Première S Le Dessin Technique LE DESSIN TECHNIQUE Photo de la pince : Support de cours : Pince SCHRADER BELLOW ou PARKER. La pince est montée sur un bras de robot et utilisée pour déplacer des pièces d un point à un autre dans un atelier ou un laboratoire. La photo est surtout utilisée à des fins publicitaires. Elle donne une vision globale et esthétique du produit I. Généralités sur le Dessin Technique (Dessin industriel) I-1. Principaux types des dessins industriels : I-1-1. Schéma : Un schéma est tracé à partir de familles de symboles normalisés. Chaque symbole représente ou schématise un organe, une liaison ou un composant particulier. Exemple : schéma cinématique de la pince Le schéma cinématique met en évidence la fonction de base de l ensemble en faisant apparaître les différentes liaisons entre les éléments I-1-2. Vue en écorché : La vue en écorché permet de visualiser de façon volumique un système en montrant l ensemble monté en coupe partielle. Elle permet d en comprendre le fonctionnement global et situe l emplacement et le rôle des principaux composants. Exemple : vue en écorché de la pince I-1-3. Vue éclatée : La vue éclatée permet de visualiser les composants d un système afin d en appréhender l agencement. Utilisée pour des catalogues et les notices de maintenance. Exemple : vue en éclaté de la pince I-1-4. Dessin à main levée : Le dessin à main levée, malgré son manque de précision, permet de représenter rapidement une pièce afin d en assurer une modification, un remplacement. Exemple : dessin à main levée du doigt de pince Page - 1/15
I-1-5. Le dessin d'ensemble : Le dessin d ensemble indique de façon détaillée la représentation normalisée de tout ou partie du système ou de l objet technique en avant projet. Il sera accompagné, dans le cas du projet final, des notices de calculs définissant les différents éléments. Exemple : dessin d ensemble de la pince I-1-6/ Le dessin de définition : Le dessin de définition définit complètement une pièce en vue de sa fabrication. Il comportera toutes les vues utiles à sa compréhension ainsi que la cotation complète. Complémentaire des précédents, il définit totalement chacun des éléments de base d'un produit et les exigences auxquelles il doit satisfaire. Il sert de contrat entre concepteur et réalisateur (cahier des charges). Exemple : dessin de définition du doigt de la pince II. Règles du Dessin Technique : II-1. Les échelles : Elles permettent de représenter des objets en réduisant ou en augmentant leurs dimensions. Echelles usuelles Vraie grandeur 1 : 1 Réduction 1 : 2 ; 1 : 5 ; 1 : 10 ; 1 : 20 ; 1 : 50 ; 1 : 100 ; 1 : 500 ; 1 : 1000... Agrandissement 2 : 1 ; 5 : 1 ; 10 : 1 ; 20 : 1 ; 50 : 1 ; 100 : 1 ; 500 : 1 ; 1000 : 1... Page - 2/15
II-2. Présentation d un dessin : II-2-1. Les formats normalisés : Tout dessin technique doit être représenté sur un support aux dimensions normalisées. Les formats se déduisent les uns des autres à partir du format A0 (1 m 2 ) en divisant le plus grand côté par deux. Le rapport de la longueur sur la largeur est de 2. (A0 = 2 x A1 = 4 x A2 = 8 x A3 = 16 x A4 = 1 m 2 ). Les formats peuvent être utilisés horizontalement ou verticalement. II-2-2. Le cadre : Il délimite la zone d'exécution du dessin. Dessiné en trait continu fort, il fait apparaître une marge sur tout le contour. Cette marge est située à 10 mm pour les formats A4, A3 et A2 et à 20 mm pour les formats A1 et A0, ces dimensions ne sont pas normalisées, on peut donc les modifier dans certains cas si c est nécessaire. II-2-3. Le cartouche : Il est la carte d'identité du dessin. Lui non plus n est pas normalisé, mais on doit inscrire à l intérieur au minimum les indications suivantes : Le nom du dessin, le nom de l entreprise, l échelle du dessin, le format du support, le symbole de disposition des vues, le nom du dessinateur, la date d exécution du dessin, un numéro de référence (voir l exemple ci-dessous). Le cartouche doit comporter : - l échelle du dessin, - le nom du dessinateur, - le nom de l entreprise ou du lycée - le titre du dessin, - les dates de mise à jour, - le symbole de la disposition des vues. Cadre intérieur : - Il délimite la zone de dessin ; - il est situé à 10 mm du bord de la feuille sur les formats A4, A3 et A2, à 20 mm sur les autres formats. Cartouche : Il donne les informations utiles sur le dessin Page - 3/15
Exemple de cartouche : de 170 à 190 maxi le plus petit possible Ech. 2 : 1 A 3 h Fait le : Par : PINCE SCHRADER BELLOW Lycée Les Iscles Ref : 00 II-2-4. La nomenclature : Elle est liée à un dessin d'ensemble. La nomenclature est la liste de tous les éléments constitutifs de l ensemble représenté sur le dessin. Elle est liée au dessin par des repères. Elle est en général constituée de plusieurs colonnes définissant les informations concernant chaque pièce de l ensemble : repères, nombre de pièces identiques, désignation des pièces, matériaux Elle peut être représentée sur le dessin luimême, au-dessus du cartouche comme cicontre, ou sur une feuille séparée. Exemple : nomenclature de la pince II-2-5. Les principaux traits : Le dessin industriel utilise de nombreux traits différents. Chaque trait a sa nature (continu, interrompu, mixte), son épaisseur (fort, fin) et est destiné à un usage donné. Désignation Utilisation Représentation Continu fort arêtes et contours vus Interrompu fin arêtes et contours cachés Continu fin hachures, fond de filets vis Mixte fin axes et tracés de plan de symétrie Continu fin courbe limites de vue ou de coupes partielles II-2-6. Les écritures : Elles sont normalisées en hauteur et style (voir guide technique). II-2-7. La mise en page : Le format du dessin étant défini, le cadre tracé ainsi que le cartouche, les vues construites à partir de plans de projections perpendiculaires entre eux (elles présentent donc la propriété d'être en correspondance ou alignées les unes avec les autres), alors les vues doivent être disposées de telle manière que la distance entre chaque rectangle capable soit la même dans le sens horizontal (idem pour la distance dans le sens vertical). x = y y = 0 x Page - 4/15
III. Règles de projection orthogonale : III-1. Principe de projection orthogonale (méthode européenne) : Le dessinateur se place perpendiculairement à une face de l objet à représenter et la projette sur un plan parallèle à cette face situé en arrière de l objet. La méthode européenne de projection ou méthode du premier dièdre est définie par le symbole ci-dessous. F2 III-2. Position des vues : La vue de face sera définie par l observateur comme étant la plus représentative de l objet. Les autres directions d observation forment, avec le sens d observation de la vue de face, des angles à 90 ou multiples de 90. F1 : Vue de face F2 : Vue de dessus F3 : Vue de gauche F4 : Vue de droite F5 : Vue de dessous F6 : Vue de derrière F6 F2 F4 F1 F3 F5 F1 III-3. Position relative des vues : L objet à représenter est supposé être placé à l intérieur d un cube dans sa position normale d utilisation. Les 6 faces du cube sont les 6 plans de projection de l objet. Le développement du cube autour de la vue de face (plan de projection F1) permet de définir la position des 5 autres vues. La vue de derrière est située indifféremment à droite de la vue de gauche ou à gauche de la vue de droite. Page - 5/15
III-4. Correspondance entre les vues : Les vues construites à partir des plans de projection perpendiculaires entre aux, sont alignées les unes par rapport aux autres. On définit les 3 règles de correspondance suivantes : - Correspondances horizontales : Une dimension verticale sur la vue de face (exemple a) se retrouve verticale sur les vues de droite, de gauche et de derrière. - Correspondances verticales : Une dimension horizontale sur la vue de face (exemple b) se retrouve horizontale sur les vues de dessus et de dessous. - Correspondances en équerre ou à 90 : Une dimension horizontale sur la vue de gauche ou de droite (exemple c) se retrouve verticale sur les vues de dessus ou de dessous. Remarque : les lignes de rappel et les droites à 45 sont des aides efficaces lors de la construction de l esquisse du dessin. IV. Coupes et Sections : IV-1. Introduction : En mode de représentation normal, les formes intérieures d'un objet simple peuvent être décrites à partir des traits interrompus courts ("pointillés"), cependant la méthode devient vite complexe lorsque les contours intérieurs sont nombreux. Dans le cas des dessins d'ensemble, les tracés deviennent vite illisibles et l'identification des pièces impossible. Pour de tels cas, les vues en coupe, également appelées "coupes", permettent une meilleure définition et une compréhension plus aisée des formes intérieures ou des divers composants. Il existe plusieurs variantes de représentations répondant à des besoins différents. La plupart utilisent un plan de coupe imaginaire qui coupe l'objet en deux, la partie avant (celle en arrière du plan de coupe) est supprimée afin de pouvoir observer et dessiner les formes intérieures. Les hachures, tracées en traits fins, matérialisent le plan de coupe et mettent en évidence les contours intérieurs. Dans un dessin, une seule vue est concernée par une coupe, les autres vues restent en mode de représentation normal. IV-2. Coupes : IV-2-1. Principe : Dans ce mode de représentation, l'objet est coupé (analogie avec un fruit coupé au couteau). Les morceaux sont séparés. Le plus significatif est conservé. L'observateur, le regard tourné vers le plan coupé, dessine l'ensemble du morceau suivant les règles habituelles. L'intérieur, devenu visible, apparaît clairement en trait fort. Figure 1 Page - 6/15
Remarque : En général, on ne dessine pas les contours cachés ou traits interrompus courts, dans les vues en coupe, sauf si ceux-ci sont indispensables à la compréhension. Les hachures mettent en évidence les parties coupées des coupes. IV-2-2. Représentation normalisée : Figure 2 IV-2-3. Règles de représentations normalisées : a) Plan de coupe : Il est indiqué sur une vue adjacente. Il est matérialisé par un trait mixte fin (ou trait d'axe) renforcé aux extrémités par deux traits forts courts. Le sens d'observation est indiqué par deux flèches (en traits forts) orientées vers la partie à conserver. Deux lettres majuscules (AA, BB...) servent à la fois à repérer le plan de coupe et la vue coupée correspondante. Ces indications sont particulièrement utiles lorsque le dessin comprend plusieurs vues coupées ; s'il n'y a pas d'ambiguïté possible, elles sont parfois omises. b) Les hachures : Les hachures apparaissent là où la matière a été coupée. Elles sont tracées en trait continu fin et sont de préférence inclinées à 45 (cas d'un se ul objet coupé) par rapport aux lignes générales du contour. Elles ne traversent pas ou ne coupent jamais un trait fort. Elles ne s'arrêtent jamais sur un trait interrompu court (ou contour caché). Le motif des hachures ne peut en aucun cas préciser la nature de la matière de l'objet coupé. Cependant, en l'absence de nomenclature, les familles de matériaux (métaux ferreux, plastiques, alliages légers...) peuvent être différenciées par les motifs d'emploi usuel. Figure 3 Page - 7/15
Remarques : L'intervalle entre les traits de hachure doit être choisi en fonction de la grandeur de la surface à hachurer en tenant compte des prescriptions relatives à l'espacement minimal : environ 0,7 mm ou deux fois la largeur du trait le plus large. Lorsqu'il y a plusieurs vues en coupe du même objet : Les différentes coupes d'une même pièce (parties, vues différentes...) doivent être hachurées d'une manière identique : même motif, même inclinaison, même intervalle, etc. Autrement dit, on conserve des hachures identiques d'une vue à l'autre. IV-3. Demi-coupe : IV-3-1. Principe : Dans ce mode de représentation, afin de définir les formes intérieures, la moitié de la vue est dessinée en coupe, alors que l'autre moitié reste en mode de représentation normal pour décrire les formes et les contours extérieurs. Remarque : ce mode de représentation est bien adapté aux objets ou ensembles symétriques. Figure 4 IV-3-2. Représentation normalisée : Elles sont les mêmes que pour les coupes usuelles, l'indication du plan de coupe est inchangée. Les deux demivues sont toujours séparées par un axe de symétrie, trait mixte fin (ou trait d'axe) l'emportant sur tous les autres types de traits. Figure 5 Page - 8/15
IV-4. Coupes partielles : Elles permettent de définir uniquement quelques détails du contour intérieur d'un objet. Elles évitent les nombreux tracés inutiles qui seraient engendrés par le choix d'une coupe complète. L'indication du plan de coupe est inutile dans ce cas. Remarque : un trait fin sert de limite aux hachures. Exemple : rainure de clavette usinée dans un arbre. Figure 6 IV-4. Coupes brisées : Les coupes brisées sont utilisées avec des objets présentant des contours intérieurs relativement complexes. Elles apportent un grand nombre de renseignements et évitent l'emploi de plusieurs coupes normales. Le plan de coupe brisée est construit à partir de plusieurs plans de coupe usuels. IV-4-1. Coupe brisée à plans parallèles : Le plan de coupe est construit à partir de plusieurs plans de coupe classiques parallèles entre eux. Pour ce cas la correspondance entre les vues est conservée. Principe : Figure 7 Principe de représentation : Figure 8 Figure 9 Page - 9/15
IV-4-2. Coupe brisée à deux plans sécants ou à plans obliques : Le plan de coupe est constitué de deux plans sécants. La vue coupée est obtenue en ramenant dans un même plan tous les tronçons coupés des plans de coupe successifs. La correspondance entre les vues n'est que partiellement conservée. Les discontinuités du plan de coupe (arêtes ou angles) ne sont pas représentées. Principe : Figure 10 Principe de représentation : Figure 11 Représentation normalisée : Figure 12 IV-5. Sections : On peut les considérer comme des vues complémentaires ou auxiliaires. Elles se présentent comme une variante simplifiée des vues en coupe et permettent de définir avec exactitude une forme, un contour, un profil en éliminant un grand nombre de tracés inutiles. Les sections sont définies de la même manière que les coupes : plan de coupe, flèches, etc. IV-5-1. Principe : Dans une coupe normale toutes les parties au-delà du plan de coupe sont dessinées. Dans une section, seule la partie coupée est dessinée, là où la matière est réellement coupée ou sciée. Page - 10/15
Principe : Figure 13 Représentation normalisée : Figure 14 IV-5-2. Comparaison entre coupe, demi-coupe et section : Dans une section, seule la partie coupée est dessinée, là où la matière est réellement coupée. Dans une coupe, en plus de la partie coupée, toutes les parties visibles au-delà du plan de coupe sont dessinées. Dans une demicoupe, seule une moitié de vue est dessinée en coupe, l'autre moitié reste en mode de représentation normal. Figure 15 IV-6. Sections sorties et sections rabattues : IV-6-1. Sections sorties : Ce sont des sections particulières. Les contours sont dessinés en trait continu fort. Elles peuvent être placées : près de la vue et reliées à celle-ci au moyen d'un trait mixte fin ("trait d'axe") (fig.16). ou dans une autre position avec éléments d'identification (plan de coupe, sens d'observation, lettres) (fig.17). Figure 16 Figure 17 Page - 11/15
IV-6-2. Sections rabattues : Ce sont des sections particulières dessinées en trait continu fin directement sur la vue choisie. Les indications (plan de coupe, sens d'observation, désignation) sont en général inutiles. Pour plus de clarté, il est préférable d'éliminer ou "gommer" les formes de l'objet vues sous la section. Figure 18 V. Complément : Le vocabulaire usuel en dessin technique : Page - 12/15
VI. Les représentations en perspective : Alors que le dessin technique normalisé permet de représenter dans le plan un objet tridimensionnel, les représentations en perspective sont destinées à restituer une dimension spatiale à l objet. Elles décrivent un objet tel que l œil pourrait l apercevoir (figures suivantes). Représentation filaire SolidWorks Représentation ombrée SolidWorks Ce mode de représentation est utilisé à des fins pédagogiques ou didactiques pour faciliter la compréhension des formes ou du fonctionnement d un objet. VI-1. La perspective cavalière : C est une projection oblique, parallèlement à une direction donnée, sur un plan de projection parallèle à une face de l objet. Les faces parallèles au plan de projection se projettent en vraie grandeur (b = a = 1). Les arêtes perpendiculaires au plan de projection se projettent suivant des droites parallèles nommées fuyantes : Angle de fuyante : α = 45 Rapport de réduction sur les fuyantes : k = 0,5 Sur les faces non parallèles au plan de projection, les cercles deviennent des ellipses. Exemple : Doigt de pince en perspective cavalière Méthode de tracé des ellipses en perspective cavalière VI-2. La perspective isométrique : Les axes isométriques sont à 120 les uns des autres. Les dimensions parallèles aux axes isométriques sont multipliées par k = 0,82. Les cercles apparaissent en projection suivant des ellipses. Les grands axes sont égaux aux diamètres D des cercles que les ellipses représentent. Les petits axes sont égaux à 0,58 D. Exemple : Doigt de pince en perspective isométrique Méthode de tracé des ellipses en perspective isométrique Page - 13/15
VII. Filetages - Taraudages : VII-1. Filetages : Un filetage est obtenu à partir d'un cylindre sur lequel on a effectué une (ou plusieurs) rainure hélicoïdale. La partie pleine restante est appelée filet. Filetage extérieur : On dit qu'une tige est "filetée" et on l'appelle généralement "vis". Cylindre de base Cylindre fileté Pas d d Longueur filetée Filetage intérieur : On dit qu'un trou est "taraudé" et on l'appelle généralement "écrou". Alésage de base Alésage fileté Pas D d est appelé le diamètre nominal de la vis. Il correspond au diamètre du sommet des filets. D est appelé le diamètre nominal de l'écrou. Il correspond au diamètre de fond de filets. Pour avoir un montage correct, il faut : D = d Le pas correspond à la distance séparant deux points consécutifs de l'hélice situés sur une même génératrice. Il existe plusieurs sortes de filetages normalisés (voir guide), mais le plus courant est le "filetage métrique ISO", dont le symbole est : M. Par exemple, un écrou M10 est un écrou de diamètre nominal D = 10 et possédant un filetage métrique ISO. Il se montera sur une vis de d = 10 et de même type de filetage. VII-2. Représentation des pièces filetées : VII-2-1. Les vis : Le cylindre de base d'une vis est défini par le diamètre nominal de la vis et la longueur sous tête. Il se représente, comme une pièce lisse, en trait fort (trait n 1 ), muni à son extrémité d'un chanfrein (2). Le cylindre passant à fond de filet est représenté en trait continu fin (3) sur la vue de face et en ¾ de cercle fin sur la vue de droite (3). La partie filetée se termine par un trait fort (4). La longueur filetée est normalisée. Si la vis est cachée, traits forts et traits fins deviennent tous interrompus fins. 3 1 1 3 4 2 d/10 d Longueur filetée Longueur sous tête d/10 à 45 Page - 14/15
VII-2-2. Les écrous ou les trous taraudés débouchants : Le diamètre de perçage Dp correspond au diamètre du foret qui a réalisé l'alésage de base. Il est tracé en trait fort (1), sauf en vue extérieure où il est caché. Le cylindre passant à fond de filet se dessine en trait continu fin en vue en coupe, en ¾ de cercle en vue de coté, et en traits interrompus fins en vue extérieure (2). Il correspond au diamètre nominal D. 2 2 1 2 1 1 Dp D D/10 VII-2-3. Les trous borgnes taraudés : Le trou de perçage, réalisé par un foret, se dessine en trait fort en coupe (1). La longueur de perçage est normalisée. Le cône de perçage est un cône d'angle au sommet égal à 120 (2). Le cylindre passant à fond de filet se dessine en trait fin en coupe (3), en ¾ de cercle en vue de coté. Son diamètre correspond au diamètre nominal D. La partie taraudée se termine par un trait fort (4). La longueur taraudée est normalisée. En vue cachée, traits forts et traits fins deviennent tous interrompus fins. Longueur de perçage 2 3 1 3 1 Longueur de taraudage 4 VII-2-4. Assemblage de pièces filetées : On vient de voir la représentation des éléments filetés vus séparément. Lorsqu'on les assemble, les filetages se conjuguent partiellement avec les taraudages. Un trait fort se superposerait alors à un trait fin. Pour éviter cela, on applique la règle suivante : Les filetages sont toujours prioritaires par rapport aux taraudages Diamètre du trou de passage Implantation L'implantation correspond à la longueur de filets en prise entre les deux pièces. Cette longueur normalisée dépend du matériau du trou (la vis est le plus souvent en acier). On trouve sa valeur dans les guides. La vis ne se visse que dans la pièce située à son extrémité. Un trou de passage doit donc être pratiqué dans les autres pièces. Son diamètre est normalisé. Page - 15/15