Valeur nominale sur un dessin

Tolérances d’ingénierie | Limites, ajustements et GD&T expliqués

En génie mécanique, les tolérances définissent l’écart autorisé par rapport aux cotes attribuées. L’utilisation de tolérances permet de garantir que le produit final est facilement utilisable, surtout s’il fait partie d’un ensemble plus grand.

Ne pas définir de tolérance dans une zone critique peut rendre la pièce inutilisable conformément à l’intention de conception, car chaque méthode de fabrication comporte un certain niveau d’inexactitude.

Cependant, l’identification d’une tolérance appropriée garantit que l’entreprise de fabrication sait s’attaquer à quelques points spécifiques du processus de production avec plus d’attention. Cela peut faire la différence entre des pièces parfaitement assemblées et de la ferraille.

Qu’est-ce que la tolérance en ingénierie?

La tolérance d’ingénierie est la variation admissible des mesures dérivant de la mesure de base.

Les tolérances peuvent s’appliquer à de nombreuses unités différentes. Par exemple, les conditions de travail peuvent avoir des tolérances pour la température (° C), l’humidité (g / m3), etc. En génie mécanique, on parle principalement de tolérances qui s’appliquent aux dimensions linéaires, angulaires et autres dimensions physiques.

Mais quelle que soit l’unité, une tolérance indique une plage de mesure acceptable à partir du point de base (valeur nominale).

Disons que vous concevez un tamis pour séparer les cailloux de 3,5 mm des cailloux de 2,5 mm. Vous voulez que les petits cailloux tombent à travers les trous tout en gardant les plus gros sur le tamis.

Les plus gros morceaux de roches varient en taille entre 3,3 mm et 3,7 mm. Les plus petits sont de l’ordre de 2,3 à 2,7 mm.

Pour vous assurer que seuls les plus petits, tous, tomberont réellement à travers les trous tout en gardant les plus grands sur le tamis, vous pouvez définir la valeur nominale du diamètre du trou sur 2,8 mm. Dans le même temps, la précision de fabrication signifie que vous risquez de vous retrouver avec des trous de 2,6 mm.

L’ajout d’une limite inférieure de -0 mm et d’une limite supérieure de +0,3 mm garantit que tous les trous auront un diamètre compris entre 2,8 et 3,1 mm.

Tolérances de dimension

Comme les machines ne peuvent pas fonctionner à la perfection, les dimensions finales d’un produit varieront certainement des mesures indiquées. Par exemple, un trou de 15 mm sur un dessin peut atteindre 15,1 mm pour les pièces découpées au laser.

Voyons donc ce que vous pouvez faire pour vous assurer que les écarts sont dans la direction dans laquelle vous les préférez. Pour cet exemple, nous allons utiliser des dimensions linéaires.

Valeur nominale

La valeur nominale est la cote de base que vous donnez habituellement sur un dessin. Sans spécifier les tolérances autorisées, les fabricants essaieront de rester proches de la valeur, mais il y aura une sorte d’écart car les capacités de la machine, la configuration, la compétence des machinistes, etc. jouent tous un rôle.

Écart inférieur

Tolérance d'écart inférieure

L’ajout d’un écart inférieur indique au fabricant à quel point une certaine mesure peut être plus petite. Ceci est noté à l’aide du signe «-».

Lors de la réalisation de la pièce sur le dessin, une mesure comprise entre 99,5 et 100 mm est acceptable. Tout ce qui est inférieur ou supérieur ne respecte pas les limites fixées.

Déviation supérieure

Tolérance d'écart supérieure

L’écart supérieur est l’exact opposé de l’écart inférieur. L’ajouter montre à quel point une mesure peut être plus grande que la valeur nominale.

Ainsi, la mesure finale peut être comprise entre 100 et 100,5 mm selon les limites de tolérance sur le dessin.

Écart bilatéral

Tolérance de déviation bilatérale

Une troisième façon de donner une plage de tolérance consiste à utiliser des écarts bilatéraux.

Le dessin indique que 99,75 comme dimension minimale acceptable et 100,25 mm comme maximum. Ainsi, le total La «marge d’erreur» est toujours la même – 0,5 mm – mais elle peut s’écarter de la valeur nominale de 0,25 mm.

Une question fondée ici pourrait être: y a-t-il une différence entre une valeur nominale de 99,5 mm et une limite supérieure de +0,5 mm et une valeur nominale de 100 mm et une limite inférieure de -0,5 mm?

Désormais, si le fabricant a fabriqué une boîte remplie de pièces allant de 99,5 à 100 mm, il peut envoyer les pièces dans les deux cas. Donc, à ce stade, il n’y a essentiellement aucune différence.

Cependant, le partenaire de production prendra la valeur nominale comme principal point de référence à atteindre pendant la phase de fabrication. Ainsi, la boîte de 99,5 +0,5 mm contiendra probablement plus de pièces avec une mesure de 99,6 mm et la boîte de 100-0,5 mm reviendra avec une plus grande partie de pièces ayant une mesure de 99,9 mm.

Tolérances générales

Un dessin technique peut inclure des tolérances générales sous la forme d’un tableau ou simplement d’une petite note quelque part sur le dessin (par exemple «ISO 2768-m»).

Ils peuvent être appliqués à plusieurs conditions, y compris les dimensions linéaires, les dimensions angulaires, le rayon extérieur, les hauteurs de chanfrein, etc. En Europe, la norme à suivre est ISO 2768. La Y14.5 d’ASME est la version américaine d’une norme similaire mais ne couvre pas tolérances générales.

Alors, que signifie une note comme ISO2768-m sur un dessin?

Cela oblige le fabricant à respecter la classe de tolérance m (moyenne) lors de la fabrication des pièces. Ceci s’applique à toutes les dimensions, sauf indication contraire sur le dessin. Ainsi, une tolérance spécifique pour un trou remplace les exigences de tolérance générales.

Incluons la table des dimensions linéaires pour une meilleure explication:

Tolérances générales Dimensions linéaires ISO 2768

Ici, vous pouvez voir que si une dimension linéaire tombe dans la plage de 6 à 30 mm, l’écart admissible est de +/- 0,2 mm en regardant la colonne m (moyenne). Et pour une dimension comprise entre 400 et 1000 mm, une tolérance de +/- 0,8 mm est autorisée.

Donc 25,2 mm est acceptable pour une coupe de 25 mm et 599,2 mm selon la norme pour une valeur nominale de 600 mm.

Convient

Les accouplements d’arbre et de trou sont livrés avec de nombreuses options différentes et nécessitent toujours des tolérances pour obtenir le bon ajustement. Mais qu’est-ce qu’un ajustement en bref?

Un ajustement décrit la tolérance entre l’arbre et le trou. La tolérance, à son tour, est la différence dimensionnelle maximale entre les diamètres des deux.

Il existe trois types d’ajustements techniques de trou d’arbre.

Coupe de dégagement

Ce type d’ajustement nécessite un diamètre d’arbre inférieur à celui du trou. Cela signifie qu’il y aura toujours un écart entre les deux.

Si la solution d’ingénierie a besoin que les deux puissent glisser ou tourner indépendamment l’un de l’autre, c’est la voie à suivre.

Ainsi, dans ce cas, l’arbre et le trou ont des tolérances qui garantissent l’absence de chevauchement.

Coupe de transition

Cette option signifie que la taille maximale de l’arbre est supérieure à la taille minimale du trou. Dans le même temps, la taille minimale de l’arbre est également inférieure à la taille maximale du trou.

Ce n’est donc ni un ajustement avec jeu, ni un ajustement avec interférence. En fonction des mesures finales, les tolérances permettent aux deux scénarios de se produire sans aller dans les extrêmes.

Fit interférence

Ici, le diamètre de l’arbre est toujours plus grand que le trou. Même lorsque l’arbre est à son diamètre minimum et le trou à son plus grand.

Un ajustement serré garantit qu’il n’y a aucun mouvement entre les deux pièces. L’application d’une force est nécessaire lors de l’ajustement physique. Le chauffage du trou, le gel de l’arbre et l’utilisation d’un lubrifiant peuvent tous contribuer à faciliter le processus.

GD&T

La cotation géométrique et le tolérancement ajoutent un autre aspect aux principes de base des tolérances d’ingénierie.

Le système peut sembler un peu intimidant et complexe au début, mais il aide à transmettre les exigences d’une manière universellement normalisée. GD&T définit les tolérances géométriques des produits d’ingénierie à l’aide de références en pièce.

Par exemple, vous pouvez l’utiliser pour définir le parallélisme de deux surfaces.

Parallélisme GD&T

Sur la gauche, vous pouvez voir le symbole de fonction de référence. Cela affecte la surface de gauche comme référence.

Le cadre de contrôle de fonction pointant vers le côté droit du bloc comporte trois éléments: le symbole de parallélisme, la tolérance (distance entre deux plans parallèles) et la référence de référence.

Alors, que pouvons-nous faire de tout cela?

La surface gauche sert de plan de référence. Comme les machines ne pourront pas rendre les deux côtés parfaitement parallèles mais que nous exigeons une certaine limite, nous lui avons donné une tolérance de parallélisme.

Parallélisme

Ainsi, le côté droit doit être parallèle au côté gauche dans une tolérance de 0,1 mm, ce qui permet un certain écart. L’image ci-dessus montre un résultat possible.

Le côté droit est clairement effilé mais dans les limites (les plans verts), satisfaisant ainsi les exigences de parallélisme définies.

Pourquoi la tolérance est-elle importante et où l’utiliser?

Comme déjà dit, une plage de tolérance définit le fabricant une limite pour l’écart. Si votre projet d’ingénierie nécessite un certain niveau de précision, il n’y a pas de meilleur moyen de le garantir que d’utiliser le système de tolérance.

Si vous ne les incluez pas dans vos dessins, le fabricant utilisera sa norme interne. Cela peut être une classe de dimensions générales ou quelque chose de totalement personnalisé.

Tout ce qui est mesurable, des dimensions linéaires au poids et à la dureté du matériau, variera toujours d’une pièce à l’autre. Lorsque la conception ne prend pas en compte la variation, les composants peuvent ne pas s’emboîter ou donner trop de jeu, entraînant une défaillance précoce.

Alors devriez-vous maintenant appliquer les tolérances pour tout, en définissant chaque goupille avec une tolérance maximale de l’état du matériau et chaque trou avec une tolérance minimale de l’état du matériau?

Non, absolument pas.

Tout d’abord, vous devez prendre en compte la méthode de fabrication. Peu importe que vous souhaitiez utiliser la découpe laser ou la découpe plasma. Plus la méthode de fabrication est précise, plus la tolérance que vous pouvez demander est précise.

Deuxièmement, les coûts de précision. Des exigences plus élevées signifient que vous devez payer plus. Identifiez donc les exigences exactes uniquement si nécessaire et incluez-les dans votre commande. Ne gâchez pas n’importe quelle tolérance ici et là, sinon vous ne pourrez pas rivaliser avec le marché car les prix de vos produits seront extrêmement élevés.

Si vous utilisez notre plateforme de fabrication pour obtenir des devis instantanés pour les modèles STP, il vous suffit d’inclure un dessin PDF avec toutes les tolérances nécessaires. Nous pouvons toujours lire toutes les autres dimensions directement à partir du modèle, alors gardez le dessin simple et notez uniquement les informations concernant les dimensions qui doivent rester dans certaines limites.

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