Bản vẽ kĩ thuật và CAD: từ nhìn đúng chuẩn, chiếu hình, ghi kích thước đến đọc bản vẽ và tờ giấy số | LUKATO AI
Hệ thống khái niệm về bản vẽ kĩ thuật và CAD cho Công nghệ 11: bốn chặng nhìn, chiếu, ghi, đọc cùng tờ giấy số, mười hai phòng lab, mười bốn bẫy thường gặp…
LUKATO AI, CÔNG NGHỆ 11, BẢN VẼ KĨ THUẬT VÀ CAD
NHÌN, CHIẾU, GHI, ĐỌC, TỜ GIẤY SỐ
Từ vật thể đến bản vẽ:
nhìn đúng chuẩn, chiếu thành hình,
ghi kích thước, đọc và đưa vào CAD
Một chiếc giá đỡ nằm trên bàn thợ này sẽ được làm lại ở xưởng khác, bởi người chưa từng gặp em. Chỉ có một tờ giấy đi cùng nó. Chuyên đề dắt em đi hết con đường từ vật thể tới tờ giấy ấy qua bốn chặng : nhìn, chiếu, ghi, đọc; và một tờ giấy số là CAD bao quanh cả bốn chặng. Ở mỗi chặng chỉ cần hỏi hai câu: hình dạng ra sao và lớn bao nhiêu, chính xác tới đâu . Phần ngoài sách giáo khoa được ghi là kiến thức bổ sung; các con số của mô hình là số liệu minh họa.
- ① Vì sao một vật thể cần ba hình chiếu, và nét đứt trên hình chiếu cho biết điều gì?
- ② Hình cắt, mặt cắt và hình chiếu khác nhau ở đâu, và vì sao cắt xong lại xuất hiện thêm nét liền?
- ③ Kích thước, dung sai, bản vẽ lắp và CAD giữ cho «lời hứa» trên giấy khớp với chi tiết thật bằng cách nào?
4 chặng
nhìn, chiếu, ghi, đọc; CAD là tờ giấy số bao quanh
12 lab
phòng lab: xếp chặng, tỉ lệ, dựng ba hình chiếu, ghép hình, kéo mặt phẳng cắt, chuỗi kích thước, lắp ghép, tìm lỗi, trình lắp, layer, phiên bản, thanh tra bản vẽ
14 bẫy
mỗi bẫy có mục, phòng lab và bài để quay lại luyện
12 bài
10 chọn đáp án, 1 đúng sai, 1 trả lời ngắn
01
Bản đồ chung
Bốn chặng từ vật thể đến bản vẽ, và tờ giấy số bao quanh
Người thợ ở xưởng xa không hỏi được em «chỗ này dày bao nhiêu?», «cái lỗ này có xuyên qua không?». Các câu trả lời phải nằm sẵn trên giấy, và phải đọc ra giống hệt nhau dù ai cầm tờ giấy. Vì thế bản vẽ kĩ thuật không phải một bức tranh cho «giống», mà là một văn bản bằng hình : mỗi nét có tên và nghĩa, mỗi con số có chỗ đứng, mỗi hình có vị trí cố định. Chuyên đề gom cả hành trình ấy thành bốn chặng: nhìn (chuẩn để cùng nhìn như nhau), chiếu (biến vật thể thành hình), ghi (biến hình thành con số) và đọc (từ bản vẽ trở lại vật thể). CAD không phải chặng thứ năm; nó là tờ giấy số mà cả bốn chặng cùng làm việc trên đó.
Về việc thực hành chuyên đề này
Các con số và mô hình ở đây là số liệu minh họa để hiểu nguyên lí. Khi làm ở xưởng thật, các việc cắt, tiện, khoan, mài cần có thầy cô hướng dẫn, đeo kính bảo hộ, buộc gọn tóc, kẹp chắc phôi, và không tự vận hành máy khi chưa được phép. Còn chuyên đề này chỉ yêu cầu giấy, bút, thước và máy tính.
Hình rộng hơn màn hình: vuốt ngang để xem đầy đủ.
Bản đồ chung: bốn chặng nối tiếp và tờ giấy số CAD ở bên dưới. Bấm vào một ô để đọc mô tả và số mục.
Bốn chặng không phải bốn loại bản vẽ mà là bốn việc phải làm theo thứ tự. Cùng một chi tiết, người vẽ đi từ trái sang phải: chọn khổ giấy, tỉ lệ và nét (nhìn); chiếu vật thể thành các hình, thêm hình cắt nếu bên trong phức tạp (chiếu); ghi kích thước, dung sai và ký hiệu (ghi). Người đọc đi theo chiều ngược lại: thấy khung tên và bảng kê trước, hiểu hình, đọc số, rồi dựng lại vật thể trong đầu (đọc). Hai việc ấy gặp nhau ở cùng một tờ giấy, nên quy ước ở cả hai đầu phải giống nhau.
Bốn chặng và tờ giấy số trong một bảng
Chặng
Việc làm
Nội dung thường gặp
Mục
① NHÌN
Thống nhất cách trình bày để người đọc hiểu như nhau
khổ giấy, khung bản vẽ, khung tên, tỉ lệ, các loại nét, chữ và số
② CHIẾU
Biến vật thể thành các hình biểu diễn
hình chiếu đứng, bằng, cạnh; hình cắt và mặt cắt
3, 4
③ GHI
Biến hình thành con số đủ để chế tạo
kích thước, dung sai, lắp ghép, ký hiệu quy ước
5, 6
④ ĐỌC
Từ bản vẽ trở lại vật thể và bộ phận máy
bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp, bảng kê, số vị trí
TỜ GIẤY SỐ (CAD)
Làm cả bốn việc trên máy tính
CAD: lớp (layer), khung in, tỉ lệ in, mô hình 3D, phiên bản
Hai câu hỏi về từng thứ trên bản vẽ
Câu 1: hình dạng ra sao?
Hình chiếu cho hình dáng ngoài, nét đứt cho phần bị che, hình cắt cho phần bên trong. Công cụ trả lời: ba hình chiếu, đường tâm, hình cắt và mặt cắt. Gặp ở mục 3 và 4.
Câu 2: lớn bao nhiêu, chính xác tới đâu?
Kích thước cho độ lớn, dung sai cho mức chính xác, tỉ lệ cho quan hệ giữa hình và vật thật. Công cụ trả lời: đường kích thước, sai lệch giới hạn, bảng kê và khung tên. Gặp ở mục 2, 5 và 6.
Từ điển một dòng: đưa chuột hoặc chạm vào chữ gạch chân
Thuật ngữ
Nghĩa ngắn
Mục
tỉ lệ
Tỉ số giữa độ dài trên hình vẽ và độ dài thật của vật thể
hình chiếu vuông góc
Hình nhận được khi chiếu các tia vuông góc với mặt phẳng chiếu
nét khuất
Đường bao phần bị che, vẽ bằng nét đứt mảnh
2, 3
hình cắt
Mặt cắt cùng phần vật thể nằm sau mặt phẳng cắt
mặt cắt
Chỉ phần vật thể nằm đúng trên mặt phẳng cắt
kích thước danh nghĩa
Kích thước gốc để tính các kích thước giới hạn
dung sai
Hiệu giữa kích thước giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất
lắp ghép
Cách ghép trục với lỗ: lỏng, trung gian, chặt
bản vẽ lắp
Bản vẽ các chi tiết ghép với nhau, có số vị trí và bảng kê
CAD
Thiết kế và vẽ kĩ thuật có sự trợ giúp của máy tính
layer (lớp)
Nhóm đối tượng cùng chức năng trong CAD, bật tắt được
Phòng lab 1: xếp thiết bị và việc làm vào bốn chặng
Đoán trước: hãy nghĩ xem bảng kê ghi tên, số lượng, vật liệu của từng chi tiết trong một bộ máy thuộc chặng nào, rồi kiểm tra bằng câu hỏi dưới đây.
Một bản vẽ lắp có bảng kê liệt kê tên chi tiết, số lượng và vật liệu. Việc dùng bảng kê để biết bộ phận gồm những gì thuộc chặng nào?
Cách dùng phòng lab
Xếp từng thẻ bằng cách chạm thẻ rồi chạm ô, hoặc kéo thẻ thả vào ô. Sau khi bấm «Kiểm tra», thẻ đúng viền xanh và thẻ sai viền đỏ; dòng kết luận giải thích thẻ sai đầu tiên. Phòng lab này luyện bẫy 1.
Thử tay: một chiếc giá đỡ đi qua bốn chặng
Em cần nhờ xưởng làm một giá đỡ hình chữ L. Em chọn khổ giấy A4 và tỉ lệ 1:2, vẽ ba hình chiếu có nét đứt cho phần che khuất, ghi chiều dài, chiều cao, đường kính lỗ và cuối cùng dán bảng kê, khung tên. Hãy gọi tên chặng cho từng việc.
Gợi ý 1: Hai việc đầu
Chọn khổ giấy, tỉ lệ và loại nét là thống nhất cách trình bày: NHÌN. Vẽ ba hình chiếu có nét khuất là biến vật thể thành hình: CHIẾU.
Gợi ý 2: Hai việc sau
Ghi chiều dài, chiều cao và đường kính lỗ là biến hình thành con số: GHI. Bảng kê và khung tên giúp người khác đọc ra chi tiết: ĐỌC.
Đáp án, cả hành trình
Khổ giấy, tỉ lệ, nét là NHÌN; ba hình chiếu là CHIẾU; kích thước là GHI; khung tên và bảng kê phục vụ ĐỌC. Nếu em vẽ trên máy tính thì cả bốn việc vẫn đúng như thế, chỉ khác là tờ giấy là tờ giấy số CAD.
Chỗ hay trượt ở bản đồ chung
Bẫy 1: coi bản vẽ là bức tranh «vẽ cho giống là xong». Một nét vẽ sai loại hay một con số đặt sai chỗ có thể làm người đọc dựng lại vật thể khác với ý người vẽ. Phòng lab 1 luyện cách hỏi «việc này thuộc chặng nào»; Bài 11 ở mục 10 xét các quy ước ấy cùng lúc.
Mục 2 đi tới chặng đầu tiên: chuẩn để cùng nhìn như nhau.
02
Chặng ① NHÌN
Khổ giấy, tỉ lệ, nét vẽ: ba quy ước để cùng nhìn như nhau
Hai bạn vẽ cùng một chiếc giá đỡ: bạn thứ nhất dùng giấy A4 ở tỉ lệ 1:1, bạn thứ hai dùng giấy A3 ở tỉ lệ 1:2. Hai hình lớn nhỏ khác hẳn nhau, nhưng con số ghi trên đường kích thước của hai bản vẽ phải giống hệt nhau . Điều ấy chỉ đúng nếu cả hai đã đồng ý ba quy ước: giấy có những khổ nào và khung ở đâu, hình nhỏ hay lớn hơn vật thật bao nhiêu, và mỗi loại nét nói điều gì. Chặng NHÌN là việc đồng ý trước ba quy ước đó, để các chặng sau có chỗ đứng.
Khổ giấy: mỗi khổ là một nửa khổ trước
Dãy khổ giấy chính của bản vẽ kĩ thuật là A0, A1, A2, A3, A4. Khổ A0 có diện tích gần 1\ \text{m}^{2} (kích thước 841\times 1189 mm); cắt đôi A0 theo cạnh dài được hai tờ A1, cắt đôi A1 được hai tờ A2, và cứ thế. Hình dạng tờ giấy giữ nguyên qua mỗi lần cắt vì tỉ số hai cạnh xấp xỉ \sqrt{2}\approx 1{,}414: ví dụ \dfrac{1189}{841}\approx 1{,}414 và \dfrac{297}{210}\approx 1{,}414.
Hình rộng hơn màn hình: vuốt ngang để xem đầy đủ.
Cả hình là một tờ A0; các mảnh sau khi cắt đôi liên tiếp là A1, A2, A3 và hai tờ A4, vẽ cùng tỉ lệ, mỗi khổ bằng một nửa khổ liền trước.
Khổ
Kích thước (mm)
Số tờ A4
Gợi ý dùng
A0
841\times 1189
16
sơ đồ lớn, mặt bằng nhà xưởng
A1
594\times 841
bản vẽ lắp cỡ lớn
A2
420\times 594
bản vẽ lắp thiết bị
A3
297\times 420
bản vẽ chi tiết và lắp thông dụng trong lớp học
A4
210\times 297
chi tiết nhỏ, bài tập vẽ
Trên tờ giấy có hai khung. Khung bản vẽ kẻ bằng nét liền đậm, cách mép giấy một khoảng; lề bên trái rộng hơn các lề còn lại để đóng tập (số liệu thường dùng: khoảng 20 mm so với 5 mm). Khung tên đặt ở góc dưới bên phải, ghi tên gọi chi tiết, vật liệu, tỉ lệ, ký hiệu bản vẽ, người vẽ, người kiểm tra. Người đọc nhìn vào khung tên trước tiên để biết đang cầm bản vẽ của cái gì và nhỏ hay lớn hơn vật thật bao nhiêu.
Hình rộng hơn màn hình: vuốt ngang để xem đầy đủ.
Bố cục một tờ A4 nằm ngang: khung bản vẽ, vùng vẽ các hình và khung tên ở góc dưới bên phải.
Tỉ lệ: hình nhỏ hay lớn hơn vật thật bao nhiêu
Tỉ lệ viết dạng «tỉ số hình : vật». Tỉ lệ 1:1 là nguyên cỡ; 1:2, 1:5, 1:10 là thu nhỏ ; 2:1, 5:1 là phóng to . Độ dài đo trên giấy bằng tỉ lệ nhân độ dài thật: một chi tiết dài 160 mm vẽ ở tỉ lệ 1:2 chiếm 160\cdot\dfrac{1}{2}=80 mm trên giấy, còn một chốt dài 6 mm vẽ ở tỉ lệ 5:1 chiếm 6\cdot 5=30 mm. Dù hình to hay nhỏ, con số ghi lên đường kích thước vẫn là 160 và 6: kích thước ghi là kích thước thật của vật thể , không phải số đo bằng thước đặt lên hình.
Vì sao quy ước này hợp lí
Nếu con số đổi theo hình thì người thợ phải biết tỉ lệ rồi tự quy đổi, và chỉ cần quên một lần là chi tiết sai kích thước. Ghi theo vật thật làm con số có nghĩa ngay cả khi bản vẽ bị phóng to, thu nhỏ khi sao chép. Tỉ lệ vẫn được ghi trong khung tên để người đọc hình dung đúng độ lớn của hình.
Một trục dài 60 mm được vẽ ở tỉ lệ 2:1. Con số ghi ở đường kích thước chiều dài trục là bao nhiêu?
Cách dùng phòng lab
Kéo thanh «Chiều dài chi tiết», chọn khổ giấy và tỉ lệ. Hình trên giấy đổi cỡ, còn con số kích thước thì giữ nguyên. Vùng vẽ ngang bằng bề ngang khổ giấy trừ lề trái và lề phải và trừ phần chừa cho đường kích thước. Phòng lab này luyện bẫy 2.
Nét vẽ: năm loại nét, năm câu chuyện
Mỗi loại nét nói một điều. Nét liền đậm vẽ đường bao thấy và cạnh thấy: đây là hình của vật thể. Nét liền mảnh dùng cho đường kích thước, đường gióng và đường gạch mặt cắt: đây là phần «chú thích» của bản vẽ. Nét đứt mảnh vẽ đường bao và cạnh bị che khuất. Nét chấm gạch mảnh vẽ đường tâm và trục đối xứng. Nét lượn sóng vẽ đường giới hạn của hình cắt cục bộ. Nét đậm dày khoảng gấp đôi nét mảnh (tỉ lệ thường dùng).
Hình rộng hơn màn hình: vuốt ngang để xem đầy đủ.
Năm loại nét trên một chi tiết có lỗ tròn: mỗi nét đứng đúng chỗ của nó.
Loại nét
Hình dáng
Dùng để vẽ
Liền đậm
đường liền, dày
đường bao thấy, cạnh thấy, khung bản vẽ
Liền mảnh
đường liền, mỏng
đường kích thước, đường gióng, đường gạch mặt cắt
Đứt mảnh
các đoạn ngắn cách đều
đường bao và cạnh bị che khuất
Chấm gạch mảnh
một gạch dài, một chấm, lặp lại
đường tâm, trục đối xứng
Lượn sóng
đường lượn mảnh
đường giới hạn của hình cắt cục bộ
Khi hai nét trùng nhau, nét nào quan trọng hơn thì được vẽ: nét liền đậm che nét đứt, nét đứt che nét chấm gạch (quy ước ưu tiên này thuộc kiến thức bổ sung). Về chữ và số, chiều cao tối thiểu thường dùng cho chữ số kích thước là khoảng 2{,}5 mm (kiến thức bổ sung), để khi sao chụp vẫn đọc được.
Chỗ hay trượt ở chặng NHÌN
Bẫy 2: nhầm con số kích thước với số đo trên giấy, nên đổi con số theo tỉ lệ. Bẫy 3: coi nét vẽ là sở thích của người vẽ, dùng nét liền đậm cho đường tâm hay dùng một nét cho các đường. Phòng lab 2 sửa bẫy 2; Bài 1 và Bài 2 ở mục 10 tính trên đúng hai bẫy này, còn Bài 11 gom quy ước nét với kích thước trong bốn nhận định.
Thử tay: chi tiết dài 360 mm vẽ trên A3, tỉ lệ nào vừa?
Vùng vẽ ngang của A3 là 420-25-30=365 mm (bỏ lề trái 20, lề phải 5 và 30 mm chừa cho đường kích thước). Chi tiết dài 360 mm. Em hãy chọn tỉ lệ từ dãy 1:1, 1:2, 1:5 và cho biết con số ghi trên bản vẽ.
Gợi ý 1: Thử nguyên cỡ
Ở tỉ lệ 1:1, hình dài 360 mm, nhỏ hơn 365 mm. Hình vừa vùng vẽ nhưng chỉ còn dư 5 mm.
Gợi ý 2: Có nên thu nhỏ
Dư 5 mm là quá sát, thêm một dòng ghi chú là tràn. Ở tỉ lệ 1:2, hình dài 360\cdot\dfrac{1}{2}=180 mm, rộng rãi để đặt thêm hình chiếu cạnh.
Đáp án
Hình vừa ở cả 1:1 lẫn 1:2; chọn 1:2 cho thoáng, vẽ hình dài 180 mm. Con số ghi trên đường kích thước vẫn là 360 vì đó là kích thước của vật thể.
Mục 3 đi tới chặng CHIẾU: biến vật thể thành các hình biểu diễn.
03
Chặng ② CHIẾU
Hình chiếu vuông góc: ba hình, một vật thể, và nét đứt cho phần bị che
Nhìn một hộp trà từ phía trước, em thấy một hình chữ nhật. Hình chữ nhật ấy có thể là hộp dày, cũng có thể là tấm thẻ mỏng: một hướng nhìn không cho biết bề sâu . Muốn cho người thợ dựng lại đúng vật thể, ta nhìn thêm từ trên xuống và từ bên trái sang, rồi xếp ba hình theo một trật tự cố định. Hình chiếu vuông góc là cách làm đó: bí quyết không nằm ở một hình mà ở quan hệ giữa ba hình .