نقشه کشی صنعتی- قسمت اول: معرفی و تاریخچه نقشه کشی صنعتی

همواره انسان‌ها برای بیان افکار و ایده‌های خود با رسم اشکال مختلف سعی به معرفی آنها به دیگران کرده است. بشر با کشیدن نقش‌ها بر روی دیوار‌ها و سنگ‌ها سعی در بیان افکار و نماد‌ها و نشانه‌های عصر خود بود. شاید همه شما طرح‌ها و نقشه‌های لئوناردو داوینچی را دیده باشید. وی با طراحی سه بعدی و تصویر کردن ایده‌های خود از دستگاههای مورد نظر در ذهنش و با ایجاد نماهای مختلف شاید اولین نفر باشد که به نوعی پایه گذار نقشه کشی صنعتی امروز باشد. در سال ۱۹۷۸ آقای «گاسپارد مونژ» اولین نفر بود که پایه گذار هندسه ترسیمی شد. انقلاب صنعتی و نیاز کارخانجات و صاحبان صنایع در جهت بیان افکار و طرحهای صنعتی زمینه رشد و شکوفایی هرچه بیشتر این رشته را فراهم کرد. بعد‌ها سازمانهای بین المللی با ایجاد استاندارد‌ها و قوانین سعی در ایجاد یک زبان مشترک فنی بین کلیه کشور‌ها کردند و اینگونه بود که امروزه نقشه کشی صنعتی یک ابزار لازم و ضروری برای کلیه طرحهای صنعتی به شمار می‌رود و کلیه افراد اعم از مهندسان طراح، مجری و ناظر ملزم به دانستن این زبان جهت ارتباط با طرحهای صنعتی هستند.

یک ضرب المثل چینی می‌گوید: «ارزش یک تصویر برابر ده هزار کلمه است.»

نقشه کشی در رشته‌های فنی زبان انتقال ایده‌های طراح به مجری است. زبانی که همانند دیگر زبان‌ها از اصول و قرارداد‌ها و قوانین خاص خود پیروی می‌کند. امروزه زبان نقشه کشی و نقشه خوانی با توجه به تعیین استانداردهای جامع توسط سازمانهای بین المللی و قبول این استاندارد‌ها توسط تمام کشورهای صنعتی و پیشرفته باعث ایجاد یک زبان مشترک در صنعت و انتقال راحت ایده‌ها شده است.

اهداف نقشه کشی
۱- انتقال ایده‌های طراح با تصاویر و علائم اختصاری در جهت انتقال سریع‌تر و تجسم راحتر ایده در فرد مقابل

۲- انتقال ایده به طور جامع و دقیق با استفاده از یک استاندارد جامع در کل دنیا

۳- انتقال دقیق جزئیات ایده با استفاده از توضیحات و ترسیمهای کمکی در نقشه

معمولا انواع نقشه‌های فنی را به دو دسته عمده تقسیم می‌کنند:

الف) نقشه‌های صنعتی: اینگونه نقشه‌ها معمولا در رشته‌های مکانیک، ریخته‌گری، تراشکاری، مدلسازی، برق و الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ب) نقشه‌های ساختمانی: اینگونه نقشه‌ها در رشته‌های عمران و معماری و تاسیسات کاربرد دارد. مثل نقشه‌های سازه، شهرسازی، تاسیسات مکانیکی، تاسیسات برقی و الکتریکی.

در این دوره سعی خواهیم کرد مبانی این رشته را برای شما مطرح نماییم و همانند هر رشته و تخصص دیگر، همت شما تعیین کننده میزان موفقیت شما می‌باشد.

مفاهیم اولیه
همانطور که می‌دانید در نقشه کشی با خط و نقطه و سطح و حجم سر و کار داریم. طبق تعاریف نقطه را بی‌بعد، خط را یک بعدی، سطح را دو بعدی و حجم را سه بعدی درنظر می‌گیریم. ما در نقشه کشی با توجه به اینکه می‌خواهیم قطعه خود را بر روی کاغذ ترسیم کنیم می‌بایستی با استفاده از یکسری قوانین حجم سه بعدی را به صورت دو بعدی نشان دهیم و برای این منظور از یکسری قوانین یکسان (استاندارد) استفاده می‌کنیم که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

نقشه مهندسی
نقشه‌ای که به طور کامل تمام اطلاعات مورد نیاز برای یک قطعه یا مجموعه‌ای از قطعات مونتاژ شده را در بر داشته باشد را نقشه مهندسی گویند. این اطلاعات می‌تواند شامل اطلاعات ساخت، مونتاژ، ماشینکاری و غیره باشد.

اطلاعاتی که در یک نقشه معمولا ارائه می‌شود:

– شکل هندسی قطعه یا :Geometry طراح با ایجاد نماهای مختلف از جسم سه بعدی بر روی کاغذ ایده خود را انتقال می‌دهد. لذا برای اینکه بتواند نماهای مختلف جسم را ترسیم نماید ملزم به استفاده از یک قوانین خاص است تا با یک نظم مشترک در تمام نقشه‌ها انتقال ایده به بیننده نقشه به راحتی صورت بگیرد.

– ابعاد قطعه یا Dimension: پس از انتقال تصویری از جسم و قطعه نوبت به انتقال اندازه و مقیاس جسم به خواننده نقشه است. گاهی اوقات نقشه توسط یک سازنده بررسی می‌شود، برای ساختن قطعه نیاز به ابعاد و اندازه‌های دقیق از قطعه است. طراح با ابعاد گذاری در نقشه این اطلاعات را به خواننده نقشه انتقال می‌دهد. برای همین منظور از یک سری استانداردهای بین المللی جهت ابعاد گذاری در نقشه استفاده می‌شود.

– میزان انحراف مجاز از ابعاد قطعه یا Tolerance: با توجه به محدودیت‌های ساخت هیچ وقت اندازه‌ای که در نقشه تعیین شده است بدست نمی‌آید لذا طراح با توجه به محدودیتهای تولید و یا روش تولید و موقعیت مونتاژی قطعه، میزان انحراف مجاز از ابعاد قطعه را تعیین می‌کند. این آیتم نیز در نقشه با علائم و استاندارد مخصوص به خود مشخص می‌شود.

– مواد بکار رفته در قطعه یا Material: یکی دیگر از اطلاعات مهمی که در یک نقشه مشخص می‌شود، جنس قطعه است که در جدول اطلاعات مربوط به جنس قطعه و یا حتی عملیات حرارتی لازم برای قطعه تعیین و مشخص می‌شود.

– کیفیت سطح یا Surface finishing: برای قطعاتی که ماشینکاری و یا حتی ریخته‌گری می‌شوند یک محدوده و رنجی را با توجه به موقعیت استفاده آن ناحیه از قطعه برای صافی سطح تعیین می‌کنند. این حدود نیز با علائم خاصی بر روی نقشه مشخص می‌شوند. مثلا کیفیت سطح یک میل لنگ موتور خودرو در محل نشست یاتاقان بسیار مهم است و سازنده میل لنگ با توجه به محدوده‌ای که توسط طراح تعیین شده است ملزم به ایجاد کیفیت سطح مناسب است.

استانداردهایی که در نقشه کشی صنعتی معمولا مورد استفاده است استانداردهای گروه ایزو یا ASME Y14.5M (2009)  می‌باشد.

مقیاس نقشه
مقیاس نقشه عبارت است از عددی کسری که از نسبت اندازه طول ترسیمی به اندازه طول واقعی بدست می‌آید. عموما در معماری از مقیاس‌های کاهشی جهت کوچک‌تر نشان دادن موضوع استفاده می‌کنند. ولی معمولا در طراحی‌های صنعتی و قطعات فلزی از مقیاس‌های افزایشی استفاده می‌شود.

مثلا : 1:2 (خوانده میشود یک به دو) بیانگر این است که هر اندازه ای که شما در نقشه می‌بینید نصف اندازه واقعی طرح است. و یا 100:1 (خوانده میشود صد به یک) بیانگر اینست که اندازه‌های موجود در نقشه ۱۰۰ برابر بزرگتر نشان داده شده اند.

صفحات ترسیم 
از برخورد سه صفحه دو به دو عمود بر هم در فضا هشت ناحیه ایجاد می‌شود. هر حجمی که در هر یک از این هشت ناحیه قرار بگیرد، تصویر حجم بر روی این سه صفحه متفاوت خواهد بود.

برای رسم سه تصویر از یک جسم، آن را داخل یک کنج سه قائمه، طوری در نظر می‌گیریم که ابعاد اصلی آن یعنی طول، عرض و ارتفاع هر یک موازی با یکی از صفحات آن کنج باشد. سپس جسم را بر روی سه صفحه کنج تصویر می‌کنیم.

سه نمای پر کاربرد در ترسیم طرح عبارتند از:

• نمای روبرو یا صفحه روبرو (XOZ)
• نمای جانبی یا صفحه جانبی    (ZOY)
• نمای افقی یا صفحه افقی  (XOY)

تصویر جسم در صفحه قائم را تصویر از جلو و یا تصویر قائم، تصویر جسم در صفحه افقی را تصویر از بالا و یا تصویر افقی، و تصویر در صفحه جانبی را تصویر از چپ و یا تصویر نیمرخ می‌نامند.

هر حجم را می‌توان از شش جهت دید و به صورت دوبعدی ترسیم کرد. نمای روبرو، نمای پشت، نمای راست، نمای چپ، نمای بالا و نمای پایین.

معمولا در نقشه‌های دوبعدی برای نشان دادن حجم از سه نمای روبرو، جانبی و افقی استفاده می‌کنند.

در نقشه کشی، نمایی از جسم به عنوان نمای روبرو انتخاب می‌شود که دارای بیشترین اطلاعات باشد و از نماهای دیگر جهت تکمیل اطلاعات قطعه استفاده می‌کنند.

پرسپکتیو
یعنی نشان دادن تصویر یک جسم بر روی یک صفحه به نام صفحه تصویر به طوریکه نمایی از جسم سه بعدی در صفحه دوبعدی ترسیم شود که به بیننده حس سه بعدی قطعه دست می‌دهد.

پرسپکتیو‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

الف) پرسپکتیوهای مرکزی

ب) پرسپکتیوهای موازی یا تصویرهای موازی که به آگزنومتریک معروف هستند.

معمولا در نقشه کشی از دسته دوم برای ترسیم قطعات صنعتی، نقشه‌های معماری و تصویرهای گرافیکی استفاده می‌شود.

فرق عمده تصاویر آگزنومتریک با پرسپکتیو در این است که خطوط موازی در تصاویر آگزنومتریک موازی باقی می‌ماند ولی در تصاویر پرسپکتیو خطوط موازی در نقطه‌ای به نام نقطعه محو یا نقطه گریز جمع می‌شوند.

مطابق با استاندارد DIN ISO 5456-3 برای نشان دادن جسم سه بعدی در صفحه دو بعدی از چهار روش استفاده می‌شود :
۱- روش ایزومتریک: در این روش نسبت اندازه‌های محورهای x، y، z به نسبت یک به یک تصویر می‌شود محور x را با زاویه ۳۰ درجه نسبت به خط افق رسم می‌کنیم و محور y را نیز با زاویه ۱۵۰ درجه نسبت به افق ترسیم می‌کنیم. توجه داشته باشید که محور z نیز در راستای عمود بر افق ترسیم می‌شود. حال مطابق با این مختصات جسم را ترسیم می‌کنیم. مهم‌ترین مزیت این سیستم رعایت نسبت یک به یک است.

X: Y: Z = 1:1:1

۲- روش دیمتریک: این روش همانند روش ایزومتریک است با این تفاوت که نسبتهای محور x همه نصف می‌شود و ترسیم می‌گردد. یعنی اگر طول قطعه در راستای محور x برابر ۱۰ باشد برای ترسیم در این روش می‌بایستی میزان طول را در راستای محور x، ۵ تصویر کنیم. همچنین زاویه محور x‌ها برابر ۴۲ درجه و زاویه محور y‌ها برابر ۱۷۳ درجه نسبت به افق می‌باشد.

X: Y: Z = 0.5:1:1

۳- روش کاوالیر و روش کابینت: این دو روش نیز مثل هم می‌باشند با این تفاوت که نسبت اندازه‌ها بر روی محور x‌ها در روش کابینت ۰.۵ می‌باشد ولی در روش کاولیر یک به یک ترسیم می‌شود. اما فرق هر دو روش با روش ایزومتریک و دیمتریک در این است که محور x‌ها در این دو روش با خط افق زاویه ۴۵ درجه می‌سازد ولی محور y‌ها بر روی خط افق قرار می‌گیرد.

CAVALIER>>: X: Y: Z=1:1:1

CABINET >>: X: Y: Z=0.5:1:1

روش دیگری که برای نشان دادن نماهای مختلف از جسم معمولا در نقشه کشی صنعتی استفاده می‌شود روش فرجه اول (اروپایی) و روش فرجه سوم (آمریکایی) می‌باشد.

معمولا در نقشه‌ها از علائمی استفاده می‌کنند که نشان می‌دهد که این نقشه بر اساس کدام روش ترسیم شده است.

در درس بعدی با این علائم و فرق دو روش مذکور آشنا خواهید شد، همچنین انواع خطوط در نقشه کشی و استانداردهای کاغذ را تشریح خواهیم کرد.

درباره ی این دوره ی آموزشی: تیم درسنامه از روز دوشنبه، ۲۲ اردیبهشت ماه مینی دوره‌ای جدید با نام «نقشه‌کشی صنعتی» را فعال کرده است که به کمک این مینی دوره می‌توانید کلیاتی از نقشه‌کشی صنعتی را یاد بگیرید. این مینی دوره شامل ۶ درس نسبتا کوتاه است که گذراندن آن را به تمام افرادی که علاقه دارند تا دانش مهندسی خود را افزایش دهند، پیشنهاد می‌کنیم. در صورتی که تمایل دارید تا در این مینی دوره شرکت کنید، شما می‌توانید با ارسال یک ایمیل خالی به mini.Drawing@darsnameh.com در این مینی دوره آموزشی ثبت‌نام کنید. منبع: درسنامه