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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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 2/552/55
TolToléérances grances gééomoméétriquestriques
Cotes Cotes toltoléérancrancééeses
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 3/553/55
Introduction : Position du problIntroduction : Position du problèèmeme
30
Pièce théoriqueProcédés de fabrication
30,01
Pièces réelles
30,0429,97
…
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 4/554/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 5/555/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 6/556/55
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.
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 7/557/55
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.
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 8/558/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 9/559/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 10/5510/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 11/5511/55
Le transport des Le transport des éélléémentsments
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 12/5512/55
Le transport des Le transport des ééllééments ments vers le site dvers le site d’’assemblage (assemblage (ToulouseToulouse--BlagnacBlagnac))
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 13/5513/55
Le transport des Le transport des ééllééments ments ArrivArrivéée sur le site de sur le site d’’assemblage (assemblage (ToulouseToulouse--BlagnacBlagnac))
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 14/5514/55
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)
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 15/5515/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 16/5516/55
DDééfinitions : Arbre et Alfinitions : Arbre et Aléésagesage
ALESAGE (Contenant)
ARBRE (Contenu)
COTE NOMINALE : Cote théorique
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 17/5517/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 18/5518/55
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
±
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 19/5519/55
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.
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 20/5520/55
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.
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 21/5521/55
∅ 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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 22/5522/55
∅ 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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 23/5523/55
QualitQualitéés usuelles indicatives des principaux procs usuelles indicatives des principaux procééddéés ds d’’usinageusinage
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 24/5524/55
Exemples dExemples d’’instruments de mesure des dimensionsinstruments de mesure des dimensions
micromètre
Pied à coulisseComparateur
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 25/5525/55
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 »
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 26/5526/55
AjustementsAjustements
AjustementsAjustements
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 27/5527/55
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.
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 28/5528/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 29/5529/55
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∅
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 30/5530/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 31/5531/55
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.
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 32/5532/55
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.
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 33/5533/55
Ajustements usuelsAjustements usuels
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 34/5534/55
TolToléérances grances gééomoméétriquestriques
TolToléérances grances gééomoméétriquestriques
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 35/5535/55
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
TolToléérances grances gééomoméétriquestriques
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 36/5536/55
TolToléérances grances gééomoméétriquestriques
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 …
…
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 37/5537/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 38/5538/55
11-- TolToléérances de forme :rances de forme :Rectitude dRectitude d’’une ligne ou dune ligne ou d’’un axeun axe
Vidéo
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 39/5539/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 40/5540/55
11-- TolToléérances de forme :rances de forme :CircularitCircularitéé dd’’un disque, dun disque, d’’un cône, dun cône, d’’un cylindreun cylindre
Vidéo
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 41/5541/55
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.
Symbole Indication sur le dessin
0,2
Zone de tolérance
0,2
11-- TolToléérances de forme :rances de forme :PlanPlanééititéé dd’’une surfaceune surface
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 42/5542/55
11-- TolToléérances de forme :rances de forme :PlanPlanééititéé dd’’une surfaceune surface
Vidéo
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 43/5543/55
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.
Symbole Indication sur le dessin
0,2
Zone de tolérance
0,2
11-- TolToléérances de forme :rances de forme :CylindricitCylindricitéé
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 44/5544/55
11-- TolToléérances de forme :rances de forme :CylindricitCylindricitéé
Vidéo
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 45/5545/55
Symbole Indication sur le dessin
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 46/5546/55
22-- TolToléérances drances d’’orientation:orientation:ParallParalléélismelisme
Vidéo
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 47/5547/55
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 .
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 48/5548/55
22-- TolToléérances drances d’’orientation:orientation:PerpendicularitPerpendicularitéé
Vidéo
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 49/5549/55
Symbole Indication sur le dessin
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 50/5550/55
Symbole Indication sur le dessin
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 51/5551/55
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 52/5552/55
Symbole Indication sur le dessin
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 53/5553/55
Symbole Indication sur le dessin
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
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 54/5554/55
33-- TolToléérances de position :rances de position :SymSyméétrietrie
Vidéo
TN01 TN01 Hocine KEBIRHocine KEBIRAutomne 2004 Automne 2004 55/5555/55
Fin