La méthode CLIC, une démarche d'expertise pour appliquer les normes Æ12±0.1 E 0,2 A B 0,05 14 E B zone commune 0,03 CLIC : Cotation en Localisation avec Influence des contacts A Bernard ANSELMETTI Professeur des Universités CACHAN Laboratoire Universitaire de Recherche en Production Automatisée IUT de Cachan C A C H A N Ecole Normale Supérieure de CACHAN Université Paris 11

DOMAINE D'APPLICATION DE LA METHODE Les données Le dessin d'ensemble Le cahier des charges 0,2 A B 0,05 A E Arbre Æ300,1 80 Corps repère CAO 40 Flasque B A Le but La spécification des pièces du mécanisme en langage ISO

METHODE DE COTATION : CLIC Analyse du mécanisme Cotation des surfaces de positionnement Tolérancement général Cotation pour chaque exigence Répartition des tolérances exigence suivante

 UN OUTIL DE COMMUNICATION ET DE TRACABILITE Les modèles (CAO, cinématique) Le tableau de mise en position Intentions des concepteurs  Comportement réaliste La cotation des jonctions jeu bon guidage bon contact jeu Les fabricants Les métrologues

Ordre de prépondérance TABLEAU DE MISE EN POSITION Tableau de mise en position de l'arbre : Pièce ou bloc : Repère : Etat : Auteur : 4c 4f Arbre a 1 Martin 3c 3f entité Cylindres coaxiaux Plans // 2a 4a Schéma de la jonction surface 1a-3a A 2a-4a B interface jeu jeu 3a 1a Cylindres coaxiaux entité Plans // surface 3c-3f 4c-4f Primaire Secondaire Tertiaire Ordre de prépondérance Objectif : définir les surfaces qui assurent la mise en position, la nature des interfaces et l'ordre de prépondérance.

ENTITES DE POSITIONNEMENT Entités surfaciques Plans décalés Cône Plan Plans coplanaires Surface extrudée Surface 3D quelconque Entités Ajustements Cylindre Cylindres parallèles Sphère (q >180°) Cylindres coaxiaux Taraudages parallèles q Plans parallèles symétriques Filetage (si q <180°, la sphère doit être considérée comme une surface quelconque) Surface extrudée bilatérale Taraudage Locating

STRUCTURE DU MECANISME Le mécanisme est décomposé en sous-ensembles (bloc). Le découpage est : logistique (tronçons, composants achetés) cinématique (systèmes articulés) méthodologique (gamme d'assemblage) flasque gauche (fg) carter (c) tube (t) flasque droit (fd) doigts (d) 4 Configurations ouvert - gauche ouvert - droite fermé - gauche fermé - droite piston (pt) tige(tg) embase pince (p) pied gauche (pg) pied droit (pd) Structure hiérarchique embase pied droit pied gauche corps bras carter base tube flasque gauche flasque droit tige piston pince base base

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MONTAGE DU FLASQUE 1c 1f 2f 2c Plan Cylindre Cylindres // A B C jeu Pièce ou bloc : Repère : Etat : Auteur : Flasque f 1 Martin 2c entité Plan Cylindre Cylindres // 10e,11e, 12e,13e surface 1f A 2f B Schéma de la jonction C jeu vis Chc M4 serrage Contact jeu interface entité Plan Cylindre Taraudages // 14c, 15c, 16c, 17c 1c D 2c E F surface Primaire Secondaire Tertiaire

GENERATION DES EXIGENCES DE JONCTION Pour chaque couple d'entités en vis à vis, il y a une exigence : Pièce ou bloc : Repère : Etat : Auteur : Flasque f 1 Martin Montabilité et qualité des contacts - primaires - secondaire - tertiaire type Plan Cylindre 4 cylindres // surface A B C jeu vis serrage interface Schéma de la jonction contact jeu surface D E F Primaire Secondaire Tertiaire Entité surfacique gap maxi gap maxi Entité ajustement jeu mini jeu mini serrage mini et maxi

La condition géométrique est connue. Il faut l'analyser. Exemple : RECUEIL DE L'EXPERTISE La condition géométrique est connue. Il faut l'analyser. Exemple : Que va-t-il se passer si le gap est trop grand ? => défaillance : le corps va se déformer, on risque de mal positionner l'arbre Quelle est la valeur limite ? => 0,05 (fixée par les concepteurs) Quelle est la criticité de la défaillance ? => niveau de hiérarchisation 3 gap maxi Projet de norme NFE 04 009 publiée le 18/01/2002 3 0,05

COTATION TYPE DES ENTITES SURFACIQUES Entité primaire Entité secondaire Entité tertiaire Plan A t1a t1a A t2a t1a A B t2a B C zone commune zone commune Plans coplanaires zone commune t1a A t2a t1a A B t2a t1a A B C Plans parallèles décalés zone commune zone commune zone commune 15 t1a t1a A 15 t1a A B 15 B A (1) (1) C (1) (1) Définir la référence à l’aide d’un commentaire

COTATION TYPE DES ENTITES SURFACIQUES Surface primaire Surface secondaire Surface tertiaire t1a A B Cône t1a A t1a B C (1) (1) A Æ (1) Æ cône d’angle 20° perpendiculaire à A qui minimise l’écart maxi 20° cône d’angle 20° perpendiculaire à A (et à B) qui minimise l’écart maxi 20° cône d’angle 20° qui minimise l’écart maxi 20° Surface extrudée zone commune zone commune zone commune Ajouter les cotes encadrées définissant le profil t1a A t1a A B t1a B (1) C (1) (1) A Surface 3D quelconque t1a t1a A B t1a A (1) A (1) C (1) B (1) Définir la référence à l’aide d’un commentaire

COTATION TYPE DES ENTITES AJUSTEMENT Entité primaire Entité secondaire Entité tertiaire Cylindre E Æt2a A M Æt3a Æt2a A B M Æt3a E E Æa1±t1a/2 Æa1±t1a/2 Æa1±t1a/2 A B C Cylindres coaxiaux zone commune zone commune A Æt3a M E Æa1±t1a/2 Æa2±t2a/2 zone commune Æt3a M A Æt2a A B M Æt3a E Æt4a M A E Æa1±t1a/2 B Æa1±t1a/2 C Æa2±t2a/2 E Æa2±t2a/2 E Plans parallèles symétriques a1±t1a/2 E A A B C t2a M t3a B

JONCTION CORPS / FLASQUE Pièce ou bloc : Etat : Repère : Auteur : surface entité interface surface entité Primaire Secondaire Tertiaire Schéma de la jonction Martin Flasque 1 f 1f Plan 2f Cylindre A B 10e,11e, 12e,13e C Cylindres // Taraudages // 1c D 2c E 14c, 15c, 16c, 17c F Contact jeu vis Chc M4 serrage JONCTION CORPS / FLASQUE Plan Cylindre Æt2a A M Æt3a E A t1a Æa1±t1a/2 B t1c t1f D E E A Æc1±t2c/2 Æf1±t2f/2 Æt3f A M Æt3c M D E B

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MONTAGE DU FLASQUE sur toutes les surfaces extérieures non tolérancées 1 A B t1f E A Æf1±t2f/2 Æt3f M A B Système de références principal créé sur les entités de mise en position

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METHODE RECURSIVE DE COTATION Localiser la surface terminale par rapport au système de références Exigence initiale 70 0,6 A B p2 t2p A B plaque Il faut spécifier la pièce terminale plaque B A orientante corps positionnante B embase Il faut spécifier les surfaces d'appui t A B zone commune A Système de Références terminal t A corps Localiser toutes les surfaces d'appui positionnante Orienter toutes les surfaces d'appui orientante B embase A et recommencer jusqu'à la base du mécanisme….

référence orientante influente référence positionnante influente REGLE DE DETERMINATION DU ROLE DES REFERENCES Une référence positionnante est influente, s'il y a une cote encadrée influente entre la surface terminale et la référence Une référence orientante est influente pour une exigence s'il existe une droite d'analyse qui ne coupe pas cette référence. surface terminale 70 p2 t2p A B cote influente droites d'analyse plaque B A référence orientante influente droite normale à la surface terminale au point considéré référence positionnante influente

RECHERCHE DES BOUCLES DE CONTACTS Représentation vectorielle de la zone de tolérance Exigence => zone commune Æ 0 M A B C M position en y rotation autour de y cz cz position en x position autour de z px py ry A B C a f h k p b g g l q e Support m n r e e c g c t t e e e e t base du bloc t t t

GENERATION DE LA COTATION

METHODE DE COTATION : CLIC Analyse du mécanisme Cotation des surfaces de positionnement Tolérancement général Cotation pour chaque exigence Répartition des tolérances exigence suivante

RESULTANTES D'UNE EXIGENCE coef piece specif origine sens pos x pos y pos z moyenne tolérance Ecart type a S8 1 34,5 0,010 0,000100 a S9 -1 10 0,010 0,000100 e S13 + S12 1 9 10,005 0,020 0,000400 e S14 -1 16 0,010 0,000100 c S14 + S13 1 60,5 16,005 0,020 0,000400 jeu e/a S13 + S12 + S9 0,50 0,005 0,015 0,000127 c S15 2,72 0,005 0,027 0,000737 facteur d'influence Calcul statistique de la résultante Cumul Résultante Cumul statistique Résultante Résultante X réel Y réel Z réel moyenne Tolérance Tolérance arithmétique statistique 0,000 0,000 104,000 0,026 0,112 0,0020 0,082 0,064 S15 S12 B A 0,01 A L A B 0,01 A Æ0,01 Æ S13 S14 S9 S8 S13 S14 (corps c) (embout e) (axe a)

sx= sa²+ sb²+ sc²+ sd²+ se² + sf² CALCUL STATISTIQUE (en prévisionnel distributions sont centrées) Xnominal + p.sx  X maxi avec sx= sa²+ sb²+ sc²+ sd²+ se² + sf² Probabilité désirée (p=3 pour 99,86%) ta² tb² tc² td² te² (2 3)² 4² 6² 6² (5,07)² + sf2 X nominal + p + + ITf/2  Xmaxi probabiliste uniforme s=t/2 3 probabiliste centré s=t/4 probabiliste centré s=t/6 quadratique centré s=t/6 semi-quadratique t = 6s+ IT, IT=2s semi-quadratique t = 6s+ IT Probabiliste : sans contrôle statistique des lots Quadratique : avec contrôle statistique des lots

Distribution prévisionnelle BASE DE DONNEES DE GESTION DES TOLERANCES Distribution prévisionnelle Analyse des exigences fonctionnelles Spécifications de la pièce e Valeurs à optimiser Spécifications de la pièce d Spécifications de la pièce c Valeur désirée Désignation Spécifications de la pièce b Résultat Marge Spécification de la pièce a Moy t Feuille 1 s =t/2q axe trou 12 Æ0.06 D C 30 0,06 120 0,2 20 0,3 0,01 F1 30 mini 30,340 0,340 face avant 0.2 B A 0,033 E31 0,4 0,35 0,05 rainure 20±0,15 0,086 F9 0,1 0,113 -0,013 centreur Æ0,03 0 0,03 0,005 rainure 0,02 0 0,02 0,0057 F9 + p Ssi² Chaîne de cotes F12 F1 - (Sti)/2 Chaîne de cote E31 Chaîne de cotes F9 : 0.113 risque : p = 3 Chaîne de cotes F1 : 30,340 risque : pire des cas Pièce ti Moy si Pièce ti Moy si a c d f total 0,02 0 0,0057 0,08 0 0,0133 0,12 0 0,02 0,1 0 0,0288 0,32 0 0.0379 a b e f total 0,02 0 0,0057 0,06 0,62 0,0100 0.36 50 0,1010 0,12 -20 0,0346 0.56 30,62 0,0392 Ssi²

CONCLUSION La méthode applicable industriellement (Renault, Autoliv, Dassault Aviation, PSA) En cours d'informatisation (CATIA V5 <=> EXCEL) Applicable au niveau licence professionnelle (BTS - DUT) Formation : 2 jours cotation ISO + 2 jours méthode CLIC (pour en savoir plus, édition HERMES) t6f A t1c t1f D t5f A B L E E A Æc1±t2c/2 Æf1±t2f/2 E E Æc2±t4c/2 Æt3c M D A Æf2±t4f/2 M B E t5c D E L Æt3f t2c D