Назначение и устройство чертежных приборов и ин-струментов.

В традиционном (ручном) топографическом черчении широко применялись различные чертежные инструменты и принадлежности (рис. 1).

Рис. 1. Набор чертежных инструментов:

1 – чертежное перо; 2 – полевой циркуль-измеритель; 3 – кру-говой циркуль; 4 – рейсфедер; 5 – кривоножка; 6 – двойной рейсфедер; 7 – кронциркуль; 8 – микроизмеритель

Черчение выполнялось специальными чертежными перьями, которые из-готавливались из высших сортов стали № 41 или № 44 и позволяли получить линию толщиной 0,1 мм.

К чертежным принадлежностям относятся: линейки, лекала, трафареты, шкалы, лупы, инструменты для исправления дефектов черчения, кисти, краски, тушь. Для проведения параллельных линий применялись пропорциональные линейки и штриховальные приборы.

Картографическое изображение создавалось на различных бумагах (чер-тежная, рисовальная, миллиметровая, калька и др.) и пластиках. Карандаш предшествовал черчению тушью, им выполнялись вспомогательные работы.

В настоящее время чертежные инструменты, материалы и принадлежности замещаются программными чертежными средствами: инструментами построения фигур, линий, штриховок, наборами палитр, интерактивными эффектами и возможностями их программного редактирования.

Цвет в оформлении карт – одно из самых эффективных графических средств. Он существенно расширяет изобразительные возможности условных обозначений, позволяет передать качественные и количественные характери-стики объектов, усиливает различимость знаков, наглядность и читаемость карты, ее информативность и повышает ее эстетические свойства.

Часто использование цвета на карте носит символический характер. Так, на топографической карте зеленая окраска ассоциируется с лесами, голубая (синяя) – с водными пространствами, коричневая – с рельефом местности. Эти цвета стали унифицированными для всех топографических карт, в них отра-жено сходство цветового восприятия объектов на карте с реальной действи-тельностью. Карты и рукописные оригиналы создаются с применением кра-сок, дающих большое количество цветов.

Краски состоят из красящего и связующего веществ, а также из различных добавок. В до компьютерный период для оформления карт применялись раз-личные виды красок.

Акварельные краски – прозрачные, растворимые в воде. Красящее вещест-во в акварели – пигмент. В качестве связующего вещества применяется расти-тельный клей, хорошо растворимый в воде: вишневый клей, декстрин, мед и т. п. Акварельные краски использовались при вычерчивании штриховых эле-ментов, фоновой окраске съемочных и составительских оригиналов.

Тушь – краска, в которой красящим веществом является сажа или другие красители. Применялась при составлении и оформлении штриховых элементов содержания карты.

В зависимости от соотношения в краске порошка и связующего вещества, краски бывают твердые в плитках, полужидкие (полумягкие) в чашечках и в металлических тубах.

Нужный цвет при работе с красками получали следующими способами:

- механическим;

- лессировкой.

При механическом способе нужный цветовой тон получается смешением нескольких различных красок. Например, чтобы получить зеленый цвет, нужно смешать в баночке или на палитре голубую и желтую краски.

При способе лессировки цвет получается путем последовательного нало-жения на бумаге одной краски на другую, при этом используют акварельные краски. Например, зеленый цвет можно получить, окрасив голубую площадь желтой краской.

Чертежные синтетические пластики или пленки представляли собой сложные химические соединения, поверхность таких пластиков специально делали шероховатой, матовой наподобие бумаги, для обеспечения сцепления туши с по-верхностью пластика и хорошего ее закрепления.

Пластик для гравирования представлял собой прозрачную малодеформи-рующуюся основу со специально нанесенным гравировальным слоем толщиной 0,01 – 0,02 мм. При гравировании рисунок, скопированный в виде абриса на по-верхность гравировального слоя, удалялся с основы специальными гравироваль-ными инструментами.

Для выполнения штриховых элементов использовалось преимущественно механическое гравирование, которое выполнялось с помощью простейших гра-вировальных приборов. Для выполнения фоновых элементов применялось хи-мическое гравирование, которое состояло в растворении и удалении гравиро-вального слоя химическими средствами. Лазерное гравирование производилось посредством выжигания лазерным лучом, а фотохимическое – для внесения ис-правлений.

Применение карандаша

При составлении топографического плана обычно пользуются сначала карандашом, а затем изображение закрепляют тушью.

Карандаш - это черный или цветной пишущий стержень, вставленный в деревянную оправу круглого или шестигранного сечения. В зависимости от материала пишущего стержня карандаши делятся на черные (графитные), цветные и копировальные (чернильные). По назначению карандаши подразделяются на чертежные, канцелярские, школьные, рисовальные и др.

В топографическом черчении широко применяются чертежные карандаши: при вспомогательных разграфках, усилении бледного изображения на голубых копиях перед вычерчиванием тушью, на полевых топографических съемках и т.д. По своим чертежным свойствам чертежные карандаши делятся на твердые и мягкие. Твердые карандаши обозначаются буквой Т, а мягкие - М. По степени твердости в порядке ее возрастания они помечаются цифрой: 6М, 5М, 4М, 3М, 2М, ТМ, Т, 2Т, 3Т, 4Т, 5Т, 6Т, 7Т. Для картографических работ применяют карандаши от 2М до 6Т: 2М - 2Т - при черчении на фотобумаге и бумаге низшего качества, 3Т - 6Т - на чертежной бумаге высшего качества, 2М - ТМ - для простых записей, зарисовок, тушевок.

Техника работы карандашом. Карандашом обычно выполняют вспомогательные работы: построение рамок, сеток, условных знаков, шрифтов и т.п. Съемочные и составительские оригиналы топографических карт также вначале вычерчиваются карандашом.

Карандашный рисунок должен иметь высокое качество - отчетливость и законченность изображения всех элементов содержания. Предъявляемые к карандашному рисунку требования могут быть выполнены при соблюдении правил работы карандашом:

1) работу необходимо выполнять остро заточенным карандашом с одинаковым нажимом на бумагу;

2) не следует сильно нажимать на карандаш, так как образовавшиеся в этом случае на бумаге бороздки будут мешать последующему вычерчиванию тушью;

3) необходимо соблюдать постоянство в приемах вычерчивания: проводить линии по линейке слева направо, держа карандаш параллельно груди с небольшим наклоном в сторону движения и не поворачивая его вокруг своей оси.

Карандашом вычерчивают прямые линии по линейке или «от руки». По линейке обычно проводят линии между наколотыми точками, для чего линейку тщательно прикладывают к ним и прежде чем провести линию, карандашом, легко касаясь бумаги, пересекают вначале левую точку, затем правую, чтобы убедиться, что линия пройдет через центры точек. Карандаш держат в 5-6 см от очиненного конца, ставят его в центр левой точки с небольшим наклоном вправо и, сохраняя неизменным угол наклона оси карандаша к плоскости чертежа (60-70º), с легким равномерным нажимом ведут до центра правой точки. Карандашная линия на плане должна быть тонкой, ровной, четко видимой, не врезанной в бумагу и легко стираться резинкой.

Черчение «от руки» заключается в умении вычерчивать пером и карандашом линии, поскольку все объекты черчения: условные знаки, буквы и т.д. - состоят из линий или их комбинаций. При вычерчивании «от руки» карандаш держат в 3-4 см от очиненного конца. Вычерчивание любых линий: длинных и коротких, тонких и толстых, прямых и кривых - начинается с вычерчивания тонкой линии путем постепенного наращивания тонких коротких штришков. Из намеченной точки с легким нажимом вычерчивают короткий (0,5-1,0 мм) тонкий штрих и постепенно, не резко отрывают карандаш от бумаги, снова опускают его на бумагу и, захватив нижнюю часть первого штришка, вычерчивают таким же приемом второй штрих и т.д., получается ровная тонкая линия. Толстую линию вычерчивают путем постепенного утолщения тонкой линии в правую сторону и сверху вниз. При вычерчивании кривой линии чертеж постепенно поворачивают так, чтобы движение карандаша все время было сверху вниз.

Работа пером и тушью

Черчение выполняется специальными чертежными перьями, имеющими по сравнению с канцелярскими перьями меньшие размеры и тонкий рабочий конец. Чертежные перья изготавливаются из стали высших сортов под № 41, 44, 290, 291 и 2350. Для черчения на бумаге более удобны перья 44, 290 и 291, так как они имеют мягкий пружинящий конец. Тонкий конец этих перьев позволяет без их заточки получать линии толщиной 0,1 мм. Перья 41 и 2350 более жесткие и с более толстым концом. Поэтому их используют при черчении на пластике, фотобумаге и кальке.

 

Для чертежного пера предназначен специальный держатель - чертежная ручка, которая отличается от канцелярской меньшими размерами и тем, что кончик пера можно предохранить от повреждений, вставив перо в ручку острым концом вовнутрь.

К чертежным перьям предъявляют следующие основные требования:

- створки пера не должны иметь просвета;

- створки пера должны иметь одинаковую длину, т.е. сходиться в одной точке.

- створки пера должны иметь одинаковую ширину.

Перед работой перья тщательно проверяют. Раздвоение пера устраняют надавливанием на внутреннюю сторону створок карандашом. При этом чертежную ручку слегка приподнимают, а карандаш сдвигают к концу пера. Разную длину створок устраняют, стачивая на бруске длинную створку до уровня короткой. Делают это с легким нажимом, держа ручку перпендикулярно к поверхности бруска.

Техника работы чертежным пером. Чертежным пером вычерчивают сложные по форме и небольшие по размеру условные знаки, горизонтали сложной рисовки, надписи, исправляют дефекты линий, проведенных другими инструментами. Приемы вычерчивания пером в основном те же, что и при вычерчивании карандашом «от руки», однако перо по сравнению с карандашом является более тонким инструментом и требует более нежного обращения. Перо нужно держать так, чтобы обе половинки его рабочего конца принимали одинаковое и одновременное участие в работе. Оно должно легко, без нажима, касаться бумаги. Вычерчивание пером производится сверху вниз «на себя» однообразным, равномерным движением пальцев. Конец пера описывает малую часть пологой кривой, обращенной выпуклостью к бумаге, вычерчивая на ней тонкий штришок длиной около 0,5 мм; при этом перо совершает поступательное движение.

 

Работа рейсфедером

Рейсфедер заправляют тушью с помощью узкой полоски пластика или спички, очинённой в виде лопаточки, при разведенных створках на 0,2—0,3 мм. При этом рейсфедер держат в правой руке в наклонном положении и стараются, чтобы тушь не попала на внешние стороны створок. Высота столбика заправ­ленной в рейсфедер туши должна быть в пределах 5—7 мм.

При вычерчивании линий по линейке рейсфедер следует держать винтом от себя при небольшом наклоне в сторону движения или перпендикулярно. Ось рейсфедера должна проектироваться на направление вычерчиваемой линии. Иначе при наклоне рейсфедера на себя передняя створка не будет касаться бумаги и верхняя сторона вычерченной линии окажется рваной. При наклоне от себя рваной окажется нижняя сторона линии (часто при таком положении тушь подливается под линейку).

Вычерчивание ведут слева направо с небольшой равномерной скоростью и легким нажимом, без задержек и повторений, выдерживая графическую точность. Кисть руки должна, опираясь на линейку, скользить по ней. При этом не следует сильно прижимать створки к линейке и поворачивать рейсфедер вокруг его оси. Перед чистовым проведением линии следует проверить рейсфедер на пробной бумажке. Если тушь не сходит со створок, то следует развести ее или прочистить рейсфедер влажной тряпочкой. Чистку рейсфедера надо производить периодически, так как тушь довольно быстро сохнет. Вычерченные линии должны быть налитыми и заданной толщины.

Чтобы получить линию необходимой толщины, створки рей­сфедера устанавливают по шкале толщин вначале приблизительно, затем рейсфедер опробывают и корректируют выбранный раствор. Рейсфедером можно вычерчивать линии толщиной 0,1—1,0 мм.

Вычерчивание толстых линий производится в несколько приемов. Вначале вычерчивают широким раствором рейсфедера верхнюю часть линии. При этом верхняя створка рейсфедера должна совпадать с верхней границей линии. Затем проводят нижнюю часть линии, совмещая нижнюю створку рейсфедера с нижней границей линии. Если в середине линии остался про­свет, его заливают тушью с помощью рейсфедера или кисти. Применение двойного рейсфедера значительно упрощает вычерчивание толстых линий.

Вращающийся рейсфедер называется кривоножкой. Кривоножки бывают одинарными и двойными. Одинарная кривоножка имеет рейсфедер с изогнутыми створками пера. Рейсфедер прикреплен к стержню, свободно вращающемуся в ручке (трубке), если между гайкой и ручкой на стержне есть зазор. Контргайка предназначена для сохранения положения, приданного гайке. Если гайка с контргайкой завинчена до упора, кривоножка будет работать как рейсфедер. Чем короче створки рейсфедера и круче их изгиб, тем подвижнее кривоножка.

Двойная кривоножка — это вращающийся двойной рейсфедер. Предназначена для одновременного вычерчивания двух параллельных кривых.

Кривоножка должна отвечать тем же требованиям, которые предъявляются к рейсфедеру. Дополнительным условием является свободное вращение стержня, на котором укреплена кривоножка, внутри ручки. Если стержень погнут, его прокатывают между металлическими пластинками. Ржавчину и грязь счищают шкуркой и тряпочкой, смоченной в керосине. Заточку кривоножки выполняют так же, как и рейсфедера, при этом гайку и контргайку завинчивают до упора. Двойную кривоножку точат так же, как и одинарную.

Хорошо заточенная кривоножка должна давать линии одинаковой толщины с ровными краями. В плохо заточенной кри­воножке короткая створка дает рваную линию, а длинная режет бумагу.

При работе кривоножкой зазор между гайками должен быть не более 0,5 мм, так как больший зазор затрудняет установку кривоножки на чертеже. Кривоножку следует держать строго вертикально, это одно из важнейших условий качественной работы. Не следует вращать пальцами ручку криво­ножки, так как это нарушает вертикальность положения. Нажим и скорость такие же, как и при работе рейсфедером. Однако при крутых изгибах линии нажим необходимо несколько усилить, а движение замедлить, при этом кривоножку ведут движением кисти, опираясь на мизинец.

Шрифты для надписей на планах и картах

Оформление графических документов – выполнение надписей внутри землеустроительных и топографических планов выполняютна современном производстве в основном при помощи компьютерной графики. Однако при вычерчивании в полевых условиях применяют различные виды шрифтов. Графическое начертание букв и цифр называется шрифтом. Начертание и технику выполнения шрифта необходимо знать, так как он являются своеобразным условным знаком. Это обусловливает тщательность выбора того или иного шрифта при оформлении графических документов землеустроительного или топографо-геодезического производства.

В процессе изготовления планово-картографического материала шрифты выполняют различные функции. В первую очередь они служатдля подписей обширной группы географических названий объектов, для различного рода пояснений содержания карты, внешнего оформления, пояснений диаграмм, графиков, условных обозначений и т.д.

Кроме того, шрифты сами являются условными знаками, непосредственно передавая качественные и количественные характеристики объектов. Например, наклоном шрифта и применением прописных (заглавных) или строчных букв можно охарактеризовать тип поселения (городской или сельский). Другой пример, когда прописными или строчными буквами шрифта одного вида обозначают соответственно судоходные и несудоходные участки рек.

В связи с этим к шрифтам предъявляют следующие требования: они должны быть легко читаемы при использовании надписей в процессе создания карты; буквы одного шрифта и шрифты разных видов должны четко различаться между собой; шрифт при создании тематических карт должен быть компактным, так как в этом случае легко просматривать основное содержание графического документа; рисунок букв шрифта должен быть красивым, что придает графическому документу эстетически законченный вид, оригинальность и неповторимость.

Картографические шрифты определяются рисунком, толщиной, шириной и высотой отдельных букв и цифр. Каждый знак шрифта отличается индивидуальной схемой построения (графемой) и имеет только ему присущие элементы, изменение которых даже в незначительных пределах приводит к изменению шрифта.

Знаки шрифтов (буквы) имеют следующие основные элементы: основные штрихи (вертикальные и наклонные), дополнительные (вспомогательные и соединительные), засечки или подсечки, округлые элементы, выносные (верхние и нижние), концевые элементы (капельные, ластовицы и пр.), межбуквенные пробелы, внутрибуквенные просветы.

Шрифты характеризуются следующими основными признаками.

Контрастность шрифта – отношение толщины Т основного элемента знака к дополнительному Т_о. Чем больше отношение, тем контрастней шрифт. Различают контрастные, среднеконтрастные и малоконтрастные шрифты, а также прозрачные шрифты и прозрачные с оттенком.

Толщина основного элемента буквы изменяется в зависимости от ее высоты. Различают шрифты остовные, светлые, полужирные и жирные.

Плотность шрифта – отношение ширины В прописной (заглавной) буквы к ее высоте Н. По этому признаку различают шрифты узкие В<(2/3)Н, нормальные (2/3) Н<В<Н и широкие В>Н. Выделяют также шрифты суженные и расширенные.

Наклон букв – шрифты могут быть прямыми, когда оси букв перпендикулярны строке, а также иметь наклон вправо или влево.

Размер шрифта (кегль) измеряют от самой высокой точки самой высокой буквы шрифта до самой низкой точки самой низкой буквы. Единицей измерения служит «пункт», равный 0,35 мм (1/72 дюйма).

Основные правила построения букв и слов. При оформлении надписей шрифтами предварительно делают вспомогательную разметку строк, отмечая ширину букв и расстояние между ними. Кроме того, наносят среднюю линию строки, дополнительные линии над строкой и под строкой для вычерчивания выносных элементов.

При построении и вычерчивании букв крупного размера необходима детальная разграфка, которая представляетсобой чередование прямоугольников со сторонами установленных размеров. Ширина букв зависит от высоты и вида шрифта. Большинство букв имеет нормированную ширину, например В= (1/2)Н; В = (2/3)Н. Буквы Д, Ж, Ш, Щ, Ю, Ф, М, Ы вычерчиваютв 1,5 раза шире.

При написании слов прописные (заглавные) буквы обычно вычерчиваютна 1/3 или 1/2 выше строчных.

При построении букв учитывают влияние оптических (зрительных) иллюзий. Так, при одинаковой толщине элементов горизонтальный кажется толще вертикального; у прописных букв Б, В, Е, Н, 3, Ы, К, Ж, Э, Ю, Я средний соединительный элемент вычерчивают выше геометрической середины на такую величину, при которой верхняя и нижняя части буквы зрительно будут восприниматься как равные. У прописных букв Р, Ч, У горизонтальные соединительные элементы размещают ниже середины. У букв Ж, X, К, Б, В, 3 верхнюю часть вычерчивают несколько уже, чем нижнюю. В сочетании с прямолинейными буквами овальные кажутся меньше, поэтому, чтобы исключить искаженное восприятие, верхнюю и нижнюю части овала выводят за пределы строки.

Размеры всех оптических поправок нельзя указать точно. В каждом конкретном случае их устанавливают, руководствуясь общим впечатлением и гармоничностью буквосочетаний.

Одно из основных требований к надписи – равномерное выдерживание интервалов между буквами. В компьютерной графике этотпроцесс называют «кернингом». При расстановке букв в слове учитывают не линейные расстояния между ними, а площади пробелов между буквами. Правило гласит, что интервалы (расстояния) между буквами измеряют их площадями, которые должны быть равны между собой и не превышать площадей просветов внутри букв. При наличии буквосочетаний ГА, ТА, ГУ, ГЛ и др. необходимо площадь пробелов между буквами оценивать и уравнивать глазомерно.

Расстояние между словами обычно принимают равным двойной ширине нормальной буквы.

При вычерчивании букв мелкого размера важен процесс, который в компьютерной графике носит название «трекинга», т.е. возможность уменьшать или увеличивать межбуквенные пробелы в зависимости от кегля, добиваясь при этом общей гармонии надписи. Другими словами, при мелких размерах шрифта межбуквенные расстояния необходимо увеличить, а при крупных размерах того же шрифта – уменьшить.

Вычислительные цифры употребляются при записи результатов геодезических измерений в журналах наблюдений, ведомостях, при выполнении различных вычислений. Вычислительные цифры не вычерчиваются, а пишутся.

Условные знаки на топографических кадастровых планах, чертежах.