učitel si ověří, zda žáci zvládli učivo. Cílem výuky technické grafiky je, aby žáci pochopili 50

smysl technické dokumentace, zvládali jednoduché technické náčrty od ruky (případně vytvoření výkresové dokumentace) a práci s pomůckami pro rýsování.

51

Použité zdroje

•

FRIEDMANN, Zdeněk a Pavel PECINA. Didaktika odborných předmětů technického charakteru. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2013. 88 s. ISBN 978-80-2106300-6.

•

FRIEDMANN, Zdeněk. Didaktika technické výchovy. 1. Masarykova univerzita v Brně, 2001. 92 s. ISBN 80-210-2641-3.

•

FRIEDMANN, Zdeněk, Zdeněk DOSEDLA, Josef PECINA, Karel STIBOR, Ivan ŠKÁRA a Gabriela ŠTĚPÁNOVÁ. Technické předměty na základní škole: příručka pro učitele. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 1997. 152 s. ISBN 80-2101663-9.

•

HOLOUŠ, Zdeněk, Eliška MÁCHOVÁ a Pavla KOTÁSKOVÁ. Odborné kreslení pro učební obor Truhlář. Vyd. 1. Praha: Informatorium, 2008. 105 s. ISBN 978-80-7333069-9.

•

LEINVEBER, Jan a Pavel VÁVRA. Strojnické tabulky: pomocná učebnice pro školy technického zaměření. 4., dopl. vyd. Úvaly: Albra, 2008. xiv, 914 s. ISBN 978-807361-051-7.

•

LEINVEBER, Jan a Josef ŠVERCL. Technické kreslení: technická dokumentace: pro studijní a učební obory SOU. Vyd. 1. Úvaly: Albra, 2003. 145 s. ISBN 80-86490-734.

•

KLETEČKA, Jaroslav a Petr FOŘT. Technické kreslení. 2., opr. vyd. Brno: Computer Press, 2007. 252 s. ISBN 978-80-251-1887-0.

•

POSPÍCHAL, Jaroslav. Technické kreslení. Vyd. 3., přeprac. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2005. 84 s. ISBN 80-01-03214-0.

•

Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Praha: Výzkumný ústav pedagogický v Praze, 2007. 126 s.

•

STIBOR, Karel, Zdeněk DOSEDLA a Jiří DVOŘÁČEK. Konstruování a technická grafika pro učitele. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 1997. 54 s. ISBN 80210-1662-0.

•

ŠVERCL, Josef. Technické kreslení a deskriptivní geometrie pro školu a praxi. 1. vyd. Praha: Scientia, pedagogické nakladatelství, 2003. 341 s. ISBN 80-7183-297-9.

•

ŠVERCL, Josef. Pracovní listy k učebnici Rýsování pro 8. r. zvláštní školy. 2. vyd. Praha: Scientia, 2001. 36 s. ISBN 80-7183-239-1.

•

ŠVERCL, Josef. Pracovní listy k učebnici Rýsování pro 9. r. zvláštní školy. 2. vyd. Praha: Scientia, 2001. 36 s. ISBN 80-7183-240-5. 52

vyd.

Brno:

•

ŠVERCL, Josef. Rýsování pro 8. r. zvláštní školy. 1. vyd. Praha: Scientia, 1996. 37 s. ISBN 80-7183-069-0.

•

ŠVERCL, Josef. Rýsování pro 9. r. zvláštní školy. 1. vyd. Praha: Scientia, 1996. 39 s. ISBN 80-7183-070-4.

•

VELIČKOVÁ, Eva. Kreslení strojírenských výkresů. 1. vyd. Ostrava: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 2010. 37 s. ISBN 978-80-7385-084-5.

•

VESELÍK, Pavel a Miroslava VESELÍKOVÁ. Technické kreslení pro 7.-9. ročník základní školy. 1. vyd. Praha: Fortuna, 1999. 63 s. ISBN 80-7168-615-8.

•

WIMMER, Tomáš. Základy strojírenství. Vyd. 1. Pardubice: Univerzita Pardubice, 2012. 131 s. ISBN 978-80-7395-508-3.

53

Seznam tabulek Tabulka 1 Měřítka zobrazení ........................................................................................ 20 Tabulka 2 Velikosti psíma ............................................................................................ 20 Tabulka 3 Řada tloušťek čar ......................................................................................... 21 Tabulka 4 Průměrná aritmetická úchylka profilu Ra .................................................... 42

Seznam obrázků Obr. 1 Úprava tuhy a hrotu kružítka (Veselík, Veselíková, 2003) ............................... 15 Obr. 2 Rozměry výkresových formátů ISO-A (Kletečka, Fořt, 2007) ......................... 19 Obr. 3 Úprava výkresového listu (Kletečka, Fořt, 2007) ............................................. 19 Obr. 4 Normalizované písmo kolmé – typ B (Kletečka, Fořt, 2007) ........................... 21 Obr. 5 Typy čar a jejich význam (Švercl, 1996)........................................................... 22 Obr. 6 Pravoúhlé promítání a středové promítání (Kletečka, Fořt, 2007) .................... 23 Obr. 7 Metodou promítání 1 (Kletečka, Fořt, 2007)..................................................... 24 Obr. 8 Zobrazení válce (Kletečka, Fořt, 2007) ............................................................. 25 Obr. 9 Sdružené průměty šestibokého hranolu (Veselík, Veselíková, 2003) ............... 25 Obr. 10 Sdružené průměty koule (Veselík, Veselíková, 2003) .................................... 25 Obr. 11 Částečný pohled a místní pohled (Veselík, Veselíková, 2003) ....................... 27 Obr. 12 Zobrazení detailu součásti v měřítku (Kletečka, Fořt, 2007)) ......................... 27 Obr. 13 Souměrné obrazy a opakující se shodné prvky (Veselík, Veselíková, 2003) . 28 Obr. 14 Přerušení obrazu (Veselík, Veselíková, 2003) ................................................ 28 Obr. 15 Rozdíl mezi řezem a průřezem (Kletečka, Fořt, 2007).................................... 29 Obr. 16 Typy průřezů (Kletečka, Fořt, 2007) ............................................................... 30 Obr. 17 Provedení kót (Kletečka, Fořt, 2007) .............................................................. 32 Obr. 18 Soustavy kót (Švercl, 1996) ............................................................................ 34 Obr. 19 Kótování oblouků (Kletečka, Fořt, 2007)........................................................ 34 Obr. 20 Kótování poloměrů (Kletečka, Fořt, 2007) ..................................................... 35 Obr. 21 Kótování průměrů (Švercl, 1996) .................................................................... 36 Obr. 22 Kótování koulí (Kletečka, Fořt, 2007) ............................................................ 36 Obr. 23 Kótování úhlů (Kletečka, Fořt, 2007).............................................................. 36 Obr. 24 Kótování zkosených hran (Veselík, Veselíková, 2003) .................................. 37 Obr. 25 Kótování neprůchozích děr (Kletečka, Fořt, 2007) ......................................... 38 Obr. 26 Kótování hranolů (Kletečka, Fořt, 2007) ........................................................ 38 54

Obr. 27 Základní pojmy tolerovaní rozměrů (Kletečka, Fořt, 2007)............................ 40 Obr. 28 Tolerance přímosti (Kletečka, Fořt, 2007) ...................................................... 41 Obr. 29 Tolerance rovinnosti (Kletečka, Fořt, 2007) ................................................... 41 Obr. 30 Varianty značek struktury povrchu (Kletečka, fořt, 2007) .............................. 43 Obr. 31 Orientace značek struktury povrchu (Švercl, 2003) ........................................ 43 Obr. 32 Seznam položek na výkrese sestavení (Kletečka, Fořt, 2007) ........................ 45 Obr. 33 Ukázka příkladu z pracovního listu 4 .............................................................. 48 Obr. 34 Ukázka příkladu z pracovního listu 11 ............................................................ 48 Obr. 35 Ukázka příkladu z pracovního listu 14 ............................................................ 49

Seznam příloh Příloha A – Zobrazování kvádru, jehlanu, válce, kužele, koule a anuloidu Příloha B – Rozdělení geometrických tolerancí Příloha C – Soubor pracovních listů

55

Přílohy Příloha A – Zobrazování kvádru, jehlanu, válce, kužele, koule a anuloidu (Kletečka, Fořt, 2007)

Příloha B – Rozdělení geometrických tolerancí (Kletečka, Fořt, 2007)

Příloha C – Soubor pracovních listů Seznam pracovních listů Pracovní list 1

Měřítka na technických výkresech

Pracovní list 2

Technické písmo

Pracovní list 3

Druhy čar na technických výkresech

Pracovní list 4

Druhy čar a jejich použití

Pracovní list 5

Osy souměrnosti

Pracovní list 6

Zobrazování základních geometrických těles

Pracovní list 7

Zobrazování základních geometrických těles

Pracovní list 8

Pravoúhlé zobrazování

Pracovní list 9

Pravoúhlé zobrazování

Pracovní list 10

Pravoúhlé zobrazování

Pracovní list 11

Pravoúhlé zobrazování

Pracovní list 12

Kótování

Pracovní list 13

Soustavy kót

Pracovní list 14

Kótování

Pracovní list 15

Kótování

Pracovní list 16

Řezy a průřezy