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Transcription

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GPA-210
Éléments de fabrication mécanique
Tolérances dimensionnelles et ajustements
Plan du chapitre
Plan du cours


Dessin industriel: Un rappel
Tolérances dimensionnelles et Ajustements
Tolérances géométriques
États de surfaces
Cotation fonctionnelle
Cotation au maximum de matière
Procédés d'obtention des pièces brutes
Procédés d'usinage
Isostatisme
Transferts de cotes et d'orientation
Rédaction de gammes d’usinage











École de technologie supérieure
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique
Génie de la production automatisée
Roland Maranzana



Cote
Tolérance
Système ISO



Qualité
Position
Ajustements
Système ANSI
 Correspondance ISO-ANSI
 Choix des ajustements et des procédés de fabrication
 Exemples et exercices

1
Roland Maranzana
Théorique

Définition d’une cote

Réel
Une cote linéaire représente la distance entre:



30
20


40





Sa dimension avec une tolérance par rapport à un élément de
référence
Son défaut de forme et de position par rapport à un élément de
référence
Son état de surface géométrique et physico-chimique
surfaces planes parallèles (A, A2)
surface plane et un axe (B)
axes parallèles (C)
génératrices diamétralement opposées d’un arbre ou d’un alésage (D1, D2)
2 surfaces planes (E)
1 surface et 1 axe
2 axes
C
D2
D1
A2
B
A
Les écarts tolérés sont plus ou moins larges dépendant de la
fonction que doit remplir la surface
Roland Maranzana
E
3
Roland Maranzana
4
II. Tolérances dimensionnelles et ajustements
 Définition et terminologie
Représentation des cotes linéaires

Représentation des cotes linéaires
(suite)
30
10

2
1
2
2
Une cote angulaire représente l’angle entre:

Une surface d’une pièce doit être vérifiée suivant trois critères:

2
Des surfaces exactes ne peuvent pas être réalisées
20

 Introduction

Introduction
Définition, Terminologie
35
66
66
35
35
66
35
35
35
35
20
66
35
45
66
65
espacements indicatifs
Roland Maranzana
5
Roland Maranzana
6
1

Représentation des cotes angulaires
Roland Maranzana

7
Roland Maranzana
Représentation des cotes de perçage

Exemple de représentation des cotes
Correct
Roland Maranzana
9
À éviter
Roland Maranzana
10

8

Représentation des cotes au rayon et au diamètre
Exemples de représentation des cotes
(suite)

Définition d’une tolérance



Des pièces mécaniques sont assemblées pour assurer une fonction
(guidage, positionnement, glissement, étanchéité, etc.)
Les imprécisions inévitables des procédés de fabrication empêchent
la réalisation d’une pièce aux dimensions exactes, fixée à l’avance.
=> Pour satisfaire à sa fonction, il suffit que chaque dimension de
la pièce soit fabriquée entre des limites admissibles dont l’écart
représente la tolérance.
Exemple:
Cote nominale 25,0000 (irréalisable)
+30
Par rapport à la fonction, 2 limites sont définies 25 -20
Intervalle
de tolérance
Écart supérieur +30
Cote
nominale
Correct
Roland Maranzana
Écart inférieur -20
Dimension
minimale
Dimension
Maximale
À éviter
11
Roland Maranzana
12
2

Définition d’une cote

 Le système ISO
(suite)

2 critères définissent une cote tolérancée:


Qualité de la tolérance

La valeur de l’intervalle de tolérance
La position de l’IT par rapport à la ligne de référence (cote nominale)


Le système ISO prévoit 18 échelons de qualité
01, 0 , 1, 2, 3, … … , 15, 16 (16 étant la plus médiocre)
Un intervalle de tolérance (IT) de faible valeur représente une
qualité élevée
La valeur de l’intervalle de tolérance dépend:

Intervalle de tolérance

Ligne référence
Ligne Zéro (Cote nominale)


Cote nominale
Dans le système ISO, la position de la tolérance par rapport à la
ligne zéro est symbolisée par une lettre


Roland Maranzana

Roland Maranzana
0
1
0,3
0,5
0,8
1,2
2
3
4
6
10
14
25
40
60
100
140
-
 Le système ISO
(suite)
1
3
0,3
0,5
0,8
1,2
2
3
4
6
10
14
25
40
60
100
140
250
400
600
Roland Maranzana
3
6
0,4
0,6
1
1,5
2,5
4
5
8
12
18
30
48
75
120
180
300
480
750

Écart supérieur (es)
Écart inférieur (ei)
Position des intervalles de tolérance
de (inclus)
(exclus)
0
3
6
10
14
18
24
30
40
Position
à
3
6
10
14
18
24
30
40
50
-270 -270 -280 -290 -290 -300 -300 -310 -320
a
-140 -140 -150 -150 -150 -160 -160 -170 -180
b
-60 -70 -80 -95 -95 -110 -110 -120 -130
c
-34 -46 -56
cd
-20 -30 -40 -50 -50 -65 -65 -80 -80
d
-14 -20 -25 -32 -32 -40 -40 -50 -50
e
-10 -14 -18
ef
-6 -10 -13 -16 -16 -20 -20 -25 -25
f
-4
-6
-8
fg
-2
-4
-5
-6
-6
-7
-7
-9
-9
g
0
0
0
0
0
0
0
0
0
h
it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2
js
-2
-2
-2
-3
-3
-4
-4
-5
-5
j 5-6
-4
-4
-5
-6
-6
-8
-8 -10 -10
j7
-6
j8
0
1
1
1
1
2
2
2
2
k4-7
0
0
0
0
0
0
0
0
0
k .. - 3, 8 - …
2
4
6
7
7
8
8
9
9
m
4
8
10
12
12
15
15
17
17
n
6
12
15
18
18
22
22
26
26
p
10
15
19
23
23
28
28
34
34
r
14
19
23
28
28
35
35
43
43
s
41
48
54
t
18
23
28
33
33
41
48
60
70
u
39
47
55
68
81
v
20
28
34
40
45
54
64
80
97
x
63
75
94 114
y
26
35
42
50
60
73
88 112 136
z
32
42
52
64
77
98 118 148 180
za
40
50
67
90 108 136 160 200 242
zb
60
80
97 130 150 188 218 274 325
zc
Roland Maranzana
14
(suite)
Position des intervalles de tolérance par rapport à la cote nominale
q
6
10
18
30
50
80 120 180 250 315 400
10
18
30
50
80 120 180 250 315 400 500
0,4 0,5 0,6 0,6 0,8
1 1,2
2 2,5
3
4
0,6 0,8
1
1 1,2 1,5
2
3
4
5
6
1 1,2 1,5 1,5
2 2,5 3,5 4,5
6
7
8
1,5
2 2,5 2,5
3
4
5
7
8
9
10
2,5
3
4
4
5
6
8
10
12
13
15
4
5
6
7
8
10
12
14
16
18
20
6
8
9
11
13
15
18
20
23
25
27
9
11
13
16
19
22
25
29
32
36
40
15
18
21
25
30
35
40
46
52
57
63
22
27
33
39
46
54
63
72
81
89
97
36
43
52
62
74
87 100 115 130 140 155
58
70
84 100 120 140 160 185 210 230 250
90 110 130 160 190 220 250 290 320 360 400
150 180 210 250 300 350 400 460 520 570 630
220 270 330 390 460 540 630 720 810 890 970
360 430 520 620 740 870 1000 1150 1300 1400 1550
580 700 840 1000 1200 1400 1600 1850 2100 2300 2500
900 1100 1300 1600 1900 2200 2500 2900 3200 3600 4000
15
Roland Maranzana
Valeurs des intervalles de tolérance en fonction de l’indice de
qualité et de la cote nominale
(exclus)
de (inclus)
Qualité
à
01
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Majuscule pour les alésages (ou les cotes intérieures en général)
Minuscule pour les arbres (ou les cotes extérieures en général)
13
 Le système ISO
de la qualité choisie
de la valeur de la dimension nominale
Position de la tolérance
-100 -100 -120 -120 -145 -145 -145 -170 -170 -170 -190
-60 -60 -72 -72 -85 -85 -85 -100 -100 -100 -110
-190
-110
-210
-125
-210
-125
-230
-135
-230
-135
-56
-62
-62
-68
-68
 Le système ISO

Ajustements



-30
-36
-36
-43
-43
-43
-50
-50
-50
-56

-10 -10 -12 -12 -14 -14 -14 -15 -15 -15 -17
-17
-18
-18
-20
-20
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2 it/2
it/2
it/2
it/2
it/2
-7
-7
-9
-9 -11 -11 -11 -13 -13 -13 -16
-16
-18
-18
-20
-20
-12 -12 -15 -15 -18 -18 -18 -21 -21 -21 -26
-26
-28
-28
-32
-32
2
0
11
20
32
41
53
66
87
102
122
144
172
226
300
405
2
0
11
20
32
43
59
75
102
120
146
174
210
274
360
480
3
0
13
23
37
51
71
91
124
146
178
214
258
335
445
585
3
0
13
23
37
54
79
104
144
172
210
254
310
400
525
690
3
0
15
27
43
63
92
122
170
202
248
300
365
470
620
800
16
50
65
80 100 120 140 160 180 200 225 250
280
315
355
400
450
65
80 100 120 140 160 180 200 225 250 280
315
355
400
450
500
-340 -360 -380 -410 -460 -520 -580 -660 -740 -820 -920 -1050 -1200 -1350 -1500 -1650
-190 -200 -220 -240 -260 -280 -310 -340 -380 -420 -480 -540 -600 -680 -760 -840
-140 -150 -170 -180 -200 -210 -230 -240 -260 -280 -300 -330 -360 -400 -440 -480
-30
3
3
4
4
4
4
0
0
0
0
0
0
15
15
17
17
17
20
27
27
31
31
31
34
43
43
50
50
50
56
65
68
77
80
84
94
100 108 122 130 140 158
134 146 166 180 196 218
190 210 236 258 284 315
228 252 284 310 340 385
280 310 350 385 425 475
340 380 425 470 520 580
415 465 520 575 940 710
535 600 670 740 820 920
700 780 880 960 1050 1200
900 1000 1150 1250 1350 1550
4
0
20
34
56
98
170
240
350
425
525
650
790
1000
1300
1700
4
0
21
37
62
108
190
268
390
475
590
730
900
1150
1500
1900
4
0
21
37
62
114
208
294
435
530
660
820
1000
1300
1650
2100
5
0
23
40
68
126
232
330
490
595
740
920
1100
1450
1850
2400
17
5
0
23
40
68
132
252
360
540
660
820
1000
1250
1600
2100
2600
Une tolérance peut être appliquée à tous les types de cotes
Elle concerne une pièce prise isolément
Un ajustement concerne 2 pièces considérées simultanément
Les ajustements sont applicables:



entre 2 surfaces cylindriques (exemple: arbre / alésage)
entre 2 surfaces planes (exemple: clavette / rainure)
Nous traiterons le cas des arbres / alésages, tous les autres cas
en découlent de manière évidente
Roland Maranzana
18
3
 Le système ISO
(suite)
Écart
inférieur EI
Ajustements
 Le système ISO
Écart
supérieur ES


Ajustements

(suite)
50 H8 / m7
Exemple
Arbre m7 => it = 25
Alésage H8 => IT=39
Diamètre minimal
arbre dm
Écart de cote maxi (ECM) = DM - dm
Écart de cote mini (ECm) = Dm - dM
Roland Maranzana
19

ECMax
ei = 9
es =34
ECmini
ES = 39
EI = 0

20
Exemple d’ajustement associé à l’alésage
Le système ISO permet 28 choix de position pour l’arbre et autant
pour l’alésage.
Pour réduire le nombre de combinaisons, on privilégie l’utilisation des
ajustements associés:


 Le système ISO
Ajustement associé à l’alésage ou à l’arbre

À l’arbre, dans ce cas l’arbre est toujours h (arbre normal)
À l’alésage, dans ce cas l’alésage est toujours H (alésage normal)
JEUX
INCERTAIN
SERRAGE
H
Il est recommandé d’employer les ajustements à alésage normal (H),
sauf pour des raisons techniques spéciales (ex: montage de roulements)
Roland Maranzana
21
Roland Maranzana
22
 Le système ISO

=> Ajustement Incertain
Roland Maranzana
 Le système ISO

ECMax = ES - ei
ECMax = DM - dm
ECMax = 30 (jeux)
ECmini = EI - es
ECmini = Dm - dM
ECmini = -34 (serrage)
Si ECM > 0 et ECm > 0 alors Ajustement avec JEUX
Si ECM > 0 et ECm < 0 alors Ajustement INCERTAIN
Si ECM < 0 et ECm < 0 alors Ajustement avec SERRAGE

m7
Cote nominale
Diamètre
nominal
Écart
supérieur es
H8
Écart
inférieur ei
Diamètre maximal
arbre dM
Diamètre minimal
alésage Dm
Diamètre maximal
alésage DM
Cote nominale
 Le système ANSI
Exemple d’ajustement associé à l’arbre

(1967, révisé 1974)
Les ajustements sont représentés par:


deux lettres indiquant la position
un chiffre mentionnant la qualité
 ANSI définit 5 catégories

h

RC1 à RC9
(jeux)
LC1 à LC11
(jeux)
Ajustement glissant et tournant
1: très juste, 9: pour le montage de tubes
Ajustement de positionnement libre
1 à 4: position avec démontage
11: assemblage boulonné

JEUX
INCERTAIN

SERRAGE

LT1 à LT6
(incertain)
LN1 à LN6
(serrage)
FN1 à FN5
(serrage)
Ajustement intermédiaire de position
ex: Clavette montée au maillet
Ajustement serré de position
1: léger serrage, 3 à 6 à la presse
Ajustement forcé ou fretté
1: pour fonte
3 à 5: Frettage pour transmission d’efforts
Roland Maranzana
23
Roland Maranzana
24
4
 Le système ANSI

 Correspondance ISO - ANSI
(suite)
Tableau de tolérances RC 1 à RC 4
ANSI
RC1
RC2
RC3
RC4
RC5
RC6
RC7
RC8
RC9
Roland Maranzana
25
RC
ISO
H5g4
H6g5
H7f6
H8f7
H8e7
H9e8
H9d8
H10c9
H11 *
ANSI
LC1
LC2
LC3
LC4
LC5
LC6
LC7
LC8
LC9
LC10
LC11
LC
ISO
H6h5
H7h6
H8h7
H10h9
H7g6
H9f8
H10e9
H10d9
H11c10
H12 *
H13 *
LT
ISO
H7js6
H8js7
H7k6
H8k7
H7n6
H8n7
ANSI
LT1
LT2
LT3
LT4
LT5
LT6
ANSI
LN1
LN2
LN3
LN4
LN5
LN6
LN
ISO
**
H7p6
H7n6
**
**
**
ANSI
FN1
FN2
FN3
FN4
FN5
Roland Maranzana
(suite)
FN
ISO
**
H7s6
H7t6
H7u6
H8x7
26
(suite)
LC1 LC2 LC3 LC4 LC5 LC6 LC7 LC8 LC9 LC10
LC11
RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RC6 RC7 RC8 RC9
Roland Maranzana
27
Roland Maranzana
28
(suite)

Principe

La fonction détermine le type d’ajustement à utiliser
Fonction / Besoin

Ajustement
Procédé de fabrication
Une meilleure qualité entraîne une augmentation des coûts de
fabrication
Courbe Qualité/coût typique d’un procédé de fabrication
Coût
8
4
2
1
Zone de qualité de
production économique
Roland Maranzana
29
Roland Maranzana
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Qualité
30
5
 Choix des ajustements fonctionnels
Emploi
Alésage
Arbre
H6
Pièce dont le fonctionnement nécessite un grand jeu (dilatation, mauvais
alignement, portées très longues, etc.)
Pièces mobiles
l'une par
rapport à l'autre
Jeu usuel : Cas ordinaire des pièces tournant ou glissant dans une
bague ou palier (bon graissage assuré)
Jeu précis : Pièce avec guidage précis pour mouvement de faible
amplitude
Démontage et
remontage possible
sans détérioration des
pièces
Pièces
immobiles l'une
par rapport à
l'autre
Démontage
impossible sans
détérioration des
pièces
Roland Maranzana
Mise en place
possible à la main
L'ajustement ne peut
pas transmettre
d'effort
H11
c
9
11
d
9
11
f
6
8
67
7
g
5
6
h
5
6
js
5
6
k
5
m
6
Mise en place à la
presse
p
6
(vérifier la limite
élastique)
H8
7
Mise en place au
maillet
Mise en place :
a)
à la presse
b)
Dilatation de
l’alésage
c)
Contraction de
l’arbre
L'ajustement peut
transmettre des effort
H9
e
H7
7
s
7
u
7
x
7
z
7
9
8
31

Qualité réalisable par les différents procédés d'usinage
Procédés d'usinage
Rodage
Rectification cylindrique
Rectification plane
Brochage
Alésage à l'alésoir
Tournage
Tournage (diamant)
Fraisage
Rabotage
Mortaisage
Perçage
Roland Maranzana
4
5
6
7
Qualité
8
9
10
11
12
13
32
 Exemple d’ajustement serré : clavette
 Exercices : Cahier d’exercices chapitre 1 page 3
25 μm
35 H7/m6:
25 μm
9 μm
0
Jeu maxi = Dmax – dmin = 35,025 - 35,009 = 0,016 => Jeu
Ajustement incertain
Jeu mini =
Dmin – dmax = 35,000 - 35,025 = -0,025 => Serrage
Clavette de 3mm x 3mm
Roland Maranzana
33
Roland Maranzana
34
6

(6dpp).

Transcription

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