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Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai 2004 1 Le transfert des tolérances, du besoin à la fabrication Max Giordano.

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1 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Le transfert des tolérances, du besoin à la fabrication Max Giordano

2 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Les tolérances géométriques dans le cycle de vie du produit3 - Les conditions fonctionnelles géométriques6 - Le transfert vers les spécifications des pièces9 - Les modèles pour le calcul du transfert11 - Le transfert des spécifications pour la fabrication15 - Conclusion18 Le transfert des tolérances, du besoin à la fabrication

3 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Le tolérancement : au cœur du concept de cycle de vie du produit Le cycle de vie du produit : - marché, commande - cahier des charges - conception - analyse, calculs - fabrication, contrôle - assemblage - mise en service - maintenance - usage - démantèlement, recyclage Aspect transversal du tolérancement Gestion du Cycle de Vie du Produit Product Life-cycle Management (PLM)

4 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Besoin client Opérations élémentaires de fabrications Assemblage Définition des pièces Pièces réalisées Produit réalisé Définition des opérations de fabrication Méthodes Bureau detudes Contrôle pièce Contrôle produit Contrôle opérations Fabrication réel modèle Le tolérancement du modèle du produit au produit réalisé

5 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Les différents dessins techniques Le transfert, nécessaire pour linterchangeabilité, diminue le domaine dacceptation des pièces. La détermination des tolérances doit partir des besoins du client mais tenir compte du processus complet Dessin de fabrication pièce, phases Transfert des tolérances Dessin de définition des pièces Transfert des tolérances BUREAU DETUDES METHODES PRODUCTION PIECE Pièc e MONTAGE Produit Contrôle de réception Auto - Contrôle Contrôle de réception CLIENT Dessin densemble du produit Expression du besoin

6 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Bien partir : formaliser les besoins du client Besoin client éléments du cahier des charges Conditions fonctionnelles géométriques « transfert » analyse - besoin directement exprimé sous forme géométrique - détermination à partir dun modèle (théorique ou expérimental) A 0,4 A 68 A 0,06 Exemple de conditions fonctionnelles géométriques Problème : Ce type de spécification nest pas prévu par la norme GPS 0,03 ? rotation

7 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Effets pris en compte : - forme des surfaces - position, orientation / surfaces de liaisons - forme des surfaces de liaisons Faux rond voile Charge de mesurage 1 2 battement Expression des conditions fonctionnelles géométriques : cas de mécanismes Spécification non prévue par l ISO

8 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Exemple dune condition donnée en terme de rigidité (système précontraint) F x F x donnée dun domaine de comportement acceptable F0F0 1/2 ts Serrage cible s 0 et tolérance sur le serrage : ts 0 s s 0 + 1/2 ts 0 > s > s 0 - 1/2 ts 0 Condition en terme géométrique Le modèle doit être validé (expérimentation) 1/2s 0 tx

9 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Transfert dune condition géométrique mécanisme vers des spécifications pièces A 0.01 C B 0,02 C Ø0.01 R5±0.03 Ø56± ,2C 32 A Zone commune A 68 0,02 R5± Ø56±0.05 0,02 Ø0.01 C 20 0,1 C C 0,4 A A 0,06 0,03 A ر0.05 Zone commune Précontrainte axiale : s 0 ± ts * * pour toute position angulaire du moyeu par rapport à la bague extérieure Ø56±0.05 R5±

10 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Transfert dune condition géométrique mécanisme vers des spécifications pièces Toutes les spécifications des pièces sont respectées pièces Les conditions fonctionnelles sont respectées Tolérancement « optimal » Interchangeabilité pire des cas Au moins une spécification n est pas respectée Il existe au moins un assemblage possible qui ne satisfait pas une condition fonctionnelle système conformité du lot dassemblages Conformité de chaque lot de pièce Approche statistique

11 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai X2 X1 X3 X4 (1)(2) (3) (4) Les outils de calcul de transfert Le modèle des chaînes de cotes J ITJ = ITXi (ITJ) 2 = ( ITXi) 2 e J+e - non prise en compte des différentes liaisons - écarts angulaires négligeables - ne conduit pas à des spécifications ISO - limité à des cas unidirectionnels au pire des cas : ou statistique (capabilités égales, moyenne statistique = cote moyenne)

12 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Le modèle paramétrique variationnel r0 c1 a1 r1 R1 ØD1 r3 R3 a3 b3 r2 R2 a2 ØD2 s1 s2 Condition fonctionnelle : s = f(pij) ( paramètre N° i pour la pièce j ) ds = f pij dpij ITs = ITqj - difficulté de prendre en compte certains jeux - nombre important de paramètres - conditions fonctionnelles paramétrées - plusieurs paramètres pour la même pièce Les outils de calcul de transfert ij j dqj = f pij dpij i (chaîne minimale)

13 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Les outils de calcul de transfert Modèle prenant en compte jeux et écarts de taille et de position et orientation relatives entre les surfaces p y tx ty ry rx ØDØD 4 surfaces fonctionnelles 6 paramètres pris en compte ( 3 pour le nominal) x B Zone commune A Ø0.04 A B Ø12H8 MM 24h7 E Spécifications données Relations entre les écarts admissibles des paramètres par rapport à une géométrie cible.

14 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Les outils de calcul de transfert Modèle prenant en compte jeux et écarts linéaires et angulaires x y z rx ry tx ty (tx+ ry h/2 - J/2) 2 + (ty - rx h/2) 2 J/2 (tx+ ry h/2 +J/2) 2 + (ty - rx h/2) 2 J/2 p ØDØD y tx ty ry rx J = pmax - p t = t0 + D - Dmin t0=0.04 tool localisation (tx- rx h/2) 2 < (t/2) 2 autres cas h (tx- ry h/2 - J/2) 2 + (ty + rx h/2) 2 J/2 (tx - ry h/2 +J/2) 2 + (ty + rx h/2) 2 J/2 (tx+ rx h/2) 2 < (t/2) 2 autres cas et J/2 r=t/2 tx Domaine des écarts admissibles

15 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Contrôle dimension minimale Contrôle par calibre Transfert dune spécification pièce vers des paramètres de fabrication x±? Information binaire insuffisante pour contrôler le procédé : besoin de quantifier les écarts : - capabilité du procédé ( machine, gamme), - réglage

16 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Transfert dune spécification pièce vers une spécification de fabrication Mesure des écarts géométrie obtenue / géométrie cible J/2 r=t/2 tx ty ex ey tx ty - écart systématique (réglage, précision machine …) - dispersion aléatoire (contrôle capabilité) Comment définir des indices de capabilté dans le cas multidimensionnel?

17 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Transfert dune spécification pièce vers une spécification de fabrication Ø t1 A B 4 x M12 Ø t2 A Ø0.3A B 4 x M12 12 P P A B Ø70h7 Transfert rx ty z y h h Øt Zone tol fonctionnelle Øt1 -t/2 ty A A Øt 1 Øt 2 rx t/h t t/2 t 1 /h t 2 /h t1/2 A Øt P B

18 Journée Spécification géométrique des produits Annecy, 5 mai Conclusion - Les conditions fonctionnelles du produit sont au début d un processus de maîtrise de sa qualité géométrique. Intérêt du concept de tolérancement par zone mais insuffisance pour les mécanismes. -Elles sont transférées en spécifications pièces, suivant lISO (zones de tolérances). Le modèle paramétré plus ou moins simplifié est nécessaire pour le calcul. - La mesure des paramètres des pièces en cours de fabrication permet : - le contrôle des spécifications - le contrôle du procédé


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