Чертёж — графическое изображение материального, либо нематериального, виртуального, объекта, изготавливаемое с применением в процессе его изготовления различного вида машин, механизмов, и материалов, иногда имеющее при этом определенные, общепринятые, данные (размеры, масштаб, технические требования) необходимые в некоторых случаях для изготовления, и контролирования процесса изготовления, объекта изображенного на чертеже.
Чертёж — один из видов конструкторских документов. Правила графического отображения вырабатывались веками и установившаяся сейчас система практически едина для всех стран и в наибольшей степени соответствует особенностям человеческого мозга в восприятии объектов окружающего мира. Современным высокотехнологическим машинам для работы чертежи не нужны – они работают с математическими моделями объектов. Легко прослеживается связь – образец эталон – математическая модель – воспроизведение ее в металле. Где здесь человек? Он должен настроить машину и проконтролировать величину отклонений геометрии продукции от эталонной модели. В традиционном для 20-го века производственном процессе, при котором функции системы управления выполняет человек, для обеспечения удобства в восприятии им, изготавливаемого объекта, вместо математической модели используют графическую модель на бумажном носителе. Для сокращения объемов информации, модель разбивают на элементарные геометрические фигуры, фактически выполняя этим графическое кодирование – знак диаметра и две цифры несут информацию об объекте в математике известном как \”геометрическое место точек равно удаленных…\”. Работать геометрическими формами сложно – если поверхность не сводится к элементарным геометрическим формам – ее выводят по точкам. А точечные поверхности воспроизводят путем интерполяции их различного рода устройствами имеющими программное управление (в том числе и механическими копирами). Здесь имеет место следующая связь – образец эталон – графическая модель – воспроизведение ее в металле. Удобства очевидны: графическая модель – чертеж, легко тиражируется, она дешева – можно напечатать большое количество экземпляров. Именно удобство в работе позволяет чертежам, как сейчас, так и в обозримом будущем, оставаться полноправными участниками производственного процесса: машины работают с 3D моделями, а человек с чертежами. Пока трудно представить, что у рабочего в тумбочке рядом с фрезами лежит планшет или ноутбук и вряд-ли такое произойдет в ближайшее время, т.к. размеры чертежа порой достигают нескольких метров и рассматривать такое чудо на экране 10\” просто неудобно, а голографические чертежи которые могли бы и подойти для этих целей, пока еще не разработаны конструкторами, и на их разработку, и внедрение, нужно время, но даже и при их внедрении в производство, чертежи все равно остаются быть незаменимыми, так как они представляют собой копиию электронной закодированной информации, и при поломке электроники, и полной утрате электронных файлов с помещенной на них информацией, по чертежам можно гораздо быстрее, наглядным образом, ознакомиться с этой информацией вновь, а так же и предотвратить в определенных случаях возможность ее утраты. Таким образом чертежи выполненяются по правилам – представляющим собой, правила кодирования информации об объекте, с целью сокращения ее объема.
Когда изображают предметы приёмами черчения, не полагаются на один глазомер и верность руки, а пользуются разными вспомогательными инструментами. Зато от чертежа требуется точное воспроизведение размеров предмета, в определённом масштабе, вследствие чего перспективное изображение употребляется весьма редко (так как оно искажает размеры частей) и заменяется проекциями, по правилам начертательной геометрии. С развитием применений графической статики при помощи черчения стали легко и быстро решать множество численных задач, встречающихся при проектировании сооружений и машин и требующих сложных алгебраических выкладок.
Под именем «геометрическое черчение» подразумевают особый подготовительный предмет программы начальных технических училищ: чтобы приступить к изучению искусства черчения ученикам показывают приёмы употребления чертёжных инструментов и заставляют решать на бумаге разные геометрические задачи. Начиная с действительно нужных, как проведение параллельных и перпендикулярных прямых, деления прямых и углов на равные части, построения фигур в разных масштабах, доходят до решения довольно сложных частных задач и построения разных плоских кривых и правильных узоров, выбранных лишь с целью «набить руку» и достигнуть некоторой степени геометрического «развития». Затем уже переходят к «проекционному черчению»: практическому изучению начертательной геометрии и разных систем проекций, на ней основанных. Эти научные основы черчения разрабатываются дальше сообразно специальностям, требующим разнообразных результатов, достигаемых особыми приёмами и навыками. Черчение географических и топографических карт, ситуационных и межевых планов требует соблюдения большой точности в размерах и раскрашивания условными красками и приёмами. Архитектурное черчение пользуется другими условными обозначениями и приёмами, но тоже требует точного соблюдения размеров, так как их определяют при пользовании планом непосредственным измерением при помощи циркуля и масштаба. В заводских чертежах, даваемых в руки рабочим-исполнителям, большей частью допускается более грубое исполнение, потому что главные размеры обыкновенно надписываются, а самые чертежи часто исполняются в натуральную величину.
В старину было принято тщательно отделывать все инженерные, архитектурные и машиностроительные чертежи: вычерчивать тонкими линиями, тщательно раскрашивать и даже оттенять округлые поверхности размыванием туши.
Когда чертёж большой или подлежит раскрашиванию, бумагу для него необходимо натягивать на чертёжную доску. Хорошая чертёжная доска должна представлять совершенно плоскую гладкую поверхность и быть достаточно мягкой, чтобы в неё легко было вкалывать кнопки для прикалывания бумаги. Поэтому чертёжные доски делают из липового, соснового или ольхового дерева, а более твёрдые сорта не годятся. Дерево, как известно, способно коробиться от высыхания, поэтому для получения хорошей чертёжной доски необходимо принимать различные меры. Дерево выбирают прямослойное, по возможности без сучков: по поверхностным трещинам на кромке легко заметить, что волокна в дереве изогнуты почти всегда по винтовой линии, обыкновенно очень крутой. Если доску из такого дерева выстрогать совершенно плоско, то она станет «косой плоскостью», то есть параболическим гиперболоидом, когда подсохнет. Если же она отсыреет, то скрутится в обратную сторону и образует поверхность такого же рода, но неспособную совпадать с первой. Прямослойное же дерево сгибается в цилиндрическую поверхность. На основании этого, выбрав доски, их распиливают вдоль пополам и склеивают в щиты, перевернув каждую на 180° относительно соседних: вследствие этого вместо одной цилиндрической поверхности при короблении получается волнистая, менее удаляющаяся от плоскости. Доски берут полуторадюймовые и с задней стороны забивают «шпонки» в «награтку». Кромки острагивают как можно прямее, так как ими пользуются для проведения параллельных линий, а сучки на лицевой стороне выдалбливают и заклеивают кусочками дерева из той же доски. Через несколько месяцев пребывания в отопляемой комнате новая доска сильно покоробится, тогда её отсылают к столяру для поправки: пока толщина достаточна, он может её снова выстрогать плоско, но это становится невозможным, если её очень много «повело». После первой неизбежной поправки доска будет изменяться мало, но всё-таки требует по временам перестрагивания. Иногда требуется, чтобы доска была легка: тогда её делают пустой, наклеивая тонкие щиты с обеих сторон рамки. Такая работа удаётся лишь при употреблении очень сухого и долго выдержанного дерева. В старину делали доски в виде рамы, заполненной филёнкой «заподлицо», но такие доски при высыхании непременно дают щели по бокам, а отсырев, распирают шипы своей рамки. Склеивают также чертёжные доски из нескольких слоев перекрещивающихся тонких фанерок, но при всей своей прочности и лёгкости они становятся неправильно-волнистыми при изменении своей начальной степени сухости. Если надо пользоваться обеими поверхностями доски, то её делают с «торцовыми награтками» из твёрдого дерева, то есть «фальц» выбирают в самих награтках, а торцовые кромки щита обделывают соответственным образом и забивают в этот фальц. Для черчения доску кладут на стол так, чтобы свет падал с левой руки работающего и спереди, иначе придется проводить линии по теневой стороне линеек и угольников. При покрытии красками, доску приходится слегка наклонять, чтобы жидкая краска сама стекала в одну сторону, когда же чертёж очень велик, доску удобно очень сильно наклонять и работать стоя, иначе придётся ложиться на стол, чтобы дотянуться до более отдалённого края. Придумано много более или менее сложных станков для этой цели; довольно удобен американский. В нём доска D лежит на козлах, одна рама aca цельная, тогда как другая состоит из неизменяемой части d и переставной bb; цепочки fmf позволяют делать ещё меньшие изменения наклона. Для удобства работы на сильно наклонённой чертёжной доске необходима особо приспособленная горизонтальная линейка («винкель»), скользящая параллельно самой себе по направляющим, устроенным по бокам доски, и снабжённая закраиной, как школьная чёрная доска: без этого нельзя выпустить из рук ни одного инструмента, ибо скатится на пол. Для наклеивания бумаги на доску её изнанку смачивают равномерно водой при помощи чистой губки и кладут этой стороной на доску (изнанку бумаги можно отличить от лица рассматривая её против света, при скользящем освещении на изнанке виднее отпечатки проволочной ткани, на которой вычерпывали бумажную массу для образования листов). Затем на ширину пальца от края кладут на неё крепкую линейку, отгибают кверху край бумаги и, нажимая на линейку одной рукой, другой намазывают кистью нижнюю поверхность бумаги и доску клейстером или густым раствором гуммиарабика. Притерев намазанный край тряпкой через подложенный лист обёрточной бумаги, повторяют то же самое с тремя оставшимися краями листа, стараясь при этом натянуть середину без складок. После этого смачивают и лицевую сторону губкой, не намачивая на этот раз приклеенных краёв, и оставляют сохнуть.