Analyse des données de définition et d’industrialisation d’une pièce L.E.G.T.P.I. Louis MARCHAL 2, route de la Hardt MOLSHEIM

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Avant-propos

Spécifications de définition de la pièce. Langage des normes ISO de cotation. Penser « Skin model » !

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation sommaire 1. Langage des normes ISO……………………………………… Règles générales et principe d’indépendance……………… Dimensions et tolérances. ………………………… …….. 4. cote avec L’exigence de l’enveloppe. ……………………..…… 5. Spécifications géométriques:…………………………………… (tolérancement par zone de tolérance) 6. Les références………………………… ………………. 7. Tolérances projetées…………………………………………….. 8. Application du principe des é tats virtuels : …………………… (tol é rancement par fronti è re) Annexes Annexes………………………………………………………………………

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation La cotation définit les défauts géométriques admissibles d’une pièce tout en respectant le bon fonctionnement d’un mécanisme. Pour décrire ces caractéristiques géométriques, est aujourd’hui adopté par les industriels. Ce langage est devenu un moyen de communication incontournable entre les différents intervenants du cycle Les normes ISO et Elles regroupent sous forme de matrices (tableaux) les différentes normes. La rigueur des définitions des normes permet d’établir des documents contractuels entre les différents partenaires (donneurs d’ordres, sous-traitants…). le langage de cotation ISO conception-production-contrôle. de 1999 apportent un vocabulaire très précis sur l’ensemble du concept GPS (spécification géométrique des produits). concept GPS

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation S

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 2.1 Règles générales (ISO et 2) : Toutes les cotes et les tolérances sont exprimées en mm (sauf les états de surfaces qui sont en micromètre). Les cotes sans IT, ni encadré doivent ISO mK Toutes les cotes non tolérancées et non encadrées sont considérées comme soumises aux tolérances générales spécifiées sur le dessin ou définies par cette norme. 25 respecter les tolérances générales.  (25±0,2 )

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation C’est le principe fondamental de lecture d’un dessin : sauf si une relation particulière est spécifiée par des :,, et ou des commentaires. Ceux-ci peuvent être employés pour créer des liaisons entre les spécifications). chaque exigence dimensionnelle ou géométrique spécifiée sur un dessin doit être respectée en elle-même (indépendamment des autres spécifications), ELMP modificateurs 2.2 Principe de l’indépendance (ISO ,§7.2)

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Tolérancement ISO 8015 Tolérances générales ISO mK* Les dessins pour lesquels le principe de l’indépendance et les tolèrances générales s’applique, doivent être identifiés par une indication près ou dans le cartouche Indications sur le dessin : Symboles (m : minuscule pour le dimensionnel et K majuscule pour le géométrique) qui définissent la classe de précision des tolérances de la cotation du dessin.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation le tolérancement dimensionnel:  b ilimite :  unilimite : le tolérancement géométrique :  par zone de tolérance (bilimite) :  par frontière ou état virtuel (unilimite) : 2.4. Les normes ISO proposent deux modes de tolérancement: Toutes les dimensions locales doivent respecter l’intervalle de tolérance; l’élément tolérancé doit être compris dans une zone de tolérance; La pièce doit respecter une frontière appelée état virtuel. 40±0,1  Ø 0,1 A Ø 20,04 État virtuel A  Ø 0,04 A M 0 Ø 20 -0,2 38 MAXI Cote cible 

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 40±0,1 S

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation La base du tolérancement dimensionneltolérancement dimensionnel Elle permet de tenir compte des défauts géométriques des pièces dans la définition des cotes. En pratique, une dimension locale peut-être mesurée à l’aide d’un micromètre à deux touches « face à face ». Les écarts géométriques des pièces réelles étant faibles devant les dimensions des pièces, l’incertitude sur la direction de mesure n’a pas d’influence sur celle-ci. est la notion de dimension locale. Une dimension locale est mesurée entre deux points face à face. Dimensions locales mesurées selon les « diamètres » Direction générale Cote mini ≤ di ≤ Cote maxi 3.1. Dimensions locales. d1 d2 d3 d1 d2 d3 d4 d5

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation La norme ISO , précise la définition des dimensions locales : Sur un cylindre : Pour un parallélépipède : les diamètres sont mesurés selon une droite qui coupe l’axe du cylindre théorique défini par le critère des moindres carrés et qui est perpendiculaire à cet axe. la dimension locale est mesurée selon une direction perpendiculaire à deux plans parallèles définis selon le critère minimisant les moindres carrés sur l’ensemble des deux surfaces réelles.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Une cote est conforme : Les deux écritures suivantes sont parfaitement équivalentes: La norme ne définit pas clairement la notion de cote maxi ou mini. L’usage fréquent nécessite une définition déduite des notions de cote et de dimensions locales: pour une cote maxi => il faut: pour une cote mini => il faut : di ≤ cote maxi, 3.2. Définition d’une cote (ISO , § 5.1.1) si toutes les dimensions locales di sont comprises dans l’intervalle de tolérance Cote unilimite cote mini ≤ di  0,1 40±0,2 39,8 ≤ di ≤ 40,2

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 40±0,1 E S

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 4.1. Définition : Une cote est conforme si toutes les dimensions locales sont comprises dans l’intervalle de tolérance. On ajoute une condition supplémentaire appelée exigence de l’enveloppe, notée par le modificateur entouré EL’exigence de l’enveloppe n’est possible que pour les cylindres complets ou des plans parallèles «face à face ». Exigence de l’enveloppe Exigence de l’enveloppe

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 40 ± 0,2 39,8 ≤ di ≤ 40,2 et la pièce ne doit pas dépasser son On utilise l’exigence de l’enveloppe pour des ajustements simples, afin de garantir une 40,2 enveloppe au maximum de matière La cote 40 ± 0,2 n’est pas respectée car l’exigence de l’enveloppe n’est pas satisfaite. E E condition d’assemblage.cylindriques ou prismatiques 40 ± 0,2 E 39,8 ≤ di ≤ 40,2 di La cote 40 ± 0,2 est respectée. La condition est-elle respectée?

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation  Pour un cylindre : L’exigence de l’enveloppe Pour des pièces prismatiques, Le montage est garanti si D≥d l’enveloppe est définie par un cylindre parfait dont le diamètre est égal au diamètre maxi pour un arbre ou au diamètre mini pour un alésage. impose de manière implicite une valeur limite au défaut de forme. l’enveloppe est définie par deux plans parallèles distants de la cote maxi pour un lardon et de la cote mini pour une rainure. L’exigence de l’enveloppe est utilisée pour garantir la montabilité des pièces au sein des assemblages. E ød øD E

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Arbre ou lardonAlésage ou rainure Condition de montage Arbre-AlésageCondition de montage lardon-rainure 4.2. Méthode de lecture d’une cote : Toutes les dimensions locales doivent être comprises dans l’intervalle de tolérance : di mini ≤ di ≤ di maxi La surface réelle doit pouvoir être contenue dans son enveloppe de dimension égale à la cote maxi La surface réelle doit pouvoir contenir son enveloppe de dimension égale à la cote mini.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation L’exigence de l’enveloppe ne peut être employée avec une cote unilimite que si la cote définit la dimension au maximum de matière. 4 pour un arbre, 20 maxi 4 pour un alésage, 20 mini E E

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation  Ø 0,1 A S

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 5.1. Les spécifications sont classées en cinq catégories. 4 les spécifications de 4 les spécifications d’ 4 les spécifications de Mais, elles peuvent définir une tolérance d’orientation ou de position, suivant le système de références utilisé et la présence ou non de dimensions théoriquement exactes sur la figure (cotes encadrées). forme sont intrinsèques à la surface. orientation ne définissent pas la position des surfaces. position définissent les zones dans lesquelles doivent se trouver les surfaces réelles ; battement intègrent les défauts de forme et de position mais pas les dimensions; lignes et de surfaces quelconques définissent la tolérance de forme de la surface lorsqu’il n’y a pas de référence.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 5.2. Tableau des symboles des spécifications géométriques : Désignation Symbole Désignation Symbole Désignation Symbole Rectitude ParallélismeLocalisation Circularité PerpendicularitéConcentricité Planéité InclinaisonCoaxialité Cylindricité Symétrie Ligne quelconque Surface quelconque Battement simpleBattement total ⊥ ‖ ◎ ◎  ∠ FormeOrientation Position Battement

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 5.3. Les notions de base sont les suivantes: L’ordre décroissant des tolérances est le suivant : tolérance état de surface : tf<to<tp de position de la surface (tp); Position nominale Référence spécifiée Zone de tolérance de position de forme de la surface (tf); Zone de tolérance d’orientation Zone de tolérance de forme d’orientation de la surface (to); Élément tolérancé  0,6 A // 0,1 A  0,03 (ondulation, rugosité, arrachement).  // 

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 2 rotations + 1 translation Mobilités des zones. Position nominale Référence spécifiée Tolérance de position Tolérance d’orientation Tolérance de forme  //  Aucune : zone fixée par la cote encadrée. 0,6 Zone de tolérance 0,6 0,1 Zone de tolérance 0,1 1 translation 0,03 Zone de tolérance 0,03 Mobilité : Chaque zone est limitée par la précédente

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Élément idéal « Skin model » 5.4 Principe du tolérance géométrique Surface de référence spécifiée (parfaite) Élément de référence (réel) Zone de tolérance Surface nominale (idéale) Cadre de référence Cadre de tolérance Dimension théorique exacte Surface tolérancée (réelle) 0,1

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Remarque : Remarque : Une tolérance géométrique est toujours appliquée à un (sauf pour les surfaces projetées). La tolérance indique la dimension de la doit être compris  La est une surface de forme parfaite associée à l’élément de référence réel;  La est située à la valeur encadrée (mm) de la référence;  la est un espace limité par deux plans parallèles au plan de référence distants de 0,1 mm situés symétriquement par rapport à la surface nominale;  La doit être comprise dans la zone de tolérance. élément réel zone à l’intérieur de laquelle l’élément réel (ce n’est jamais une distance !). référence surface nominale zone de tolérance surface réelle

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation TermesDéfinitions Elément Élément réel Élément extrait Élément associé Élément nominal (parfait) Élément intégral Élément dérivé 5.5. Définitions Partie de la pièce quelle qu’en soit la nature : surface, droite ou point. Il peut être qualifié de réel, extrait, associé, nominal, intégral ou dérivé. s’il est composé de points pris de l’élément réel. s’il est une partie de la pièce. s’il est géométriquement parfait et construit à partir de l’élément extrait. s’il est une partie du modèle géométrique de définition; s’il existe physiquement ; s’il est construit à partir de l’élément intégral.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Élément spécifié ou élément tolérancé Élément de référence Référence spécifiée Système de références Dimension théoriquement exacte ou cote encadrée Élément nominal ou en position exacte Zone de tolérance Élément réel de la pièce dont il faut limiter le défaut. Élément réel de la pièce, extrait pour y associer une référence (idéale) Élément théorique parfait associé à l’élément de référence selon des contraintes et des critères définis par la norme. Ensemble d’éléments parfaits constituant un référentiel pour la définition des positions théoriquement exactes des surfaces tolérancées. Cote encadrée (ou angle encadré) définissant la position théoriquement exacte de la surface nominale par rapport à la référence spécifiée. Élément parfait situé en position exacte par rapport au système de références compte tenu des cotes encadrées. Volume devant contenir l’élément spécifié. La zone peut être libre (forme), orientée par rapport à une référence (orientation) ou positionnée et/ou orientée par rapport à une référence (position)

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 5.6. Méthode de lecture (sans modificateur) Il est souvent difficile de formuler par une seule phrase l’ensemble du codage contenu dans une spécification. Il est conseillé de procéder en décrivant la spécification selon la procédure suivante:

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 1) Nom de la spécification : localisation, parallélisme...; 2) Surface tolérancée : tous points de la surface ou lieu des centres des sections ou lieu des milieux des bipoints... 3) Référence : définir son critère d’association :plan minimax, plus petit cylindre contenant l’arbre, plus grand cylindre contenu dans l’alésage, plan bissecteur des deux plans tangents. Pour une référence secondaire ou tertiaire, ajouter la contrainte d’orientation voire de position par rapport à la référence primaire et, le cas échéant, à la référence secondaire;plan minimaxplus petit cylindre plus grand cylindre 4) Surface nominale : définir la méthode de construction de cette surface théorique à partir du système de références et des dimensions théoriquement exactes; 5) Zone de tolérance: définir la forme, la dimension, la position de la zone de tolérance par rapport à la surface nominale. La spécification est vérifiée si la surface tolérancée est contenue dans la zone de tolérance.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Cas (1), (2) et (5) : si la flèche issue du cadre de tolérance est directement appliquée sur la surface ou sur un trait de rappel, Cas (6) : si la flèche issue du cadre de tolérance est en face de la cote de diamètre d’un cylindre, Cas (3) : si la flèche issue du cadre de tolérance est en face de la cote définissant la distance entre deux plans parallèles, Cas (4) et (7) : si la flèche est positionnée par une cote encadrée, ou le centre de la section (7) Cadre de tolérance et convention (ISO ) La convention est basée sur la position de la flèche issue du cadre de tolérance : (5) Ø (7) Ø (6) Cylindre Parallélépipède (3) (2) (1) l’élément tolérancé est directement la surface réelle (élément intégral) ; l’élément tolérancé est l’axe du cylindre (élément dérivé) ; (4) l’élément tolérancé est la surface médiane de ces deux plans ; l’élément tolérancé est limité à la section ainsi définie, pour désigne par exemple la ligne médiane de la section (4)

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Cas (8) et (9) : Cas (10) : 9x ( 10) Ø (8) CZ (9) la spécification s’applique à un groupe de surfaces (ici 9 trous). la spécification en zone commune (CZ) (8) s’applique aux deux surfaces qui doivent être contenues dans une zone unique. Zone de tolérance La spécification est définie sur une zone restreinte de l’élément (9).

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation A S

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 6.1 Cadre de référence et convention (ISO ). Les surfaces utilisées comme référence ou une lettre doublée (AA). Le nom désigne Il est préférable de placer le triangle à l’extérieur de la surface, orienté vers l’extérieur de la matière en appui sur la surface ou sur un trait de rappel. sont indiquées par une lettre majuscule (A) Le pied triangulaire peut être noir ou blanc. l’élément de référence (surface réelle). A

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Lecture de référence + A : + B : + C : + D : + E: + F: + G : plan en bout de la pièce, plan supérieur, plan médian, droite médiane de la section, axe du cylindre, génératrice du cylindre (dans le plan de la vue), centre de la section. ABC Parallélépipède FG Ø E Ø Cylindre D

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 6.2 Système de références - Écriture Dans de nombreux cas, la mise en position des pièces La spécification géométrique qui positionne une surface fonctionnelle est indiquée par un système de références. Le cadre de tolérance comporte la liste fait intervenir plusieurs surfaces réelles. des surfaces de références dans l’ordre de prépondérance des surfaces de contact.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 4 la référence primaire A : 4 la référence secondaire B : 4 la référence tertiaire C : est orientée et éventuellement positionnée de manière parfaite par rapport aux deux précédentes. est orientée et éventuellement positionnée de manière parfaite, par rapport à la référence primaire; est construite comme une référence simple; Ø 0,1A BC Système de références primaire secondaire tertiaire

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation A partir des éléments de référence (surfaces réelles), il faut Les références sont en position théoriquement exactes (NFE § 5.1 et NFE § 3.2.1). A titre d’exemple, la référence primaire peut être un plan A, la référence secondaire un plan B perpendiculaire au premier, et la tertiaire un plan C perpendiculaire aux deux précédents. Les règles de construction des références secondaire et tertiaire sont les mêmes que pour les références simples en ajoutant des contraintes d’orientation (perpendicularité, inclinaison...) et éventuellement de position. construire un repère parfait qui permettra de définir la position théorique de la surface spécifiée.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotationP S

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Zone de tolérance projetée localisation Soit la spécification de localisation en zone projetée... Trait mixte fin à double points

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 1) Nom de la spécification : localisation, perpendicularité... et ajouter « en zone projetée... » ; 2) Surface tolérancée : désignation de la surface tolérancée et, si possible, de l’élément géométrique qui représente le prolongement de la surface réelle (plan axe...); 3) Zone projetée : désignation des limites de la zone projetée par rapport aux surfaces de la pièce; 4) Référence : plan minimax, plus petit cylindre contenant l’arbre, plus grand cylindre contenu dans l’alésage, plan bissecteur des deux plans tangents. Pour une référence secondaire ou tertiaire, ajouter la contrainte d’orientation voire de position par rapport à la référence primaire et, le cas échéant, à la référence secondaire; 5) Surface nominale : définir la méthode de construction de cette surface théorique à partir du système de références et des dimensions théoriquement exactes; 6) Zone de tolérance: définir la forme, la dimension et la position de la zone de tolérance par rapport à la surface nominale. La spécification est vérifiée si l’élément projeté est contenu dans la zone de tolérance de la zone projetée.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotationM L S

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Tolérancement au maximum ou au minimum de matière. Énoncé du principe. Ce principe de tolérencement implique que :  l’état virtuel de l’élément tolérancé  L’élément de référence  L’état virtuel M L de forme parfaite au maximum (ou minimum) de matière ne soit pas dépassé. est toujours un élément parfait de même forme que l’élément tolérancé ou référencé.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation perpendicularité Soit la spécification de perpendicularité au maximum de matière. Celle-ci représente la relation entre la dimension D de l’élément et l’écart t de perpendicularité admissible par rapport à la position théorique. Une pièce de diamètre D et d’écart de perpendicularité t, telle que le point (D, t) soit à l’intérieur de la zone hachurée vérifie la spécification. 0 Ø 16 -0,06  Ø 0,04 A M A

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation t (mm) Écart de perpendicularité 0,1 0,08 0,06 0,04 15,94 15,96 16,00 16,04 D (mm) Diamètre de l’élément de forme parfaite Diagramme de tolérance dynamique La frontière définie par l’état virtuel est conservée et reste au diamètre Ø 16,04. Le gain Ø 16,04 porte sur l’augmentation de la tolérance de perpendicularité qui est de t= 0,1 si D= 15,94. Zone admissible avec le tolérancement au maximum de matière Droite d’équation t = -D + 16,04 État virtuel Ø 0,04 Zone de tolérance Ø 0,04

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation  Ø 0,04 A M A 0 Ø 16 -0,06 Ø 16,04 État virtuel 15,95 15,99 t (mm) Écart de perpendicularité 0,1 0,08 0,06 0,04 15,94 15,96 16,00 16,04 D (mm) Diamètre de l’élément de forme parfaite Diagramme de tolérance dynamique Ø 0,04 16,97

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation coaxialité Soit la spécification de coaxialité au maximum de matière. Ø12,04 Ø25 Calibre de contrôle

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation 1) Nom de la spécification : perpendicularité, coaxialité... et ajouter « à l’état de maximum ou au minimum de matière... » ; 2) Surface tolérancée : la surface réelle; 3) État virtuel : forme parfaite identique à la surface nominale en position parfaite par rapport au système de références. La dimension de l’état virtuel est indiquée au tableau (ci-après) 4) Référence : sans maxi matière - Pour une référence sans maxi matière : plan minimax, plus petit cylindre contenant l’arbre, plus grand cylindre contenu dans l’alésage, plan bissecteur des deux plans tangents. avec maxi matière - Pour une référence avec maxi matière : La dimension de l’état virtuel est indiquée au tableau Décrire la spécification dans l’ordre suivant: La spécification au maximum ou au minimum de matière est vérifiée si l’état virtuel est respecté.

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation La dimension de l’état virtuel est indiquée au tableau : type Maxi matièreMini matière d maxi + tolérance d mini — tolérance d maxi + toléranced mini — tolérance d maxi M L Surface tolérancée Surface de référence Arbre Alésage Arbre Alésage d mini d maxi

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation S

TAVARD_ 2004Langage des normes ISO de cotation Symbole de la spécification Analyse d’une spécification par zone de tolérance Éléments non idéauxÉléments idéaux Type de spécification Forme Orientation Position Battement ………………………………………. Élément(s) tolérancé(s) Élément(s) de référence Référence(s) spécifiée(s) Zone de tolérance Condition de conformité: L’élément tolérancé doit se situer tout entier dans la zone de tolérance. unique groupe unique multiples simple commune système simple composée Contraintes orientation et/ou position par rapport à la référence spécifiée Schéma extrait du dessin de définition Grille de traitement EXEMPLE