Cotes tolérancées - Ajustements - Tolérances géométriques

Transcription

1 Éléments de dessin technique ( : Automne 2004) Cotes tolérancées - Ajustements - Tolérances géométriques Hocine KEBIR Maître de Conférences à l UTC Poste : 7927 Hocine.kebir@utc.fr 1/55

2 Tolérances géomg ométriques Cotes toléranc rancées 2/55

3 Introduction : Position du problème 30 29,97 30,04 30,01 Pièce théorique Procédés de fabrication Pièces réelles 3/55

4 Intervalle de tolérance L imprécision inévitable des procédés de fabrication et des machines utilisées font qu une pièce fabriquée ne peut avoir des cotes rigoureusement exactes. S il faut fabriquer une série de pièces identiques, il est impossible à une même forme d avoir toujours exactement les mêmes dimensions (ou cotes) d une pièce à l autre. 29,92 29,97 30,01 30,04 30,09 Il faut donc tolérer que la cote effectivement réalisée soit comprise entre deux valeurs limites, compatibles avec le fonctionnement correct de la pièce : Une cote Maximale et une cote minimale. 4/55

5 Intervalle de tolérance Une cote imposée sera plus facile à réaliser si elle peut varier entre deux valeurs limites : une cote maximale et une cote minimale. La différence entre les deux s'appelle la tolérance, ou intervalle de tolérance. Plus la précision exigée est grande, plus l'intervalle de tolérance doit être petit. Il faut noter que les coûts de fabrication augmentent rapidement avec le degré de précision exigé. 5/55

6 Intervalle de tolérance, solution pour l interchangeabilitl interchangeabilité L'interchangeabilité des objets ou composants est à la base de tous les produits manufacturés construits en série. N'importe quel composant interchangeable d'un mécanisme peut être démonté et remonté sur n'importe quel autre mécanisme du même type. Exemple La construction de l'airbus A380 est un immense chantier distribué sur le continent européen. Les pays participants au projet construisent sur leur propre territoire les éléments qui leur ont été assignés. Ces éléments sont ensuite acheminés par différents moyens de transport en direction du lieu d'assemblage final, à Blagnac près de Toulouse. 6/55

7 Éléments de l airbus l A380 construits en Grande Bretagne L'usine de Broughton en Grande Bretagne est spécialisée dans la construction des ailes de tous les Airbus. 7/55

8 Éléments de l airbus l A380 construits en Allemagne Sur le site d'hambourg en Allemagne sont fabriquées les sections avant et arrière du fuselage. 8/55

9 Éléments de l airbus l A380 construits enespagne Le site de Getafe en Espagne fournie l'empennage horizontal, les trappes du train d'atterrissage principal, des sections de la partie arrière du fuselage et la dérive. 9/55

10 Éléments de l airbus l A380 construits en France A Méaulte en France sont produits le cockpit, les sections avant du fuselage et le compartiment avant du train d'atterrissage de l'a /55

11 Le transport des éléments 11/55

12 Le transport des éléments vers le site d assemblage d (Toulouse( Toulouse-Blagnac) 12/55

13 Le transport des éléments Arrivée e sur le site d assemblage d (Toulouse( Toulouse-Blagnac) 13/55

14 Assemblage des différents éléments de l Airbus l A380 Usine Jea-Luc Lagardère re (Blagnac :agglomération toulousaine) 14/55

15 Premier prototype de l Airbus l A380 Images du premier prototype. Elle a été prise lors de la première sortie de l'appareil pour roulage le 25 mai 2004 Le premier prototype ne volera pas : il subira des tests poussés visant à éprouver la structure de l'appareil, tests qui iront jusqu'à sa destruction. Le premier A380 qui s'élèvera dans le ciel sera le deuxième prototype produit, le vol est prévu au moi de mars de l'année /55

16 Définitions : Arbre et Alésage ALESAGE (Contenant) ARBRE (Contenu) COTE NOMINALE : Cote théorique 16/55

17 Cotation toléranc rancée Cote Nominale (CN) Cote théorique définie par le concepteur (ligne zéro). Écart Supérieur (es pour les arbres ES pour les alésages) Valeur supérieure de l écart par rapport à la cote nominale (ligne zéro). Cote Maximale Valeur de la cote nominale plus l écart supérieur arbre Cote Maxi = CN + es Écart Inférieur (ei pour les arbres EI pour les alésages) Valeur inférieure de l écart par rapport à la cote nominale (ligne zéro). Cote minimale Valeur de la cote nominale plus l écart inférieur Cote Mini = CN + ei Intervalle de Tolérance (IT) C est la variation permise (tolérée) de la cote effective de la pièce. arbre alésage Cote Mini = CN + EI IT = Cote Maxi -Cote Mini alésage Cote Maxi = CN + ES Cote Moyenne Valeur moyenne entre la cote maximale et la cote minimale / CN = 92 es = 2 Cote Maxi = 94 ei = -1 Cote Mini = 91 IT = 3 IT = 3 ei = -1 es = 2 Cote Moyenne = 92,5

18 Notation des cotes toléranc rancées Tolérances chiffrées Inscrire après la cote nominale la valeur des écarts en plaçant toujours l écart supérieur au-dessus Les écarts sont inscrits dans la même unité que la cote nominale : le mm Ne pas mettre de signe lorsque l écart est nul Lorsque la tolérance est répartie symétriquement par rapport à la cote nominale, ne donner qu un écart précédé du signe ± 34 ± 0.35 Tolérances données par système ISO Une cote nominale Une lettre indiquant la position de la tolérance : Majuscule pour un alésage, Minuscule pour un arbre Un chiffre indiquant la qualité de la tolérance 25 H 7 42 m 6 18/55

19 Tolérances données par le système ISO Pour chaque cote nominale, il est prévu toute une gamme d intervalles de tolérances. La valeur de ces intervalles de tolérances est symbolisée par un numéro dit Qualité. 130 qualité 10 IT = 160 µ (soit IT = 0,16 mm) la qualité de fabrication diminue au fur et à mesure que le chiffre de la qualité augmente. 19/55

20 Tolérances données par le système ISO La POSITION de ces tolérances par rapport à la ligne zéro est symbolisée par une ou deux lettres : de A à Z pour les alésages, de a à z pour les arbres). La première lettre de l alphabet (a ou A) correspond à l état minimal de matière pour l arbre (a) ou pour l alésage (A) schémas des différentes positions possibles pour un même intervalle de tolérance. 20/55

21 Tolérances données par le système ISO Exemples H 8 f7 20 f7 20 f7 30 H8 30 H 8 21/55

22 Tolérances données par le système ISO Exemples (µm) 30 H H Ligne " zéro" f f ARBRE ALÉSAGE Cote nominale CN Écart supérieur es = - 0,020 ES = 0,033 Écart Inférieur ei = - 0,041 EI = 0 IT 0,021 0,033 Cote Maxi. 19,98 30,033 Cote mini. 19, Cote Moyenne 19, , /55

23 Qualités s usuelles indicatives des principaux procédés s d usinaged 23/55

24 Exemples d instruments d de mesure des dimensions Pied à coulisse Comparateur micromètre 24/55

25 Exemples d instruments d de contrôle des dimensions Jauge plate double mini-maxi pour les alésages cylindriques. Calibre mâchoire double (16 h8) (Température d étalonnage 20 C) Côté long «entre» Côté court «n entre pas» Diamètre maxi =16,00 Diamètre mini =15,973 25/55

26 Ajustements Ajustements 26/55

27 Ajustements On parle d'ajustement lorsque l'on assemble un arbre et un alésage de même côte nominale. On utilise le système ISO pour quantifier un ajustement Un ajustement est composé de la cote nominale commune suivie des symboles correspondants à la tolérance de chaque pièce en commençant toujours par l alésage. 27/55

28 Ajustements : le jeu jeu maxi = Cote Maxi de l'alésage - cote mini de l'arbre = (CN + ES) - (CN + ei) = ES - ei jeu mini = Cote mini de l'alésage - cote maxi de l'arbre = (CN + EI) - (CN + es) = EI - es jeu maxi = ES - ei jeu mini = EI - es 28/55

29 Types d ajustementsd Avec jeu 80H8 f7 jeu maxi = mm jeu mini = mm Jeu incertain (jeu ou serrage?) 80H7k6 jeu maxi = mm jeu mini = mm Avec serrage 80H7 p6 jeu maxi = mm jeu mini = mm 29/55

30 Les systèmes d ajustementsd Système à alésage normal Ce système est à employer de préférence. L alésage est tolérancé (H), le choix de la tolérance de l arbre permet d obtenir l ajustement souhaité : H8f7 - H8h6 - H9e9 Système à arbre normal L arbre est tolérancé (h), le choix de la tolérance de l alésage permet d obtenir l ajustement souhaité : P7h6 M7h7 JS9h8 30/55

31 Système de l all alésage normal H C'est le système le plus utilisé et le plus facile à mettre en oeuvre. Dans ce système l'alésage H est toujours pris comme base. Seule la dimension de l'arbre est à choisir. 31/55

32 Choix des ajustements Les coûts de fabrication augmentent avec le degré de précision exigé. Pour un ajustement, on associe le plus souvent un alésage de qualité donnée avec un arbre de qualité voisine immédiatement inférieure (sensiblement mêmes difficultés d'obtention et mêmes coûts). Pièces mobiles Jeu moyen H8f7 Jeu faible (guidage précis) H7g6 Pièces immobiles Peu serré H7m6 Serré H7p6 32/55

33 Ajustements usuels 33/55

34 Tolérances géomg ométriques Tolérances géomg ométriques 34/55

35 Tolérances géomg ométriques Surface théorique Surface réelle On doit fixer les définitions géométriques nécessaires pour assurer les conditions correctes de fonctionnement et d aptitude à l emploi du produit 35/55

36 Tolérances géomg ométriques Rectitude d une d ligne Tolérances g géom ométriques Tolérances de forme Tolérance d orientationd Tolérances de position Circularité d un disque, cône, cylindre Planéit ité d une surface Cylindricité Parallélisme lisme Perpendicularité Inclinaison Localisation Concentricité Coaxialité Symétrie Tolérances de battement 36/55

37 1- Tolérances de forme : Rectitude d une d ligne ou d un d axe Symbole Indication sur le dessin Zone de tolérance 0,2 0,2 Une ligne quelconque de la surface supérieure, parallèle au plan de projection dans lequel l indication est donnée, doit être contenue entre deux droites parallèles distantes de 0,2. Leur longueur est celle de l élément spécifié 37/55

38 1- Tolérances de forme : Rectitude d une d ligne ou d un d axe Vidéo 38/55

39 1- Tolérances de forme : Circularité d un disque, d un d cône, d un d cylindre Symbole Indication sur le dessin Zone de tolérance 0,2 0,2 Le pourtour de chaque section droite du cylindre doit être compris entre deux cercles concentriques distants de 0,2 39/55

40 1- Tolérances de forme : Circularité d un disque, d un d cône, d un d cylindre Vidéo 40/55

41 1- Tolérances de forme : Planéit ité d une surface Symbole Indication sur le dessin Zone de tolérance 0,2 0,2 La zone de tolérance est limitée par deux plans parallèles distants de 0,2 dont l étendue est celle de l élément spécifié. Tous les points de la surface spécifiée doivent se trouver dans la zone de tolérance. 41/55

42 1- Tolérances de forme : Planéit ité d une surface Vidéo 42/55

43 1- Tolérances de forme : Cylindricité Symbole Indication sur le dessin 0,2 Zone de tolérance 0,2 La zone de tolérance est limitée par deux cylindres coaxiaux distants de 0,2 dont la longueur est celle de l élément spécifié. Tous les points de la surface spécifiée doivent se trouver dans la zone de tolérance. 43/55

44 1- Tolérances de forme : Cylindricité Vidéo 44/55

45 2- Tolérances d orientation: d Parallélisme lisme Symbole Indication sur le dessin 0,1 A Zone de tolérance 0,1 A Référence A L axe du trou doit se trouver dans la zone de tolérance limitée par deux plans parallèles distants de 0,1 dont l étendue est celle de l élément spécifié. et parallèles au plan de référence A 45/55

46 2- Tolérances d orientation: d Parallélisme lisme Vidéo 46/55

47 2- Tolérances d orientation: d Perpendicularité Symbole Indication sur le dessin Zone de tolérance 0,1 A 0,1 A Référence A Tous les points de la surface spécifiée doivent se trouver dans la zone de tolérance limitée par deux plans parallèles distants de 0,1 dont les étendues sont celles de l élément spécifié et perpendiculaires au plan de référence A. 47/55

48 2- Tolérances d orientation: d Perpendicularité Vidéo 48/55

49 2- Tolérances d orientation: d Inclinaison Symbole Indication sur le dessin Zone de tolérance 0,1 A 75 A 0,1 75 Référence A Tous les points de la surface spécifiée doivent se trouver dans la zone de tolérance limitée par deux plans parallèles distants de 0,1 dont les étendues sont celles de l élément spécifié et inclinés de 75 par rapport au plan de référence A. 49/55

50 3- Tolérances de position : Localisation Symbole Indication sur le dessin 0,1 A Zone de tolérance 0,1 24 A 24 Référence A L axe du trou doit être compris entre deux plans parallèles distants de 0,1 dont l étendue est celle de l élément spécifié et symétriquement disposés par rapport à la position exacte du plan spécifié par rapport à la surface de référence. 50/55

51 3- Tolérances de position : Concentricité Symbole Indication sur le dessin Zone de tolérance 0,1 A 0,1 A Le centre du cercle dont la cote est reliée au cadre de tolérance doit être compris dans un cercle de diamètre 0,1 concentrique au centre de référence A 51/55

52 3- Tolérances de position : Coaxialité Symbole Indication sur le dessin Zone de tolérance A 0,1 A 0,1 L axe du cylindre dont la cote est reliée au cadre de tolérance doit être compris dans un cylindre de diamètre 0,1 coaxial à l axe de référence A dont la longueur est celle de l élément spécifié. 52/55

53 3- Tolérances de position : Symétrie Symbole Indication sur le dessin Zone de tolérance A 0,1 A 0,1 Le plan médian de la rainure doit être compris entre deux plans parallèles distants de 0,1 dont l étendue est celle de l élément spécifié et disposés symétriquement par rapport au plan médian de référence. 53/55

54 3- Tolérances de position : Symétrie Vidéo 54/55

55 Fin 55/55