Bài giảng môn đồ hoạ kỹ thuật 1

Hình 1.16 Quy ước ghi kích thước độ dốc 1.5.2.7 Ghi kích thước trực tiếp Trong một số bản vẽ thiết kế dạng sơ đồ hay các chi tiết dạng thanh, cho phép ghi kích thước trực tiếp trên các

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BỘ MÔN ĐỒ HỌA KỸ THUẬT

BÀI GIẢNG

ĐỒ HỌA KỸ THUẬT 1

(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

HÀ NỘI, THÁNG 8/2016

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TIÊU CHUẨN VÀ QUY ƯỚC ĐỐI VỚI BẢN VẼ KỸ THUẬT 7

CHƯƠNG 2: BIỂU DIỄN VẬT THỂ BẰNG HÌNH CHIẾU THẲNG GÓC 18

4.2.4 Phương pháp xây dựng hình cắt trục đo 72

GIỚI THIỆU MÔN HỌC

ĐỒ HỌA KỸ THUẬT

Đồ hoạ kỹ thuât là môn hoc cơ sở cung cấp những kiến thức và kỹ năng cơ bản để đọc

và thể hiện bản vẽ kỹ thuật Đây là môn học thiết yếu và cơ bản trong các chương trình đào tạo về kỹ thuật và đồ hoạ Trong lĩnh vực kỹ thuật, trên 90% nội dung thiết kế được diễn đạt bằng bản vẽ kỹ thuật, 10% còn lại thông qua các bảng biểu, ghi chú và thuyết minh Do đó, bản vẽ kỹ thuật được coi là phương tiện chủ yếu của người thiết kế

Tài liệu này bao gồm các nội dung cơ bản của bản vẽ kỹ thuật, giúp sinh viên nắm được một số tiêu chuẩn, quy ước và phương pháp để thể hiện và đọc hiểu các bản vẽ kỹ thuật

Trong thập niên vừa qua, sự phát triển của công nghệ thông tin và các phần mềm đồ hoạ như CAD, SOLID, INVENTER dẫn đến những thay đổi to lớn trong lĩnh vực đồ họa

kỹ thuật về phương pháp thiết kế và chế tạo, tuy nhiên những nội dung cơ bản vẫn là nền móng để người thiết kế có thể đọc hiểu và diễn đạt ý tưởng trên bản vẽ phác thảo cũng như thể hiện bản vẽ thông qua các phần mềm đồ họa chuyên dụng

1 Mục đích, yêu cầu môn học:

- Sinh viên nắm được những quy ước, tiêu chuẩn, phương pháp biểu diễn được sử dụng trong bản vẽ kỹ thuật

- Trang bị kỹ năng đọc hiểu và thể hiện bản vẽ kỹ thuật để sinh viên có thể tiếp tục học tập các môn học chuyên ngành, thực hiện đồ án tốt nghiệp và các công việc thực tế sau khi ra trường

- Rèn luyện tính chính xác, cẩn thận, kiên nhẫn cho sinh viên

2 Nội dung môn học:

- Các quy ước và tiêu chuẩn của bản vẽ kỹ thuật

3.1 Dụng cụ vẽ kỹ thuật truyền thống:

Dụng cụ vẽ kỹ thuật truyền thống được sử dụng trong các bản vẽ phác thảo hoặc thể hiện bản vẽ bằng tay, gồm các dụng cụ cơ bản sau:

Bút chì gỗ Bút chì kim Bộ bàn vẽ - thước trượt

Thước đo độ Êke Bộ compa

Thước cong Thước uốn Thước mẫu

Hình 1 Một số dụng cụ vẽ tay truyền thống

- Giấy vẽ theo các khổ giấy tiêu chuẩn

- Bút vẽ: bút chì gỗ, bút chì kim hoặc bút mực tiêu chuẩn

- Tẩy chì, tẩy mực…

- Bàn hoặc bảng vẽ gắn bộ thước trượt

- Một số loại thước: thước đo độ, eke, bộ compa, thước cong, thước uốn , thước mẫu (thước lỗ tròn, elip, thước viết chữ…)

3.2 Thiết bị và phần mềm vẽ hiện đại:

- Máy tính, máy in, máy scan…

- Các phần mềm đồ hoạ như CAD, Inventer, Solid Work, 3D Max…

Thiết bị và phần mềm vẽ hiện đại có nhiều ưu điểm như vẽ nhanh, đẹp, chính xác, dễ chỉnh sửa, in thành nhiều bản, lưu trữ các bản vẽ và tạo thành thư viện hỗ trợ quá trình thiết kế…

3.3 Dụng cụ vẽ tay cần thiết cho môn học ĐHKT

Môn học này giới thiệu các nội dung lý thuyết cơ bản đồng thời rèn luyện kỹ năng đọc

và vẽ bản vẽ cho sinh viên thông qua việc thực hành các bản vẽ tay Để học tập tốt môn học

Đồ họa Kỹ thuật, học viên cần chuẩn bị những dụng cụ vẽ cơ bản và cần thiết sau đây:

- Giấy vẽ A4 (kẻ sẵn khung tên, khung bản vẽ theo quy ước)

- Bút chì kim (loại chì 0.5mm – HB hoặc 2B)

- Tẩy chì

- Thước thẳng (nên dùng loại thước có chiều dài khoảng 30 - 40cm)

- Compa (nên sử dụng loại ruột chì kim tương tự bút chì kim)

- Các loại thước khác để hỗ trợ quá trình vẽ (eke, thước đo độ, thước mẫu, thước cong…)

Bảng 1.1 Khổ giấy vẽ kỹ thuật theo tiêu chuẩn ISO 5457 : 1999

Hình 1.1 Tương quan kích thước

giữa các khổ giấy vẽ tiêu chuẩn ISO

Bảng 1.2 Khổ giấy vẽ kỹ thuật theo tiêu chuẩn ANSI

CHƯƠNG 1 TIÊU CHUẨN VÀ QUY ƯỚC ĐỐI VỚI BẢN VẼ KỸ THUẬT

Bản vẽ kỹ thuật là phương tiện phổ biến và thông dụng nhất để trình bày và diễn đạt các ý tưởng và nội dung thiết kế, chế tạo sản xuất hoặc thi công Vì bản vẽ được thực hiện và

sử dụng bởi rất nhiều người nên cần có những quy ước và tiêu chuẩn để thống nhất cách thể hiện và cách hiểu về nội dung của bản vẽ Bên cạnh đó, các tiêu chuẩn và quy ước còn giúp thể hiện bản vẽ thống nhất, hiệu quả về cả phương diện truyền đạt thông tin và tính thẩm mỹ

- Khổ giấy A4 được quy ước là khổ giấy cơ

bản, các khổ giấy vẽ khác có kích thước là bội số của

kích thước khổ giấy cơ bản

- Các khổ giấy liền kề nhau có một chiều kích

thước và diện tích chênh hai lần so với nhau (Hình

1.1)

- Tiêu chuẩn ANSI (tiêu chuẩn Mỹ) sử dụng

các khổ giấy vẽ kỹ thuật sau: A, B, C, D, E (Bảng

1.2)

Hình 1.2 Sử dụng một số nét vẽ theo quy ước để biểu diễn vật thể

1.2 Tiêu chuẩn và quy ước về đường nét vẽ

Trong các bản vẽ kỹ thuật thường sử dụng nhiều loại đường nét vẽ khác nhau, do đó cần phải có một tiêu chuẩn và quy ước chung về đường nét vẽ để thống nhất cách hiểu giữa người đọc và người vẽ bản vẽ

Các loại nét vẽ dùng trên bản vẽ kỹ thuật được quy định theo tiêu chuẩn ISO 128 – 20 : 1996 tương ứng với TCVN 8 -1993, trong đó các nét loại nét vẽ thông dụng được trình bày trong bảng 1.3

Hình 1.2 minh họa cách sử dụng một số loại đường nét trong bản vẽ kỹ thuật

Bảng 1.3 Quy ước một số loại nét vẽ cơ bản và thông dụng

Hình 1.3 Ưu tiên đường nét

khi biểu diễn vật thể

Hình 1.4 Quy ước biểu diễn đường trục và đánh dấu

tâm đường tròn

Một số quy ước về nét vẽ:

- Bề dày và kiểu nét vẽ phải thống nhất trên cùng

một bản vẽ

- Khi có hai hay nhiều nét biểu diễn trùng nhau thì

phải ưu tiên các đường nét biểu diễn vật thể rồi đến các nét

biểu diễn các yếu tố khác (Hình 1.3) theo thứ tự sau:

1 Nét cơ bản (chi tiết thấy)

2 Nét đứt (chi tiết khuất)

3.Nét ảo (chi tiết dự kiến)

- Khi biểu diễn nét chấm gạch

mảnh (nét trục), phần “chấm” thường

được biểu diễn bằng một vạch ngắn

tương đương chiều dài khoảng hở,

chiều dài phần nét liền còn lại điều

chỉnh theo kích cỡ hình vẽ và tỷ lệ vẽ

- Khi biểu diễn nét trục, chú ý

quy ước kéo dài nét vẽ ra ngoài đường

giới hạn khoảng 3-5mm Khi đánh dấu

tâm đường tròn, tại vị trí tâm sẽ là giao

hai vạch dài của nét chấm gạch mảnh

(Hình 1.4)

Bảng 1.4 Quy ước biểu diễn vị trí giao của nét đứt

Hình 1.5 Kiểu chữ Gothic

dùng trong bản vẽ kỹ thuật

1.3 Chữ và số trong bản vẽ kỹ thuật

Bên cạnh các hình vẽ, chữ và số cũng được sử

dụng nhiều trong bản vẽ kỹ thuật để ghi chú, chú thích,

ghi tên chi tiết, bộ phận, số lượng, ghi kích thước, quy

cách chế tạo, ghi tên bản vẽ, hình vẽ

Chữ viết trong bản vẽ kỹ thuật tuân theo tiêu

chuẩn ISO 3098-3 :2000, ISO 3098– 4:2000 và ISO

5455 : 1979

Khi viết chữ và số trong bản vẽ kỹ thuật, phải

tuân theo các quy ước sau:

- Sử dụng kiểu chữ đơn giản, rõ ràng mạch lạc,

không cầu kỳ, uốn lượn Thông thường sử dụng kiểu

chữ Gothic viết thẳng đứng hoặc nghiêng 15° so với

phương thẳng đứng (Hình 1.5)

- Các tiêu đề của bản vẽ, hình vẽ nên dùng chữ

in hoa, các ghi chú chi tiết có thể dùng chữ viết thường

- Không nên dùng nhiều hơn 3 kiểu chữ trong

cùng 1 bản vẽ

- Chiều cao chữ và số thông dụng là 2.5, 3, 3.5, 5,

7, 10, 15, 18mm Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai hàng

chữ bằng ½ chiều cao chữ

- Nội dung chữ viết nên rõ ràng, ngắn gọn, súc tích, dễ đọc

1.4 Khung bản vẽ - Khung tên

Khung bản vẽ và khung tên được quy định theo tiêu chuẩn ISO 7200 : 1984 và trong TCVN 3821- 83

Tuỳ theo từng khổ giấy vẽ, loại bản vẽ sẽ có khung bản vẽ và khung tên tương ứng

Hình 1.6 Khung bản vẽ sử dụng cho bản vẽ khổ giấy A 4

1.4.2.Khung tên

Khung tên là khung hình chữ nhật, thường được đặt ở bên phải, phía dưới hoặc góc phải dưới của bản vẽ, gồm các nội dung cơ bản sau: người vẽ, người kiểm tra, tên bản vẽ, ngày vẽ, tỷ lệ, ký hiệu bản vẽ… Tùy theo khổ giấy vẽ và loại bản vẽ sẽ có các quy định cụ thể

về nội dung và cách bố trí chi tiết cho khung tên

- Bản vẽ sử dụng cho môn học Đồ họa Kỹ thuật là bản vẽ khổ A4, khung tên quy định như trên hình 1.7 Trong đó đường bao khung tên vẽ bằng nét liền đậm, các đường nét bên trong vẽ bằng nét mảnh, tên bản vẽ và ký hiệu bản vẽ viết chữ in hoa cỡ chữ 5mm, các nội dung còn lại viết chữ in hoa cỡ chữ 2.5mm

Hình 1.7 Khung tên quy định cho môn học Đồ họa Kỹ thuật

- Hình 1.8 giới thiệu mẫu khung bản vẽ được sử dụng cho các bản vẽ đồ án môn học

và đồ án tốt nghiệp tại trường Đại Học Thủy Lợi, áp dụng cho các khổ giấy A2, A1, A0

- Kích thước khuôn khổ (hoặc kích thước bao ngoài): là kích thước chiều rộng, chiều

sâu, chiều cao lớn nhất của vật thể

- Kích thước định hình: là kích thước thể hiện độ lớn của chi tiết như chiều rộng,

chiều sâu, chiều cao, góc, bán kính cong, đường kính lỗ…

- Kích thước định vị: là các kích thước xác định vị trí tương đối giữa các bộ phận, chi

tiết của vật thể

1.5.1 Một số quy định chung khi ghi kích thước:

- Đơn vị ghi kích thước chiều dài nói chung là mm (tiêu chuẩn ISO) Một số loại bản

vẽ chuyên ngành có thể dùng các đơn vị khác là bội số của các đơn vị nêu trên Đơn vị đo góc

cơ bản là độ, một số trường hợp có thể dùng phút hoặc giây để làm đơn vị đo góc Chỉ ghi kích thước góc cho góc có độ lớn khác 90o và 180o

- Kích thước được ghi là số đo thực của vật thể, không phụ thuộc vào tỉ lệ của bản vẽ

Hình 1.8 Khung tên sử dụng cho đồ án môn học và đồ án tốt nghiệp

Hình 1.9 Các loại kích thước cần biểu diễn

- Mỗi kích thước chỉ nên ghi một lần trên bản vẽ

- Không ghi đơn vị độ dài sau chữ số kích thước (trừ các trường hợp đặc biệt)

- Kích thước không trực tiếp dùng trong quá trình chế tạo mà chỉ trợ giúp cho việc đọc bản vẽ được gọi là kích thước tham khảo Con số kích thước tham khảo thường được ghi trong ngoặc đơn

1.5.2 Quy ước cho các yếu tố ghi kích thước:

Các yếu tố ghi kích thước bao gồm:

- Đường dóng thường được vẽ kéo dài vượt quá đường kích thước một đoạn tùy theo

tỷ lệ hình biểu diễn, với tỷ lệ thông thường kéo dài khoảng 1-2mm

- Chỉ nên sử dụng tối đa 3 đường kích thước về một phía của hình biểu diễn vật thể (trừ các trường hợp đặc biệt)

- Đối với bản vẽ A3, A4 ở tỷ lệ thông thường, đường kích thước thứ nhất nên cách hình biểu diễn từ 8-10mm, đường kích thước thứ hai nên cách đường kich thước thứ nhất khoảng 6-8mm Các khoảng cách này phải thống nhất trong toàn bộ bản vẽ

Hình 1.10 Quy ước biểu diễn đường dóng kích thước

Hình 1.11 Quy ước biểu diễn đường kích thước và mũi tên

- Đường dóng kích thước thường được kéo dài khoảng 2mm so với vị trí giao cắt với đường kích thước

- Các đường kích thước được bố trí theo giá trị lớn dần từ trong ra ngoài để đảm bảo các đường dóng không cắt qua các đường kích thước khác

1.5.2.3 Chữ số ghi kích thước

- Chữ số ghi kích thước trên một bản vẽ phải thống nhất về chiều cao và kiểu chữ Tuỳ theo khổ giấy và tỷ lệ vẽ để chọn cỡ chữ số kích thước phù hợp Môn học Đồ họa kỹ thuật quy định dùng cỡ chữ 2.5 hoặc 3.5 cho khổ giấy vẽ A3, A4

- Theo tiêu chuẩn ISO 129 -1985, chữ số kích thước được ghi ở giữa và trên đường kích thước, hướng chữ số phụ thuộc vào hướng của đường kích thước Tiêu chuẩn ANSI quy định tất cả các chữ số ghi kích thước luôn luôn viết theo chiều ngang và nằm chính giữa đường kích thước (Hình 1.12)

- Trong bản vẽ, chú ý không để các nét vẽ đè qua con số ghi kích thước, nếu nét vẽ hoặc nét tô vật liệu đi qua con số ghi kích thước thì phải ngắt đoạn nét vẽ và nét tô vật liệu (Hình 1.13)

Hình 1.12 Quy ước ghi chữ số kích thước

- Đối với các phần tử giống nhau hoặc được phân bố đều thì có thể ghi kích thước như hình 1.13

1.5.2.4 Ghi kích thước đường tròn, cung tròn, mặt cầu, trụ tròn

- Đối với đường tròn, khi ghi kích thước phải có ký hiệu  trước giá trị đường kính Đối với cung tròn lớn hơn hoặc bằng nửa đường tròn, ghi ký hiệu  trước giá trị đường kính, với cung nhỏ hơn nửa đường tròn, ghi ký hiệu R trước giá trị bán kính Đối với mặt cầu, ghi

ký hiệu “Cầu” trước ký hiệu  và giá trị đường kính Khi ghi kích thước của phần thân trụ tròn phải có ký hiệu  trước giá trị đường kính

- Các đường dẫn kích thước yêu cầu phải đi qua tâm đường tròn, cung tròn hoặc tâm mặt cầu, trừ trường hợp cung lớn và không cần xác định tâm có thể sử dụng ký hiệu đường gấp khúc

- Ký hiệu và giá trị kích thước có thể ghi trên đường gióng hướng tâm bên trong hoặc bên ngoài cung tròn, đường tròn, mặt cầu hoặc trên giá nằm ngang bên ngoài cung tròn, đường tròn, mặt cầu

- Khi ghi kích thước chiều dài cung, đường kích thước phải vẽ cong theo cung đó và phải ký hiệu “cung” phía trên con số giá trị kích thước

1.5.2.5 Ghi kích thước độ cao

- Ký hiệu kích thước độ cao thường gặp trong các bản vẽ kỹ thuật xây dựng Đơn vị của kích thước độ cao thường lấy theo mét Giá trị cao độ được lấy theo mốc thủy chuẩn hoặc theo mốc quy ước Phía trước giá trị kích thước phải có dấu xác định cao độ âm hoặc dương

so với cao độ quy ước

Hình 1.13 Quy ước ghi chữ số kích thước một số trường hợp đặc biệt

Hình 1.14 Quy ước ghi kích thước đường tròn, cung tròn, mặt cầu

- Ký hiệu độ cao trên các bản vẽ mặt đứng, mặt cắt thường được sử dụng các dạng như trên hình 1.15a, trên bản vẽ mặt bằng thường dùng các ký hiệu như trên hình 1.15b

Hình 1.16 Quy ước ghi kích thước độ dốc

1.5.2.7 Ghi kích thước trực tiếp

Trong một số bản vẽ thiết kế dạng sơ đồ hay các chi tiết dạng thanh, cho phép ghi kích thước trực tiếp trên các cạnh hoặc đường nét biểu diễn

Hình 1.17 Quy ước ghi kích thước trực tiếp

Hình 1.15 Quy ước ghi kích thước độ cao

- Tỷ lệ chung của bản vẽ được ghi trong khung tên Nếu trong bản vẽ có hình vẽ không tuân theo tỷ lệ chung thì phải ghi chú tỷ lệ kèm theo hình vẽ

- Giá trị kích thước ghi trên các hình vẽ là kích thước thực, không thay đổi theo tỷ lệ

vẽ

Hình 1.18 Biểu diễn vật thể với các tỷ lệ khác nhau

Câu hỏi ôn tập

1 Nêu các ký hiệu và kích các thước khổ giấy vẽ kỹ thuật cơ bản theo tiêu chuẩn ISO?

2 Chữ viết trong bản vẽ kỹ thuật cần tuân theo những quy ước gì?

3 Nêu tên gọi, hình dạng, ứng dụng của các loại nét vẽ thông dụng?

4 Nêu các thành phần của kích thước?

5 Khi ghi kích thước đường tròn, cung tròn, mặt cầu thường dùng những kí hiệu nào trước chữ số giá trị kích thước?

6 Tỉ lệ bản vẽ là gì? Có mấy loại tỉ lệ? Khi nào không cần ghi chú tỷ lệ cho các hình vẽ?

CHƯƠNG 2 BIỂU DIỄN VẬT THỂ BẰNG HÌNH CHIẾU THẲNG GÓC

2.1 Khái niệm chung

2.1.1 Phép chiếu xuyên tâm

Trong không gian, lấy mặt phẳng (P) bất kỳ và điểm S không thuộc mặt phẳng (P) Để chiếu điểm A từ S lên mặt phẳng (P), dựng đường thẳng SA cắt (P) tại A' Như vậy ta đã thực hiện phép chiếu điểm A từ tâm S lên mặt phẳng (P), trong đó:

- (P) là mặt phẳng hình chiếu

- S là tâm chiếu

- SA là tia chiếu hoặc đường thẳng chiếu

- A' là hình chiếu xuyên tâm của A từ tâm chiếu S lên mặt phẳng (P)

Phép chiếu xuyên tâm là cơ sở xây dựng hình chiếu phối cảnh, đây là loại hình biểu diễn tương ứng với hình ảnh con người quan sát được trong thực tế Phép chiếu phối cảnh cho hình ảnh trực quan nhưng không bảo toàn được hình dạng, kích thước thực của đối tượng biểu diễn nên chủ yếu được dùng để xây dựng các bản vẽ phối cảnh minh họa trong lĩnh vực thiết

kế kiến trúc

2.1.2 Phép chiếu song song

Trong không gian, lấy mặt phẳng (P) bất kỳ và đường thẳng d không song song mặt phẳng (P) Để chiếu điểm A từ S lên mặt phẳng (P), qua A dựng đường thẳng d’ song song

Hình 2.1 Phép chiếu xuyên tâm

với d và cắt (P) tại A' Như vậy ta đã thực hiện phép chiếu điểm A theo phương d lên mặt phẳng (P), trong đó:

- (P) là mặt phẳng hình chiếu

- d phương chiếu

- d’ là tia chiếu hoặc đường thẳng chiếu

- A' là hình chiếu song song của A theo phương chiếu d lên mặt phẳng (P)

Phép chiếu song song cho hình biểu diễn không tương ứng với hình ảnh con người quan sát được trong thực tế, tuy nhiên phép chiếu này có thể biểu diễn trực quan được một số quan hệ hình học như song song, tỷ lệ, vuông góc…Vì vậy, phép chiếu song song được sử dụng nhiều trong các bản vẽ kỹ thuật

2.1.4 Hình chiếu thẳng góc:

Đặt vật thể cần biểu diễn trong một khối hộp chữ nhật có các chiều kích thước tương ứng hệ tọa độ Decac Các hình chiếu thu được trên 6 mặt phẳng của khối hộp từ phép chiếu thẳng góc được gọi là các hình chiếu thẳng góc của vật thể

Thông thường, vật thể sẽ được đặt sao cho ba chiều kích thước của nó tương ứng với

ba chiều kích thước của khối hộp Khi đó, trên mỗi hình chiếu thẳng góc sẽ chỉ thể hiện hai chiều kích thước của vật thể (Hình 2.4)

Các hình chiếu thẳng góc được gọi tên theo hướng chiếu so với vật thể, gồm:

1 Hình chiếu từ trước 2 Hình chiếu từ sau

3 Hình chiếu từ trên 4 Hình chiếu từ dưới

5 Hình chiếu từ trái 6 Hình chiếu từ phải

- Lựa chọn hình chiếu chính:

Trong sáu hình chiếu cơ bản của vật thể, hình chiếu từ trước coi là hình chiếu chính

Do đó khi đặt vật thể cần biểu diễn trong hệ tọa độ, cần chú ý sao cho hình chiếu chính thể hiện được nhiều nhất các đặc trưng hình học của vật thể trong trạng thái thông thường (Hình 2.5)

Hình 2.4 Hình chiếu thẳng góc

Hình 2.5 Lựa chọn hình chiếu chính

- Bố trí các hình chiếu thẳng góc theo thiêu chuẩn ISO:

Quy ước coi mặt phẳng hình chiếu đứng (chứa hình chiếu chính) trùng với mặt phẳng bản vẽ, trải các mặt phẳng chứa các hình chiếu cơ bản khác lên cùng mặt phẳng hình chiếu

đứng để thu được bản vẽ gồm 6 hình chiếu cơ bản của vật thể

Hình 2.6 Quy tắc bố trí 6 hình chiếu cơ bản theo tiêu chuẩn ISO

Hình 2.7 Quy tắc bố trí 6 hình chiếu cơ bản theo tiêu chuẩn ANSI

- Bố trí các hình chiếu thẳng góc theo thiêu chuẩn ANSI:

Tiêu chuẩn ANSI quy ước mặt phẳng hình chiếu nằm giữa người quan sát và vật thể,

do đó sau khi trải các mặt phẳng chứa các hìnhchiếu cơ bản trùng với mặt phẳng chứa hình chiếu chính, vị trí các hình chiếu sẽ ngược lại so với tiêu chuẩn ISO

- Bản vẽ hình chiếu thẳng góc thông dụng:

Trên các bản vẽ kỹ thuật, thường chỉ cần biểu diễn vật thể bằng ba hình chiếu thẳng góc, gồm các hình chiếu hình sau:

+ Hình chiếu từ trước (hình chiếu chính) - còn gọi là hình chiếu đứng,

+ Hình chiếu từ trên – còn gọi là hình chiếu bằng

+ Hình chiếu từ trái – còn gọi là hình chiếu cạnh

Đối với các vật thể đơn giản về mặt hình học, cho phép sử dụng hai hình chiếu thẳng góc để biểu diễn vật thể, thường gồm hình chiếu chính và một hình chiếu liền kề (hình chiếu bằng hoặc hình chiếu cạnh) đặt theo đúng liên hệ dóng

2.2 Biểu diễn các yếu tố hình học cơ bản

Nội dung này sẽ giới thiệu cách biểu diễn các yếu tố hình học như điểm, đường, mặt, khối hình học cơ bản… bằng hình chiếu thẳng góc theo tiêu chuẩn ISO

2.2.1 Biểu diễn điểm

Quy ước ký hiệu các mặt phẳng hình chiếu đứng, hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh lần lượt là (P1), (P2), (P3), các hình chiếu của điểm A trên các mặt phẳng hình chiếu cũng được ký hiệu là A1, A2, A3 tương ứng

Sau khi thực thực hiện các phép chiếu, quy ước mặt phẳng bản vẽ trùng với mặt (P1), quay mặt (P2) quanh trục Ox và quay mặt (P3) quanh trục Oz để trùng với (P1), khi đó trên mặt phẳng bản vẽ ta có A1, A2, A3 là các hình chiếu thẳng góc của điểm A

Trên bản vẽ hình chiếu thẳng góc, các trục Ox, Oy, Oz được gọi là các trục gập Khoảng các từ các hình chiếu A1, A2, A3 của điểm A đến các trục gập cho biết vị trí tương ứng của điểm A trong không gian (Hình 2.9)

Dựa vào các tính chất: (A1A2 ┴ Ox, A1A3 ┴ Oz ) và (A2Ax = A3Az), khi biết 2 hình chiếu của 1 điểm luôn xác định được hình chiếu còn lại của điểm đó

Hình 2.8 Bản vẽ ba hình chiếu thẳng góc

Hình 2.9 Biểu diễn điểm bằng ba hình chiếu thẳng góc 2.2.2 Biểu diễn đường thẳng

Trong các bản vẽ kỹ thuật, các đường thẳng chủ yếu tồn tại dưới dạng các đoạn thẳng

và được biểu diễn thông qua hai điểm phân biệt

Tên gọi của đọan thẳng phụ thuộc vào vị trí của nó so với ba mặt phẳng hình chiếu, hình chiếu của mỗi loại đoạn thẳng sẽ có những đặc trưng hình học riêng biệt

Vị trí của đoạn thẳng so với ba mặt phẳng hình chiếu được phân loại thành các trường hợp sau :

- Đoạn thẳng xiên góc với cả ba mặt phẳng hình chiếu:

+ Gọi tên là đoạn thẳng xiên hoặc đoạn thẳng thường

+ Cả ba hình chiếu thẳng góc của đoạn thẳng xiên đều xiên góc với các trục gập và có

độ lớn nhỏ hơn so với độ dài thực của đoạn thẳng (Hình 2.10)

Hình 2.10 Đoạn thẳng xiên góc với cả ba mặt phẳng hình chiếu

- Đoạn thẳng song song với một mặt phẳng hình chiếu:

+ Đoạn thẳng song song mặt phẳng hình chiếu đứng gọi là đường mặt, song song mặt phẳng hình chiếu bằng gọi là đường bằng, song song mặt phẳng hình chiếu cạnh gọi là đường cạnh

`+ Hình chiếu trên mặt phẳng tương ứng song song thể hiện độ lớn và góc nghiêng

thực tế của đoạn thẳng, hai hình chiếu còn lại song song các trục và nhỏ hơn so với độ dài thực (Hình 2.11)

- Đoạn thẳng song song với hai mặt phẳng hình chiếu:

+ Đoạn thẳng song song hai phẳng hình chiếu sẽ vuông góc với mặt còn lại và có tên gọi chung là đoạn thẳng chiếu Ba loại đoạn thẳng chiếu là đoạn thẳng chiếu đứng, đoạn thẳng chiếu bằng và đoạn thẳng chiếu cạnh

+ Hình chiếu trên hai mặt phẳng tương ứng song song thể hiện độ lớn và góc nghiêng thực tế của đoạn thẳng, hình chiếu còn lại suy biến thành một điểm (Hình 2.12)

Hình 2.11 Đoạn thẳng song song với một mặt phẳng hình chiếu

Hình 2.12 Đoạn thẳng song song với hai mặt phẳng hình chiếu

2.2.3 Biểu diễn mặt phẳng

Trong thực tế, mặt phẳng thường tồn tại dưới dạng các miếng phẳng dạng hình đa giác, hình tròn, elip Tên gọi của miếng phẳng phụ thuộc vào vị trí của nó so với ba mặt phẳng hình chiếu, hình chiếu của mỗi loại miếng phẳng sẽ có những đặc trưng hình học riêng biệt

- Miếng phẳng xiên góc với cả ba mặt phẳng hình chiếu:

+ Miếng phẳng xiên góc với cả ba mặt phẳng hình chiếu gọi là miếng phẳng xiên hoặc miếng phẳng thường

+ Cả ba hình chiếu của miếng phẳng xiên đều có hình dạng tương đương với hình dạng thực và nhỏ hơn so với độ lớn thực (Hình 2.13)

- Miếng phẳng vuông góc với một mặt phẳng hình chiếu:

+ Miếng phẳng vuông góc với mặt phẳng hình chiếu có tên gọi chung là miếng phẳng chiếu, gồm miếng phẳng chiếu đứng, chiếu bằng và chiếu cạnh

+ Hình chiếu trên mặt phẳng tương ứng vuông góc của miếng phẳng chiếu suy biến thành đoạn thẳng, hai hình chiếu còn lại có hình dạng tương đương với hình dạng thực và nhỏ hơn so với độ lớn thực (Hình 2.14)

Hình 2.13 Miếng phẳng xiên góc với cả ba mặt phẳng hình chiếu

Hình 2.14 Miếng phẳng vuông góc với một mặt phẳng hình chiếu

Hình 2.15 Miếng phẳng vuông góc với hai mặt phẳng hình chiếu

- Miếng phẳng vuông góc với hai mặt phẳng hình chiếu:

+ Miếng phẳng vuông góc với hai mặt phẳng hình chiếu sẽ song song với mặt phẳng hình chiếu còn lại, miếng phẳng song song mặt phẳng hình chiếu đứng gọi là miếng phẳng mặt, song song mặt phẳng hình chiếu bằng gọi là miếng phẳng bằng, song song mặt phẳng hình chiếu cạnh gọi là miếng phẳng cạnh

+ Hình chiếu trên mặt phẳng tương ứng song song sẽ thể hiện hình dạng thực của miếng phẳng, hai hình chiếu còn lại suy biến thành các đoạn thẳng (Hình 2.14)

2.3 Biểu diễn các mặt hình học cơ bản

Các mặt hình học cơ bản bao gồm mặt tháp, mặt lăng trụ, mặt nón, mặt trụ và mặt cầu

Vì các mặt này có quy luật hình học cụ thể, rõ ràng và dễ xác định nên chúng được sử dụng phổ biến trong các thiết kế kỹ thuật

Quy ước biểu diễn: khi biểu diễn các mặt hình học bằng hình chiếu thẳng góc, vì mục

đích của bản vẽ là thể hiện hình dạng, kích thước, của các mặt nên không cần thể hiện các trục gập, tuy nhiên vẫn phải đảm bảo liên hệ gióng giữa các hình biểu diễn

Quy ước biểu diễn thấy – khuất: Các cạnh thấy, đường nét thấy biểu diễn bằng nét

liền đậm, cạnh khuất, đường nét khuất biểu diễn bằng nét đứt

Quy ước xét thấy khuất: với hai điểm trên cùng một tia chiếu, điểm nào gần người

quan sát hơn được quy ước là điểm thấy, điểm xa hơn quy ước là điểm khuất Điểm thấy được viết tên trước, điểm khuất viết tên sau Đường nét đi qua điểm thấy là đường thấy, đường đi qua điểm khuất là đường khuất Mặt chứa các đường nét thấy là mặt thấy, mặt chứa các đường nét khuất là mặt khuất

2.3.1 Biểu diễn mặt tháp:

Khái niệm: mặt tháp được hình thành do một đường sinh chuyển động luôn đi qua

một điểm cố định (đỉnh tháp) và tựa trên đường chuẩn là một đa giác phẳng (đáy tháp) Các mặt bên của tháp là các hình tam giác có chung một đỉnh, các cạnh bên của tháp là các đoạn thẳng nối từ đỉnh tháp tới các đỉnh của đa giác đáy

Biểu diễn: Trên các hình chiếu, cần biểu diễn được tất cả các cạnh của tháp(cạnh đáy

và cạnh bên) theo đúng quy ước thấy khuất tương ứng với từng hình chiếu Nếu mặt tháp có hình dạng và vị trí thông dụng, chỉ cần biểu diễn bằng hai hình chiếu thẳng góc (thường là hình chiếu đứng và hình chiếu bằng) và không cần thể hiện các đường liên hệ dóng giữa các hình chiếu (Hình 2.16)

Hình 2.16 Biểu diễn mặt tháp bằng hình chiếu thẳng góc

Điểm thuộc mặt tháp: được xác định bằng cách gắn điểm đó vào một đường thuộc

mặt tháp Các đường phụ trợ thường được sử dụng là đường sinh và đường song với các cạnh

đáy hoặc cạnh bên của tháp (Hình 2.17)

Hình 2.17 Phương pháp xác định điểm thuộc mặt tháp

Hình 2.18 Biểu diễn lăng trụ bằng hình chiếu thẳng góc

Hình 2.19 Xác định điểm thuộc mặt lăng trụ

2.3.2 Biểu diễn mặt lăng trụ:

Khái niệm: mặt lăng trụ được hình thành do một đường sinh chuyển động luôn song

song một đường thẳng cố định và tựa trên đường chuẩn là một đa giác phẳng

Biểu diễn: Các yếu tố cần biểu diễn bao gồm tất cả các cạnh của đa giác đáy và các

cạnh bên Trường hợp lăng trụ kéo dài, không cần thiết phải biểu diễn một mặt đáy thì có thể

sử dụng nét cắt lìa theo quy ước (Hình 2.18)

Điểm thuộc mặt lăng trụ: Đường phụ trợ thường được sử dụng để xác định điểm

thuộc mặt lăng trụ là đường sinh của lăng trụ Ngoài ra cũng có thể sử dụng đường song với cạnh đáy hoặc một đường bất kỳ thuộc mặt lăng trụ (Hình 2.19)

Lăng trụ chiếu: là lăng trụ có đường sinh vuông góc mặt phẳng hình chiếu Ba loại

Hình 2.21 Biểu diễn mặt nón và xác định điểm thuộc mặt nón

trên mặt phẳng chiếu của lăng trụ bị suy biến và có hình dạng tương đương với hình dạng đa giác đáy (Hình 2.20)

Hình 2.20 Biểu diễn lăng trụ chiếu 2.3.3 Biểu diễn mặt nón:

Khái niệm: mặt nón được hình thành do một đường sinh chuyển động luôn đi qua

một điểm cố định (đỉnh nón) và tựa trên đường chuẩn là một đường cong bậc hai(đáy nón)

Các thiết kế kỹ thuật thường sử dụng loại nón có đáy tròn hoặc elip Loại nón được sử dụng nhiều nhất trong các thiết kế kỹ thuật nón tròn xoay, có đáy là hình tròn, trục nón vuông góc đáy nón

Biểu diễn: Trên các hình chiếu cần biểu diễn được đường chuẩn của nón, đỉnh nón và

các đường sinh biên của nón (Hình 2.19)

Điểm thuộc mặt nón: Điểm thuộc mặt nón được xác định theo phương pháp phổ biến

là gắn điểm vào đường sinh (Hình 2.21a) Trong trường hợp nón tròn xoay hoặc đáy nón có hình biểu diễn là đường tròn, có thể dùng phương pháp gắn điểm vào đường tròn song song đáy (Hình 2.1b)

Ed

Hình 2.22 Biểu diễn khối trụ và xác định điểm thuộc mặt trụ

Hình 2.23 Biểu diễn mặt cầu

và xác định điểm thuộc mặt cầu

2.3.4 Biểu diễn mặt trụ:

Khái niệm: mặt trụ được hình thành do một đường sinh chuyển động luôn song song

một đường thẳng cố định và tựa trên đường chuẩn là một đường cong bậc hai (đáy trụ)

Mặt trụ có đường sinh vuông góc mặt phẳng hình chiếu gọi là trụ chiếu, gồm có trụ chiếu đứng, trụ chiếu bằng và trụ chiếu cạnh Trụ chiếu có hình chiếu suy biến thành đường tròn được gọi là trụ tròn xoay

Biểu diễn: Các hình chiếu cần biểu diễn được đường chuẩn của trụ và các đường sinh

biên Trong trường hợp không cần xác định một mặt đáy của trụ, có thể sử dụng nét cắt lìa theo quy ước (Hình 2.22)

Điểm thuộc mặt trụ: Phương pháp chủ yếu để xác định điểm thuộc mặt trụ là sử

dụng đường sinh của trụ (Hình 2.17a) Trong trường hợp đặc biệt, khi đáy trụ được biếu diễn

dưới dạng tròn có thể sử dụng phương pháp đường tròn song song đáy

2.3.5 Biểu diễn mặt cầu:

Khái niệm: Mặt cầu được tạo thành bởi một

đường tròn quay xung quanh đường kính của nó

Biểu diễn: Các hình chiếu của cầu cần biểu

diễn được đường bao của mặt cầu và vị trí tâm cầu

Điểm thuộc mặt cầu: Phương pháp thông

dụng nhất để xác định điểm thuộc mặt cầu thường

là gắn điểm vào các đường tròn cơ bản của mặt

cầu

Đường tròn cơ bản: là đường tròn song

song mặt phẳng hình chiếu cơ bản, có một hình

chiếu giữ nguyên dạng là đường tròn, hai hình chiếu

còn lại suy biến thành các đoạn thẳng song song các

trục gập

2.4 Mặt phẳng cắt các khối hình học cơ bản

Để phù hợp với các yêu cầu thiết kế, các khối hình học thường bị cắt gọt bởi các mặt phẳng, do đó cần phải nghiên cứu để nắm được các dạng giao tuyến của mặt phẳng với các khối hình học thông dụng, được dùng phổ biến như các khối tháp đều hoặc cân, khối lăng trụ đứng, khối nón hoặc trụ tròn xoay…

Để thuận tiện trong quá trình thiết kế, các mặt phẳng cắt thường được chọn là mặt phẳng chiếu, vuông góc với mặt phẳng hình chiếu

2.4.1 Mặt phẳng cắt tháp và lăng trụ:

Dạng giao tuyến: Khối tháp và lăng trụ là các khối đa diện, do đó giao tuyến của mặt

phẳng với các khối hình học này luôn có dạng là đa giác phẳng, các đỉnh đa giác giao tuyến là giao điểm của mặt phẳng cắt với các cạnh của đa diện

Phương pháp xác định và biểu diễn giao tuyến: Dựa vào hình chiếu suy biến của

mặt phẳng cắt hoặc mặt của đa diện để các định các đỉnh của đa giác giao tuyến, từ đó xác định toàn bộ giao tuyến và biểu diễn các hình chiếu thẳng góc của khối đa diện sau khi cắt theo quy ước

Hình 2.24 Mặt phẳng cắt khối đa diện

2.4.2 Mặt phẳng cắt khối nón:

Giao tuyến giữa mặt phẳng và mặt nón: có các dạng khác nhau tùy thuộc vị trí

tương đối giữa mặt phẳng và mặt nón (Hình 2.25):

- Mặt phẳng đi qua đỉnh nón cắt mặt nón theo hai đường sinh

- Mặt phẳng vuông góc trục nón tròn xoay cắt mặt nón theo đường tròn

- Mặt phẳng xiên góc với tất cả các đường sinh cắt mặt nón theo đường elip

- Mặt phẳng song song với một đường sinh cắt mặt nón theo đường parabol

- Mặt phẳng song song với hai đường sinh cắt mặt nón theo đường hyperbol

nh 2.26 Các dạng giao tuyến

của mặt phẳng cắt trụ

Cách vẽ giao tuyến: tùy theo dạng của giao tuyến để xác định số lượng các điểm cần

thiết của giao tuyến, tìm hình chiếu của các điểm đó bằng phương pháp gắn điểm thuộc mặt nón và nối các điểm theo dạng đã biết

dạng giao tuyến cũng có thể thay đổi

tùy thuộc vào tương quan vị trí giữa

mặt phẳng cắt và các 110mặt phẳng

hình chiếu (Hình 2.26)

Hình 2.25 Các dạng giao tuyến của mặt phẳng cắt mặt nón

Hình 2.28 Phương pháp xây dựng hình chiếu phụ của miếng phẳng (P)

Hình 2.27 Mặt phẳng cắt khối cầu

2.4.4 Mặt phẳng cắt khối cầu:

Giao tuyến của mặt phẳng cắt mặt cầu

luôn có dạng là đường tròn trong không gian Tuy

nhiên tùy thuộc vào vị trí tương đối của mặt

phẳng cắt và các mặt phẳng hình chiếu mà hình

biểu diễn của giao tuyến có thể ở dạng tròn, elip

hay suy biến thành đoạn thẳng (Hình 2.27)

2.5 Hình chiếu phụ:

2.5.1 Khái niệm chung:

Khái niệm: hình chiếu phụ là hình chiếu

thu được từ phép chiếu thẳng góc, trong đó mặt

phẳng hình chiếu không song song với các mặt

phẳng hình chiếu cơ bản

Phương pháp xây dựng hình chiếu phụ:

Khi biểu diễn đối tượng bằng các hình chiếu cơ bản, một số bộ phận có hình chiếu bị biến dạng so với hình thực, khi đó cần sử dụng hình chiếu phụ để biểu diễn hình dạng thực của các bộ phận này Hình chiếu phụ chỉ biểu diễn một bộ phận nào đó được gọi là hình chiếu phụ riêng phần, được xây dựng như sau:

- Xác định được mặt phẳng hình chiếu phụ.và trục gập phụ là giao tuyến của mặt phẳng hình chiếu phụ với mặt phẳng hình chiếu cơ bản

- Gập mặt phẳng hình chiếu phụ trùng với mặt phẳng hình chiếu cơ bản để thu được hình chiếu phụ trên mặt phẳng bản vẽ

Quy ước biểu diễn hình chiếu phụ:

+ Nếu hình chiếu phụ (hoặc hình chiếu phụ riêng phần) được đặt theo liên hệ gióng

với hình chiếu thẳng góc thì không cần ghi chú hay ký hiệu (Hình 2.29a)

Hình 2.29 Quy ước biểu diễn đối với hình chiếu phụ riêng phần

+ Nếu hình chiếu phụ (hoặc hình chiếu phụ riêng phần) không liên hệ dóng với hình chiếu thẳng góc thì phái ký hiệu hướng nhìn và tên gọi tương ứng cho hình biểu diễn (Hình 2.29b)

+ Phải ký hiệu xoay khi xoay hình biểu diễn (Hình 2.29c)

2.5.2.Xác định hình thực miếng phẳng xiên:

Một trong các ứng dụng phổ biến của hình chiếu phụ là để xác định hình thực của miếng phẳng xiên góc so với các mặt phẳng hình chiếu cơ bản

Nguyên tắc chung: Các miếng phẳng chỉ có hai chiều kích thước vuông góc với nhau,

vì vậy để tìm hình thực của miếng phẳng cần xác định được các kích thước thực hai chiều của miếng phẳng đó, sau đó biểu diễn hình thực của miếng phẳng trên lưới kích thước thực

Loại miếng phẳng thường gặp phổ biến trong trường hợp này là miếng phẳng vuông góc một mặt phẳng hình chiếu và xiên góc hai mặt phẳng hình chiếu còn lại Do đó một chiều kích thước sẽ thể hiện trên hình chiếu suy biến của miếng phẳng, chiều kích thước còn lại sẽ thể hiện trên các hình chiếu liền kề (Hình 2.28)

Hình 2.30 minh họa các bước xác định hình thực miếng phẳng xiên:

- Bước 1: Xác định hình chiếu suy biến của miếng phẳng và hình dạng tương đương

trên hình chiếu liền kề để

- Bước 2: Chọn vị trí phù hợp trong bản vẽ và dựng trục kích thước thực thứ nhất song

song hình chiếu suy biến của miếng phẳng

- Bước 3: Dựng trục kích thước thực thứ hai vuông góc trục thực nhất Dóng các

đường kích thước từ hình chiếu suy biến và dựng các đường kích thước tương ứng so với hình dạng tương đương của miếng phẳng để tạo thành lưới kích thước thực của miếng phẳng

- Bước 4: Dựa vào lưới kích thước thực và hình dạng tương đương, biểu diễn hình

dạng thực của miếng phẳng xiên và ghi đầy đủ kích thước hai chiều của miếng phẳng

Hình 2.30 Các bước biểu diễn hình thực miếng phẳng xiên Chú ý: Nếu trong bản vẽ không thể bố trí hình thực mặt xiên theo liên hệ dóng, có thể

dựng lưới kích thước thực và biểu diễn hình thực của miếng phẳng tại vị trí phù hợp trong bản

vẽ và sử dụng các ký hiệu quy ước đối với hình chiếu phụ

2.6 Biểu diễn vật thể bằng hình chiếu thẳng góc:

Các vật thể trong thiết kế kỹ thuật thường được tạo ra bằng cách sử dụng các khối hình học cơ bản kết hợp với nhau theo dạng cộng hoặc trừ khối, từ đó tạo nên các hình dạng phong phú đáp ứng các mục đích thiết kế

Bản vẽ biểu diễn vật thể bằng hình chiếu thẳng góc thường sử dụng từ hai đến ba hình chiếu bố trí theo đúng quy ước, biểu diễn đầy đủ, chính xác các đường nét, ghi kích thước và ghi chú đúng quy định

Hình 2.31 Các bước vẽ hình ba hình chiếu thẳng góc

2.6.1 Các bước vẽ hình chiếu thẳng góc:

- Bước 1: Quan sát vật thể để xác định hình chiếu chính và các hình chiếu khác cần

biểu diễn Xác định các kích thước tổng thể của vật thể để chọn tỷ lệ vẽ và bố cục bản vẽ phù hợp

- Bước 2: Xác định các kích thước chi tiết và vẽ hình chiếu thứ nhất (thường là hình

chiếu chính) của vật thể Hình chiếu được vẽ theo nguyên tắc từ lớn đến nhỏ, từ gần đến xa,

từ đơn giản đến phức tạp

- Bước 3: Sử dụng liên hệ dóng và tiếp tục biểu diễn các hình chiếu còn lại

- Bước 4: Ghi đầy đủ kích thước, các ghi chú cần thiết theo quy ước, kiểm tra và hoàn

thiện bản vẽ

Hình 2.31 minh họa các bước vẽ ba hình chiếu thẳng góc của vật thể

Hình 2.33 Vẽ hình chiếu thẳng góc theo từng mặt

2.6.2 Các phương pháp vẽ hình chiếu thẳng góc:

- Phương pháp vẽ theo điểm: đặt tên cho các điểm của vật thể, xác định hình chiếu

của từng điểm và nối lại để có hình chiếu của vật thể

Hình 2.32 Vẽ hình chiếu thẳng góc theo từng điểm

- Phương pháp vẽ theo mặt: quan sát các mặt của vật thể và vẽ lần lượt từng mặt

theo thứ tự từ gần đến xa, từ lớn đến nhỏ, từ đơn giản đến phức tạp

- Phương pháp vẽ theo khối: quan sát và phân chia vật thể thành các khối hình học

cơ bản, biểu diễn lần lượt từng khối và giao tuyến của các khối với nhau

Hình 2.34 Vẽ hình chiếu thẳng góc theo từng khối hình học

Bài tập

2.1 Hoàn thiện ba hình chiếu thẳng góc các vật thể sau, ghi đầy đủ kích thước theo tỷ

lệ 1/1 (Kích thước ô lưới tự chọn phù hợp với khổ giấy vẽ)