La spécification géométrique des produits

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1 La spécification géométrique des produits
Suivi de la rénovation du BTS CPI Paris, les 8 et 9 décembre 2008 La spécification géométrique des produits L’objectif est de mettre en place une cotation avec le Juste Nécessaire cde précision par l’utilisation de tolérances générales Les questions actuelles : Quelle méthode de cotation ? Quelles évaluations ? Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

2 La démarche générale Externe Interne JN des surfaces et des volumes
fonctionnelle Analyse Flux de spécifications Isolement pièce Spécifications externes et internes Codage ISO Externe Cdcf Interne Bloc diagramme JN des surfaces et des volumes CAE liées aux FS, FT et FE Squelette fonctionnel Dessin de produit fini LES outils de l’AV, des AMDEC Donc pas d’outils supplémentaires. QFD : du Cdcf à la définition de pièce en intégrant les capabilités machines. Pour cela on déploiera les FS valorisées sur les FT et FE. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

3 Développement de la démarche
Besoin Cdcf FS FT FE Flux FS Flux FT PMP Attentes client CAE CAE CAE Spécifications géométriques et dimensionnelles Spécifications de forme de surfaces Spécifications géométriques, dimensionnelles et de forme pour toutes les pièces du mécanisme Le point de départ est le Cdcf valorisé par les attentes clients. On développera les flux de fonction sur des exemples qui vont suivre. La traduction des flux en CAE prend en compte le PMP Le terme FE sera explicité plus loin. La cotation est issue soit des FS directement soit par le déploiement sur les FT et les FE. Pièce Squelette fonctionnel Produit fini PMP Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

4 Développement de la démarche
Besoin Cdcf FS FT FE Flux FS Flux FT PMP Attentes client CAE CAE CAE Spécifications géométriques et dimensionnelles Spécifications de forme de surfaces Spécifications géométriques, dimensionnelles et de forme pour toutes les pièces du mécanisme Pièce Squelette fonctionnel Produit fini PMP Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

5 Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET
Besoin Énoncé du besoin : Déplacer une partie de cloison (ouvrant / dormant) Attentes clients : Le besoin est précisé par les attentes clients. On remarque que les attentes sécurité et esthétisme sont les plus importantes. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

6 Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET
Milieu extérieur Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

7 Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET
Analyse du besoin FAST succint Le cdcf impose deux charnières d’où le schéma d’architecture. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

8 Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET
Valorisation des FS Attentes clients : Les FS sont valorisées et hiérarchisées en tenant compte des attentes clients La fonction positionner est la plus importante vis à vis des utilisateurs. Valorisation des FS Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

9 C.d.c.f. Conditions d’Aptitude à l’Emploi La caractérisation des fonctions par la recherche des critères et le chiffrage des niveaux de ces critères va induire les conditions d’aptitude à l’emploi. Nous nous concentrerons sur 3 FS. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

10 Développement de la démarche
Besoin Cdcf FS FT FE Flux FS Flux FT PMP Attentes client CAE CAE CAE Spécifications géométriques et dimensionnelles Spécifications de forme de surfaces Spécifications géométriques, dimensionnelles et de forme pour toutes les pièces du mécanisme Analyse de la solution utilisée correspondant au CdCF. Déploiement des FS sur les FT On développera les flux de fonction sur des exemples qui vont suivre. La traduction des flux en CAE prend en compte le PMP Le terme FE sera explicité plus loin. Pièce Squelette fonctionnel Produit fini PMP Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

11 Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET
Principe de solution Principe de solution Pivot de porte réalisé au moyen de 2 charnières identiques Solution hyperstatique Contraintes induites Cotes imposées sur une charnière pour tenir compte du cdcf Rappel : le principe retenu utilise 2 charnières identiques. 1 charnière réalise une liaison pivot; le système est hyperstatique d’ordre 4 si le tenon est ajusté dans la rainure du profilé et d’ordre 2 s’il ne l’est pas. Nous choisissons la deuxième solution. On lève cet hyperstatisme par une localisation et un parallélisme. L’architecture d’une charnière impose les cotes ci-dessus. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

12 Bloc diagramme du pivot de porte à 2 charnières
Fonctions Élémentaires de contact Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 boulons Charnière supérieure Cadre Dormant Cadre ouvrant Charnière inférieure Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 boulons 2 boulons Les milieux extérieurs sont dans les bulles. Les pièces sont représentées par des rectangles et les relations entre pièces et entre pièces et milieux extérieurs par des traits(FE) Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

13 Bloc diagramme du pivot de porte à 2 charnières
FS1 : Guider en rotation un ouvrant / à un dormant FS2 : Positionne l’ouvrant par rapport au dormant Cadre Dormant Cadre ouvrant Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 boulons Charnière supérieure Charnière inférieure Mise en place des flux des FS(visualisation des pièces assurant la fonction) FS1 : Flux de mouvement FS1 : Flux d’effort axial FS1 : Flux d’effort radial FS2 : Flux de positionnement Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

14 Bloc diagramme du produit « charnière »
Flux liés aux principales fonctions de services Cadre dormant Cadre Ouvrant Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 écrous 2 vis Fh Les deux charnières étant identiques, nous avons rassemblé tous les flux sur une seule charnière. On retrouve la valorisation. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

15 Bloc diagramme du produit « charnière »
Flux liés aux fonctions techniques FT4 FT2 Cadre dormant Cadre Ouvrant Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 écrous 2 vis Fh FT1 FT3 Le bloc diagramme montre la relation entre les FT et les FS. On déploie donc les FS sur des FT. Exemple : la Fonction Technique FT1 assure les flux des Fs qui lui sont parallèles. On fait un zoom sur la pièce étudiée. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

16 Bilan fonctionnel : Paumelle mobile
FE2 FE3 FE4 FE1 On a bien déployé les FS et les FT sur les FE. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET Résister au milieu ambiant

17 Développement de la démarche
Besoin Cdcf FS FT FE Flux FS Flux FT PMP Attentes client CAE CAE CAE Spécifications géométriques et dimensionnelles Spécifications de forme de surfaces Spécifications géométriques, dimensionnelles et de forme pour toutes les pièces du mécanisme On développera les flux de fonction sur des exemples qui vont suivre. La traduction des flux en CAE prend en compte le PMP Pièce Squelette fonctionnel Produit fini PMP Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

18 C.A.E. Les attentes du client sont traduites dans le cdcf.
Conditions d’Aptitude à l’Emploi HYPOTHESES Les attentes du client sont traduites dans le cdcf. Les flux de FS précisent les pièces concernées L’analyse des flux va permettre de mettre en place les CAE pour chaque pièce traversée par le flux - nécessité d’HYPOTHESES Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

19 Conditions d’Aptitude à l’Emploi (CAE) Hypothèses générales
Ensemble fixe rigide Charnière supérieure Ensemble mobile rigide Dormant Cadre Ouvrant Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 boulons Charnière inférieure Hypothèse 1 : L’ensemble fixe et l’ensemble mobile sont parfaitement rigides Hypothèse 2 : les charnières sont modélisables par des pivots glissant Hypothèse 3 : L’arrêt axial de la charnière n’engendre pas un d° d’hyperstatisme Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

20 CAE liées à FS2: Positionne en fermeture (sécurité)
C2-1-2 Jeu maxi tenon- rainure 1,15mm Dormant Cadre Ouvrant Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 boulons C2-2-Jeu maxi 10mm C2-1-1 Jeu radial maxi 0,1mm C2-2 C2-2 On choisit un jeu radial (0,1 est une valeur correcte pour une construction de qualité) Dans un 2éme passage, on corrigera cette valeur si nécessaire. Des conditions équivalentes existent dans la paumelle fixe. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

21 CAE liées à FS1: Guider … Flux de mouvement
Dormant Cadre Ouvrant Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 boulons C1-5-Rectitude en zone commune f=0,15 des 2 axes C1-3 : Rapport l/d =2 +-jeu radial 0,1 C1-4 jeu axial =0,5 +-0,2mm Solution hyperstatique donne l’axe théorique (1 localisation + 1 // dans cette solution) et la perception de qualité par le client utilisateur (1mm à 1m de l’axe) impose une condition de rectitude commune de 0,15 maxi. Le jeu nécessaire au fonctionnement va dégrader la perception de qualité. Le principe de la solution retenue est hyperstatique La condition de bon fonctionnement est donc une Rectitude en zone commune Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

22 CAE liées à FS1: Guider ….Flux de mouvement
C Localisation 0,15 Dormant Cadre Ouvrant Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 boulons C1-5-Rectitude en zone commune f=0,15 des 2 axes Jeu suffisant pour que les trous de passage des vis ne participent pas au positionnement Jeu suffisant pour que le tenon ne participe pas au positionnement Jeu suffisant pour que les écrous ne participent pas au positionnement La condition de rectitude va se traduire par une localisation sur la paumelle de 0,15mm HYPOTHESES Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

23 CAE liées à FS1: Guider …. Flux d’effort axial
C1-7-Étendue: S mini=12 mm2 C1-8-Étendue: S mini=60mm2 + C1-9 effort normal mini = 600daN Dormant Cadre Ouvrant Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 boulons Adhérence Obstacle Adhérence Effort normal sera mis en place par une FT POUR LE FLUX RADIAL la CAE se traduit uniquement par des valeurs de section ou d’étendue de surface C1-10-Section mini = 25mm2 Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

24 CAE liées aux fonctions techniques
GS1 GS5 + C1-9 effort normal mini = 600daN FT2 C10-6 Épaisseur mini 4mm FT4 FT1 FT3 Paumelle fixe Paumelle mobile Axe Cadre dormant Cadre Ouvrant 2 écrous 2 vis Fh 2 vis Fh 2 écrous La FT1 met en place l’effort normal mini Dans le cas général il faudra étudier l’hyperstatisme des fonctions techniques. C10-4-Étendue S mini = 8mm2 C10-3-Section mini = 25mm2 C10-5-Perpendicularité des GS5 / GS1 Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

25 CAE liées aux fonctions élémentaires
Cadre Ouvrant Paumelle fixe Paumelle mobile Axe 2 vis GS1 GS2 GS3 S4 GS5 S4 GS2 GS1 GS5 GS3 Le FE sont matérialisées par des SF, GS, ou des ensemble de GS Le tenon ne transmettant pas d’effort, on n’a pas besoin d’une surface de contact donc on n’impose pas son orientation. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

26 Développement de la démarche
Besoin Cdcf FS FT FE Flux FS Flux FT PMP Attentes client CAE CAE CAE Spécifications géométriques et dimensionnelles Spécifications de forme de surfaces Spécifications géométriques, dimensionnelles et de forme pour toutes les pièces du mécanisme On traite tous les flux sur toutes les pièces. Avec les étudiants, on peut soit traiter un flux sur toutes les pièces ou une pièce avec les FS « importantes » Pour la présentation on isole une pièce Pièce Squelette fonctionnel Produit fini PMP Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

27 Bilan CAE : Paumelle mobile
C10-3-Section mini = 25mm2 C10-4-Étendue S mini = 8mm2 C10-5-Perpendicularité des GS5 / GS1 C10-6 Épaisseur mini 4mm C1-7-Étendue S mini=12 mm2 + C1-9 effort normal mini = 600daN C1-10-Section mini = 25mm2 C1-8-Étendue: S mini=60mm2 C Localisation 0,15mm GS3 largeur 7,15 min 6 H8 + l=12mm GS1 C1-3 : Rapport l/d =2 +-jeu radial O,1 C2-1-1-Jeu radial maxi 0,1mm C2-1-2 Jeu maxi tenon- rainure1,15mm Paumelle mobile GS2 S4 GS5 S4 GS2 GS1 GS5 GS3 Toutes les FE + les conditions de section vont permettre de construire le squelette au JN. ATTENTION: Sur cette diapo, tous les flux des fonctions de service n’ont pas été déployés et ne sont donc pas présents. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

28 Développement de la démarche
Besoin Cdcf FS FT FE Flux FS Flux FT PMP Attentes client CAE CAE CAE Spécifications géométriques et dimensionnelles Spécifications de forme de surfaces Spécifications géométriques, dimensionnelles et de forme pour toutes les pièces du mécanisme Pièce Squelette fonctionnel Produit fini PMP Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

29 Bilan CAE : Paumelle mobile
C10-6 Épaisseur mini 4mm + C1-9 effort normal mini = 600daN C Localisation 0,15mm C1-7-Étendue S mini=12 mm2 C1-8-Étendue: S mini=60mm2 GS3 largeur 7,15 min GS1 C2-1-2 Jeu maxi tenon- rainure1,15mm Paumelle mobile GS2 S4 C2-1-1-Jeu radial maxi 0,1mm C1-3 : Rapport l/d =2 +-jeu radial O,1 GS5 C10-4-Étendue S mini = 8mm2 C1-10-Section mini = 25mm2 C10-5-Perpendicularité des GS5 / GS1 6 H8 + l=12mm C10-3-Section mini = 25mm2 S4 GS2 GS1 GS5 GS3 Rappel du bilan Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

30 Volumes capables : Paumelle mobile
C Localisation 0,15mm GS3 GS1 Paumelle mobile largeur 7,15 min GS2 S4 6 H8 et l=11,8mm GS5 C10-5-Perpendicularité des GS5 / GS1 S4 GS2 GS1 GS5 GS3 Mise en forme du JN. Il ne reste plus que les conditions fonctionnelles Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

31 Squelette fonctionnel au Juste Nécessaire
Ldiam 6H8= 11,8mm et 7,15 (FS2) , localisation 0,15 (FS1), et Localis 0,68 (FS3: // des cadres) ; localisation 0,1 nécessaire à FS1 dans le cas jeu inférieur à 0,1 (Jeumini= 69microns ) choix du 6H8c7 donne un Jeu radial compris entre 70 et 100microns Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

32 Produit-Matériaux-Procédés
Choix définitifs : Matériaux/Procédés Paumelle fixe et mobile : Alliage alu moulé en coquille Axe : Acier S 355 ou C40 Matériaux et procédé définitifs mais des pré-choix ont été faits tout le long de la démarche. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET Résister au milieu ambiant

33 Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET
Dessin de produit fini Les tolérances générales liées au procédé mis en œuvre suffisent à l’exception des localisations. En tenant compte de la qualification de l ’atelier (capabilité), on écrit une localisation plus restrictive que le JN mais qui n’engendre de surcoût de fabrication et qui est plus compréhensible par le personnel d’atelier. La zone de tolérance fonctionnelle rectangulaire et devenue circulaire. Le // est directement la transcription du squelette car restrictif. Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET

34 Développement de la démarche
Besoin Cdcf FS FT FE Flux FS Flux FT PMP Attentes client CAE CAE CAE Spécifications géométriques et dimensionnelles Spécifications de forme de surfaces Spécifications géométriques, dimensionnelles et de forme pour toutes les pièces du mécanisme Les différents étapes sont étudiées avec les étudiants. Pas de problème tant qu’on ne chiffre pas. Pièce Squelette fonctionnel Produit fini PMP Rénovation du BTS CPI- 8 et 9 déc 08 - CERPET