spécification géométrique : la normalisation iso(gps)

Forum des Mécaniciens - Saltilieu - 17 Mai 2000 A. Ballu - D. Teissandier

LE MONDE DES SPECIFICATIONS

Pourquoi des spécifications ?Qu’est ce que la normalisation ?Un peu de géométrie


La représentation nominale des pièces

Le modèle nominalpour l’étude générale de mécanique(dimensionnement, contraintes)et de fabrication (gamme, trajectoires d’outils)

Pourquoi des spécifications ?


La pièce réelle

La pièce réelle ne peut pas êtrereprésentée de manière exacte



Le modèle de la surface réelle ou “ skin ” modèle

Le “ skin ” modèle représente l’interfaceentre la pièce réelleet son environnement.

Il sert à la définition et à l’étude desspécifications



Expression graphique de la spécification

Les spécifications normalisées formentun langage graphique permettant d’exprimerles limites admissibles des défauts géométriques


ø 0,08 AØ35

+0,05-0,03

85

30


Signification géométrique de la spécification

Chaque spécification à une signification bien précise,au-delà de son type

Une spécification exprime– un processus d'identification d'éléments géométriques

"bâtis" sur le modèle de la surface réelle– et une condition géométrique sur ces éléments


30

85

0,08

ø 0,08 AØ35+0,05-0,03

85

30


Vérification de la spécification

En métrologie par coordonnées, la pièce est modélisée pardes ensembles de points


30

85

0,08

ø 0,08 AØ35+0,05-0,03

85

30


Spécifications et incertitudes

Les incertitudes sur les instruments de mesure sont les plus connuesmais de nombreuses autres incertitudes interviennententre autres dues aux normes et en leur méconnaissance


Besoinfonctionnel

Spécificationsgéométriques

Métrologie

Adéquation

NormesMéthode

InstrumentsINCERTITUDES


Qu’est ce que la normalisation ?


Un langage graphique d’expression des spécifications

Langage de communication quotidiendes concepteurs, des fabricantset des métrologues

Langage graphique normalisé de manièreà avoir un langage international unique

Dysfonctionnements dus– à une mauvaise connaissance du langage– à des lacunes et incohérences des normes


DONNEESPRODUIT

Concepteur

Fabricant Métrologue


GPS (ISO/TR 14 638)

Manques et incohérences des normes» schéma directeur des normes

proposé par le Danois Bennich en 1992

Geometrical Product Specification, GPS

Normes» sans ambiguïtés (univocité)

» couvrant le domaine (exhaustivité)

» complémentaires entre elles(complémentarité).



Matrice GPS (ISO/TR 14 638)

Concernantles spécifications en général


No

rmes

GP

S d

e b

ase Normes GPS globales

Normes GPS générale

Normes GPS complémentaire

Concernant tout ou partiedes normes généralesou complémentaires

La majorité des normesclassées selon lamatrice GPS générale

Concernant des élémentsobtenus par des procédés de fabrication spécifiquesou ayant des formes spécifiques


Normes abordées par cette formation


N° du maillon 1 2 3 4 5 6Caractéristique géométrique de

l'élémentIndication dans

la documentation du produit - codification

Définition des tolérances -

définition théorique des

valeurs

Définition des caractéristiques ou paramètres de l'élément

extrait

Evaluation des écarts de la

pièce - Comparaison

avec les tolérances

Exigences pour l'équipement de

la mesure

Exigences d'étalonnage -

étalons d'étalonnage

TailleDistanceRayonAngleForme d'une ligne (sans référence)Forme d'une ligne (avec référence)Forme d'une surface (sans référence)Forme d'une surface (avec référence)OrientationPositionBattement circulaireBattement totalRéférencesProfil de rugositéProfil d'ondulationProfil primaireDéfaut de surfaceArêtes

Normes GPS globales

No

rmes

GP

S d

e b

ase

Matrice GPS complémentaireNormes de tolérances en fonction du procédéNormes définissant la géométrie de produits (composants) particuliers

Matrice GPS générale


Structure ISO/TC 213

L’ISO/TC 213 est subdivisé engroupes :

groupes prospectifs,étudiant des sujets nouveaux

groupes de travailassurant l’élaboration desnormes

Ces groupes évoluenten fonction de la stratégiedonnée par le comité technique


ISO/TC 213/AG1Strategic planning

ISO/TC 213/WG1Roundness, Cylindricity, Straightness and flatness

ISO/TC 213/AG2Final Auditing Standard Team

ISO/TC 213/WG2Datums and datum systems

ISO/TC 213/WG3Reference temperature

ISO/TC 213/WG4Uncertainty of measurement and decision rules

ISO/TC 213/WG5Calibration procedures for surface texture

ISO/TC 213/WG6General requirements for GPS measuring equipment

ISO/TC 213/WG7ISO/DIS 2692

ISO/TC 213/AG8Terminology

ISO/TC 213/WG8Drawing indication of surface texture

ISO/TC 213/AG9GPS extraction techniques

ISO/TC 213/WG9Dimensional and geometrical tolerancing for castings

ISO/TC 213/WG10Coordinate measuring machines

ISO/TC 213/AG11Underlying global concepts

ISO/TC 213/WG12Size

ISO/TC 213/WG14Vertical GPS principles

ISO/TC 213GPS


Processus d'élaboration d'une norme ISO

Un processus d’élaborationd’une norme ISO relativement long

Avantage» un certain recul et consensus

sur des textes pouvant avoir desconséquences très importantes

Inconvénient» perte de cohérence

par ajout de nouvelles partiespour un consensus


ISO Norme internationale

FDIS Projet final de norme international

DIS Projet de norme international

CD Projet de comité

WD Projet de travail

NP Proposition d'étude nouvelle

PWI Stade préliminaire


Politique française de développement

Elaboration de normesfranco-françaisesen voie de disparition

La France a une participationtrès active à l ’ISO est leadersur les principales normes àl'étude

Les normes CEN reprennentles normes ISO

Les dernières normes sortiesont le triple sceau de normesISO, CEN et AFNOR


ISO/TC 213/AG1Strategic planning

ISO/TC 213/WG1Roundness, Cylindricity, Straightness and flatness

ISO/TC 213/AG2Final Auditing Standard Team

ISO/TC 213/WG2Datums and datum systems

ISO/TC 213/WG3Reference temperature

ISO/TC 213/WG4Uncertainty of measurement and decision rules

ISO/TC 213/WG5Calibration procedures for surface texture

ISO/TC 213/WG6General requirements for GPS measuring equipment

ISO/TC 213/WG7ISO/DIS 2692

ISO/TC 213/AG8Terminology

ISO/TC 213/WG8Drawing indication of surface texture

ISO/TC 213/AG9GPS extraction techniques

ISO/TC 213/WG9Dimensional and geometrical tolerancing for castings

ISO/TC 213/WG10Coordinate measuring machines

ISO/TC 213/AG11Underlying global concepts

ISO/TC 213/WG12Size

ISO/TC 213/WG14Vertical GPS principles

ISO/TC 213GPS


Un peu de géométrie


Eléments pour la spécification (ISO 14 660)

u Surface réelle de la pièce

u Modèle de la surface réelle

u Elément intégral

u Elément dérivé

u Elément associé



Eléments pour la métrologie par coordonnées


u Surface réelle de la pièce

u Surface extraite

u Elément intégral extrait

u Elément dérivé extrait

u Elément associé


Principes de tolérancement de base (ISO 8015)

Principe de l’IndépendanceExigence de l’EnveloppeExigence du Maximum Matière (introduction)Exigence du Minimum Matière (introduction)


Principe de l’Indépendance

u Définition

« Chaque exigence dimensionnelle ou géométriquespécifiée sur un dessin doit être respectée enelle-même (indépendamment), sauf si une relationparticulière est spécifiée. »

u Deux types de Spécifications :

u Spécifications par Dimensionsu Spécifications par Zone de Tolérances (Spécifications Géométriques)



Principe de l’Indépendance : Tolérances dimensionnelles


Ød2

Ød1

Ød3

Ød5

Ød7

Ød9

Ød8

Ød6

Ød4

149,96 ≤ di ≤ 150

Surface réelle

Axe réel

Axe du cylindre des moindres carrésdonnant la direction des bipoints

Les limites des Spécificationspar Dimensions ...Ø1

50 h

70 -0

,04 (

(

Cylindre desmoindres carrés

Dans toutes sectionsdroites :


Principe de l’Indépendance : Tolérances dimensionnelles15

0 h7


d 1

Deux plans idéaux parallèles associés selon les moindres carrés :leur normale commune définit la direction des bipoints

d 2d 3 d 4 d 5

149,96 ≤ di ≤ 150

Surfacesréelles


Principe de l’Indépendance : Tolérances angulaires


Tolérances angulairesLignes encontact

Lignes réelles

α

Les écarts de forme doivent être limités par les critères suivants :- tolérances de forme indiquées individuellement,- tolérances géométriques générales.


Principe de l’Indépendance : Tolérances Dimensionnelles


Les écarts de forme doivent être limités par les critères suivants :

- Tolérances de forme indiquée individuellement,- Tolérances Géométriques générales,- Exigence de l ’Enveloppe.


Principe de l’Indépendance : Définition


En conséquence, si une relation particulière entre :- la dimension et la forme,- la dimension et l’orientation,- la dimension et la positionest exigée, elle doit être spécifiée sur le dessin.


Principe de l’Indépendance : Tolérances Géométriques


Ø150

h7

0 -0,04

0,060,02

Dimension limite maximale

Ecart maximal de circularité

150

0,02

Section quelconque

Ecart maximal de rectitudeDimension limite maximale

Ø150

0,06

Surface réelle


Exigence de l’Enveloppe


Ø160

h70 -0

,04E

Surface réelle

Enveloppe de forme parfaiteà la dimensionau maximum de matière

159,96 ≤ di ≤ 160

Ød2

Ød1

Ød3

Ød4

Ø160

Ød5

Ø160

« L’Enveloppe de forme parfaite ne doit pas être dépassée »


Exigence de l’Enveloppe


125H8

+0,063-0

E

Enveloppe de formeparfaiteà la dimensionau maximum de matière

125

d1

d2

d3

2 plansparallèlesdes moindrescarrés

« L’Enveloppe de forme parfaite ne doit pas être dépassée »


Exigence de l ’Enveloppe


L'exigence de l'enveloppe est indiqué par

le symbole à la suite de la tolérance linéaire

Elle n'est pas implicite !!!

E


Exigences du Maximum et Minimum Matière


Interdépendance entre la dimension et la géométrie :l’Exigence du Maximum Matière l’Exigence du Minimum matière

M

L

Maximum Material Requirement

Least Material Requirement

Norme ISO 2692


Exigences du Maximum Matière

u Etat au maximum de matièreElément idéal dont la dimension est égale

» à la dimension maximale admissible pour un arbre» à la dimension minimale admissible pour un alésage

u Dimension au maximum de matièreDimension définissant l'état au maximum de matière d'un élément

Ø50-0,1-0,15 Ø50

+0,15+0,1Ø50-0,1 Ø50+0,1



Formation actuellement en cours

au centre de Gif sur Yvette

Prochaine session : 9 au 13 Octobre 2000

Contact : Laurent BEAUCHET

spécification géométrique : la normalisation iso(gps)

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