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TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 1/551/55

ÉÉllééments de dessin techniquements de dessin technique(TN01 : Automne 2004)(TN01 : Automne 2004)

Hocine KEBIRMaître de Conférences à l’UTC

Poste : [email protected]

Cotes tolérancées - Ajustements - Tolérances géométriques

9 2+0 .2-0 .1


TolToléérances grances gééomoméétriquestriques

Cotes Cotes toltoléérancrancééeses


Introduction : Position du problIntroduction : Position du problèèmeme

30

Pièce théoriqueProcédés de fabrication

30,01

Pièces réelles

30,0429,97

…


Intervalle de tolIntervalle de toléérancerance

L’imprécision inévitable des procédés de fabrication et des machines utilisées font qu’une pièce fabriquée ne peut avoir des cotes rigoureusement exactes.

S’il faut fabriquer une série de pièces identiques, il est impossible à une même forme d’avoir toujours exactement les mêmes dimensions (ou cotes) d’une pièce à l’autre.

Il faut donc tolérer que la cote effectivement réalisée soit comprise entre deux valeurs limites, compatibles avec le fonctionnement correct de la pièce :

Une cote Maximale et une cote minimale.

30,0430,0129,9729,92 30,09


Une cote imposée sera plus facile à réaliser si elle peut varier entre deux valeurs limites : une cote maximale et une cote minimale.

La différence entre les deux s'appelle la tolérance, ou intervalle de tolérance.

Plus la précision exigée est grande, plus l'intervalle de tolérance doit être petit.

Il faut noter que les coûts de fabrication augmentent rapidement avec le degré de précision exigé.

Intervalle de tolIntervalle de toléérancerance


Intervalle de tolIntervalle de toléérance, solution pour lrance, solution pour l’’interchangeabilitinterchangeabilitéé

Exemple

La construction de l'Airbus A380 est un immense chantier distribué sur le continent européen. Les pays participants au projet construisent sur leur propre territoire les éléments qui leur ont été assignés. Ces éléments sont ensuite acheminés par différents moyens de transport en direction du lieu d'assemblage final, à Blagnac près de Toulouse.

L'interchangeabilité des objets ou composants est à la base de tous les produits manufacturés construits en série. N'importe quel composant interchangeable d'un mécanisme peut être démonté et remonté sur n'importe quel autre mécanisme du même type.


ÉÉllééments de lments de l’’airbus airbus A380A380 construits en Grande Bretagneconstruits en Grande Bretagne

L'usine de Broughton en Grande Bretagne est spécialisée dans la construction des ailes de tous les Airbus.


Sur le site d'Hambourg en Allemagne sont fabriquées les sections avant et arrière du fuselage.

ÉÉllééments de lments de l’’airbus airbus A380A380 construits en Allemagneconstruits en Allemagne


Le site de Getafe en Espagne fournie l'empennage horizontal, les trappes du train d'atterrissage principal, des sections de la partie arrière du fuselage et la dérive.

ÉÉllééments de lments de l’’airbus airbus A380A380 construits construits enEspagneenEspagne


A Méaulte en France sont produits le cockpit, les sections avant du fuselage et le compartiment avant du train d'atterrissage de l'A380.

ÉÉllééments de lments de l’’airbus airbus A380A380 construits en Franceconstruits en France


Le transport des Le transport des éélléémentsments


Le transport des Le transport des ééllééments ments vers le site dvers le site d’’assemblage (assemblage (ToulouseToulouse--BlagnacBlagnac))


Le transport des Le transport des ééllééments ments ArrivArrivéée sur le site de sur le site d’’assemblage (assemblage (ToulouseToulouse--BlagnacBlagnac))


Assemblage des diffAssemblage des difféérents rents ééllééments de lments de l’’Airbus Airbus A380A380Usine Usine JeaJea--LucLuc LagardLagardèère (Blagnac :agglomre (Blagnac :aggloméération toulousaine) ration toulousaine)


Premier prototype de lPremier prototype de l’’Airbus Airbus A380A380

Le premier prototype ne volera pas : il subira des tests poussés visant à éprouver la structure de l'appareil, tests qui iront jusqu'à sa destruction. Le premier A380 qui s'élèvera dans le ciel sera le deuxième prototype produit, le vol est prévu au moi de mars de l'année 2005.

Images du premier prototype. Elle a été prise lors de la première sortie de l'appareil pour roulage le 25 mai 2004


DDééfinitions : Arbre et Alfinitions : Arbre et Aléésagesage

ALESAGE (Contenant)

ARBRE (Contenu)

COTE NOMINALE : Cote théorique


Cotation Cotation toltoléérancrancééee

Cote Nominale (CN)Cote théorique définie par le concepteur (ligne zéro).

Écart Supérieur (es pour les arbres ES pour les alésages)Valeur supérieure de l’écart par rapport à la cote nominale (ligne zéro).

Écart Inférieur (ei pour les arbres EI pour les alésages)Valeur inférieure de l’écart par rapport à la cote nominale (ligne zéro).

Intervalle de Tolérance (IT)C’est la variation permise (tolérée) de la cote effective de la pièce.

IT = Cote Maxi -Cote Mini

Cote minimaleValeur de la cote nominale plus l’écart inférieur

=Cote Mini CN + eiarbre

=Cote Mini CN + EIalésage

Cote MoyenneValeur moyenne entre la cote maximale et la cote minimale

9 2+ 2-1

=Cote Maxi 94

=Cote Mini 91

=IT 3

=ei -1

=CN 92

=Cote Moyenne 92,5

=es 2

9 2

9 1

9 4

ei = -1 es = 2

IT = 3Cote Maximale

Valeur de la cote nominale plus l’écart supérieur

=Cote Maxi CN + esarbre

=Cote Maxi CN + ESalésage


Tolérances chiffrées

Ne pas mettre de signe lorsque l’écart est nul 3 4+ 0 .1 5

0

Notation des cotes Notation des cotes toltoléérancrancééeses

Inscrire après la cote nominale la valeur des écarts en plaçant toujours l’écart supérieur au-dessus.

Les écarts sont inscrits dans la même unité que la cote nominale : le mm

3 4+ 0 .0 2-0 .0 5

Tolérances données par système ISO

42 m 625 H 7

Une cote nominaleUne lettre indiquant la position de la tolérance : Majuscule pour un alésage, Minuscule pour un arbre

Un chiffre indiquant la qualité de la tolérance

Lorsque la tolérance est répartie symétriquement par rapportà la cote nominale, ne donner qu’un écart précédé du signe 3 4 ±0 .3 5

±


TolToléérances donnrances donnéées par le systes par le systèème ISOme ISO

Pour chaque cote nominale, il est prévu toute une gamme d’intervalles de tolérances.La valeur de ces intervalles de tolérances est symbolisée par un numéro dit Qualité.

∅ 130 qualité 10 IT = 160 µ (soit IT = 0,16 mm)

la qualité de fabrication diminue au fur et à

mesure que le chiffre de la qualité augmente.


TolToléérances donnrances donnéées par le systes par le systèème ISOme ISO

La POSITION de ces tolérances par rapport à la ligne “zéro” est symbolisée par une ou deux lettres : de A à Z pour les alésages, de a à z pour les arbres).

La première lettre de l’alphabet (a ou A) correspond à l’état minimal de matière pour l’arbre (a) ou pour l’alésage (A)

schémas des différentes positions possibles pour un même intervalle de tolérance.


∅ 30 H 8

20 f7

30 H 8

30

H8

f7

20

20 f7

TolToléérances donnrances donnéées par le systes par le systèème ISOme ISOExemplesExemples


∅ 30 H 8

20 f7

H8

f7

Ligne " zéro"0

10

20

30

(µm)

-30

-20

-10

-40

-20

-41

+33

0

30,016519,9695Cote Moyenne 3019,959Cote mini .

30,03319,98Cote Maxi. 0,0330,021ITEI = 0ei = - 0,041Écart Inférieur

ES = 0,033es = - 0,020Écart supérieur3020Cote nominale CN

ALÉSAGEARBRE

TolToléérances donnrances donnéées par le systes par le systèème ISOme ISOExemplesExemples


QualitQualitéés usuelles indicatives des principaux procs usuelles indicatives des principaux procééddéés ds d’’usinageusinage


Exemples dExemples d’’instruments de mesure des dimensionsinstruments de mesure des dimensions

micromètre

Pied à coulisseComparateur


Exemples dExemples d’’instruments de contrôle des dimensionsinstruments de contrôle des dimensions

Calibre mâchoire double (16 h8)(Température d’étalonnage 20°C)

Diamètre maxi =16,00

Diamètre mini =15,973

Jauge plate double mini-maxipour les alésages cylindriques.

Côté long « entre »Côté court « n’entre pas »


AjustementsAjustements




On parle d'ajustement lorsque l'on assemble un arbre et un alésage de même côte nominale.

On utilise le système ISO pour quantifier un ajustement

Un ajustement est composé de la cote nominale commune suivie des symboles correspondants àla tolérance de chaque pièce en commençant toujours par l’alésage.


Ajustements : le jeuAjustements : le jeu

=jeu maxi ES - ei =jeu mini EI - es

jeu maxi = Cote Maxi de l'alésage - cote mini de l'arbre = (CN + ES) - (CN + ei) = ES - ei

jeu mini = Cote mini de l'alésage - cote maxi de l'arbre = (CN + EI) - (CN + es) = EI - es


Types dTypes d’’ajustementsajustements

Avec jeu

jeu maxi = 0.106 mmjeu mini = 0.030 mm

80 8 7H f∅

Jeu incertain(jeu ou serrage ?)

jeu maxi = 0.009 mmjeu mini = -0.002 mm

80 7 6H k∅

Avec serrage

jeu maxi = -0.002 mmjeu mini = -0.051 mm

80 7 6H p∅


Les systLes systèèmes dmes d’’ajustementsajustements

Système à alésage normalCe système est à employer de préférence.L’alésage est tolérancé (H), le choix de

la tolérance de l’arbre permet d’obtenir l’ajustement souhaité : H8f7 - H8h6 - H9e9

Système à arbre normalL’arbre est tolérancé (h), le choix de

la tolérance de l’alésage permet d’obtenir l’ajustement souhaité : P7h6 – M7h7 – JS9h8


SystSystèème de lme de l’’alaléésage normal Hsage normal H

C'est le système le plus utilisé et le plus facile à mettre en oeuvre. Dans ce système l'alésage H est toujours pris comme base. Seule la dimension de l'arbre est à choisir.


Choix des ajustementsChoix des ajustements

Pour un ajustement, on associe le plus souvent un alésage de qualité donnée avec un arbre de qualité voisine immédiatement inférieure (sensiblement mêmes difficultés d'obtention et mêmes coûts).

Pièces mobiles

Jeu moyenH8f7

Jeu faible (guidage précis)

H7g6

Pièces immobiles

Peu serréH7m6

SerréH7p6

Les coûts de fabrication augmentent avec le degré de précision exigé.


Ajustements usuelsAjustements usuels


On doit fixer les définitions géométriques nécessaires pour assurer les conditions correctes de fonctionnement et d’aptitude à l’emploi du produit

Surface théorique Surface réelle




Rectitude dRectitude d’’une ligne une ligne

CircularitCircularitéé dd’’un disque, cône, cylindre un disque, cône, cylindre

PlanPlanééititéé dd’’une surface une surface

CylindricitCylindricitéé

Localisation Localisation

ConcentricitConcentricitéé

CoaxialitCoaxialitéé

SymSyméétrie trie

ParallParalléélisme lisme

PerpendicularitPerpendicularitéé

Inclinaison Inclinaison

TolToléérances de positionrances de position

TolToléérance drance d’’orientationorientation

TolToléérances de formerances de forme

TolToléérances de battementrances de battement

Tol

Tol éé r

ance

s g

ranc

es g

éé omom

éé triqu

estr

ique

s …

…


Symbole Indication sur le dessin

0,2

Zone de tolérance

0,2

Une ligne quelconque de la surface supérieure, parallèle au plan de projection dans lequel l’indication est donnée, doit être contenue entre deux droites parallèles distantes de 0,2 . Leur longueur est celle de l’élément spécifié

11-- TolToléérances de forme :rances de forme :Rectitude dRectitude d’’une ligne ou dune ligne ou d’’un axeun axe


11-- TolToléérances de forme :rances de forme :Rectitude dRectitude d’’une ligne ou dune ligne ou d’’un axeun axe

Vidéo


Le pourtour de chaque section droite du cylindre doit être compris entre deux cercles concentriques distants de 0,2

Symbole Zone de tolérance

0,2

Indication sur le dessin

0,2

11-- TolToléérances de forme :rances de forme :CircularitCircularitéé dd’’un disque, dun disque, d’’un cône, dun cône, d’’un cylindreun cylindre


11-- TolToléérances de forme :rances de forme :CircularitCircularitéé dd’’un disque, dun disque, d’’un cône, dun cône, d’’un cylindreun cylindre

Vidéo


La zone de tolérance est limitée par deux plans parallèles distants de 0,2 dont l’étendue est celle de l’élément spécifié. Tous les points de la surface spécifiée doivent se trouver dans la zone de tolérance.


0,2

Zone de tolérance

0,2

11-- TolToléérances de forme :rances de forme :PlanPlanééititéé dd’’une surfaceune surface


11-- TolToléérances de forme :rances de forme :PlanPlanééititéé dd’’une surfaceune surface

Vidéo


La zone de tolérance est limitée par deux cylindres coaxiaux distants de 0,2 dont la longueur est celle de l’élément spécifié. Tous les points de la surface spécifiée doivent se trouver dans la zone de tolérance.


0,2

Zone de tolérance

0,2

11-- TolToléérances de forme :rances de forme :CylindricitCylindricitéé


11-- TolToléérances de forme :rances de forme :CylindricitCylindricitéé

Vidéo



0,1 A

A

Zone de tolérance0,1

Référence A

L’axe du trou doit se trouver dans la zone de tolérance limitée par deux plans parallèles distants de 0,1 dont l’étendue est celle de l’élément spécifié. et parallèles au plan de référence A

22-- TolToléérances drances d’’orientation:orientation:ParallParalléélismelisme


22-- TolToléérances drances d’’orientation:orientation:ParallParalléélismelisme

Vidéo


SymboleIndication sur le dessin

0,1 A

A

Zone de tolérance

0,1

Référence A

22-- TolToléérances drances d’’orientation:orientation:PerpendicularitPerpendicularitéé

Tous les points de la surface spécifiée doivent se trouver dans la zone de tolérance limitée par deux plans parallèles distants de 0,1 dont les étendues sont celles de l’élément spécifié et perpendiculaires au plan de référence A .


22-- TolToléérances drances d’’orientation:orientation:PerpendicularitPerpendicularitéé

Vidéo



0,1 A

A75°

Zone de tolérance

0,1Référence A

75°

Tous les points de la surface spécifiée doivent se trouver dans la zone de tolérance limitée par deux plans parallèles distants de 0,1 dont les étendues sont celles de l’élément spécifié et inclinés de 75° par rapport au plan de référence A.

22-- TolToléérances drances d’’orientation:orientation:InclinaisonInclinaison



0,1 A

A24

Zone de tolérance

0,1

Référence A

24

L’axe du trou doit être compris entre deux plans parallèles distants de 0,1 dont l’étendue est celle de l’élément spécifié et symétriquement disposés par rapport àla position exacte du plan spécifié par rapport à la surface de référence.

33-- TolToléérances de position :rances de position :LocalisationLocalisation


SymboleIndication sur le dessin

A

0,1 A

Zone de tolérance

0,1

Le centre du cercle dont la cote est reliée au cadre de tolérance doit être compris dans un cercle de diamètre 0,1 concentrique au centre de référence A

33-- TolToléérances de position :rances de position :ConcentricitConcentricitéé



A 0,1 A

Zone de tolérance

0,1

L’axe du cylindre dont la cote est reliée au cadre de tolérance doit être compris dans un cylindre de diamètre 0,1 coaxial à l’axe de référence A dont la longueur est celle de l’élément spécifié.

33-- TolToléérances de position :rances de position :CoaxialitCoaxialitéé



A 0,1 A

Zone de tolérance

0,1

Le plan médian de la rainure doit être compris entre deux plans parallèles distants de 0,1 dont l’étendue est celle de l’élément spécifié et disposés symétriquement par rapport au plan médian de référence.

33-- TolToléérances de position :rances de position :SymSyméétrietrie


33-- TolToléérances de position :rances de position :SymSyméétrietrie

Vidéo


Fin

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