CNOMO GE40-082N - Fascicule de formation états de surface.pdf

GE40-082N Novembre 2003

ICS : 03.100.30 ; 17.020 ; 17.040.20

Reproduction interdite

Comit de normalisation des moyens de production

FASCICULE DE FORMATION

ETATS DE SURFACE

Novembre 2003 2/74 GE40-082N

VALIDATION

PSA Peugeot Citron RENAULT

Remplace Ge40-082N du 04-2000 et GE40-084N du 11-2000

TABLI PAR COMMISSION 40A M. Harvier G. Chaumond

Avant-propos La dfinition des paramtres des tats de surface utiliss dans les groupes PSA Peugeot Citron et Renault reposait essentiellement sur les normes spcifiques CNOMO. La normalisation internationale ISO a maintenant intgr la majorit de ces paramtres.

Compte tenu de tous ces lments, ainsi que de la complexit des structures des normes ISO et de leur volume, il devient ncessaire pour assurer la formation des utilisateurs de formaliser sur un mme support toutes les informations ncessaires la mise en uvre des notions relatives aux tats de surface.

_______________________________________

Objet et domaine dapplication Le prsent fascicule a pour but de fournir des indications thoriques et pratiques sur les paramtres d'tats de surface utiliss dans les groupes PSA Peugeot Citron et Renault.

Il fait notamment le point sur les dernires volutions de la normalisation internationale et de ses consquences sur les indications porter sur les plans des pices.

Il sert de support pour des formations "Etats de surface conformes aux normes ISO". _______________________________________

Descripteurs Contrle dimensionnel, tat de surface, formation, mesure, dimensional check, surface finish, training, measurement.

_______________________________________

Modifications Par rapport l'dition prcdente :

Modification du plan. Prise en compte de l'dition 02/2002 de la norme ISO 1302 dans divers paragraphes. Remplacement de la norme ISO 5436 par les normes ISO 5436-1 et 5436-2. Suppression des annexes A (vue des profilomtres et B (Exercices) et intgration de l'annexe C (Documents

pdagogiques dans le corps du document. Intgration du contenu du GE40-084N du 11/2000.

Novembre 2003 3 GE40-082N

Sommaire Page

1. Introduction ...............................................................................................................................................4 1.1 Pourquoi mesurer des tats de surface ?....................................................................................................4 1.2 Dfinition d'un tat de surface .....................................................................................................................4 1.3 Historique ...................................................................................................................................................5 2. Fonctionnalits des surfaces...................................................................................................................6 3. Spcifications............................................................................................................................................7 3.1 Typologie des surfaces ...............................................................................................................................7 3.1.1 Vocabulaire .................................................................................................................................................7 3.1.2 Typologie ...................................................................................................................................................8 3.2 Historique de la spcification......................................................................................................................12 3.3 Symbolique.................................................................................................................................................14 3.3.1 Dfinition gomtrique des paramtres......................................................................................................14 3.3.2 Symbole graphique ....................................................................................................................................15 3.3.3 Indications ajoutes au symbole graphique................................................................................................15 3.4 Exemples d'indication au plan ....................................................................................................................18 4. De la mesure aux paramtres..................................................................................................................19 4.1 Vocabulaire spcifique aux profils ..............................................................................................................19 4.2 Dfinitions des profils .................................................................................................................................21 4.3 Reprsentation de l'acquisition et des traitements d'un tat de surface .....................................................22 4.4 Paramtre du profil primaire .......................................................................................................................23 4.5 Le systme E..............................................................................................................................................24 4.5.1 Introduction ................................................................................................................................................24 4.5.2 Mthode des motifs (ISO 12085)................................................................................................................24 4.5.3 Fonctionnalits des surfaces ......................................................................................................................29 4.5.4 Exemples de cas concrets..........................................................................................................................30 4.5.5 Correspondances entre les anciens critres CNOMO et les paramtres ISO............................................35 4.6 Le systme M.............................................................................................................................................36 4.6.1 Introduction ................................................................................................................................................36 4.6.2 Principe ..................................................................................................................................................36 4.6.3 Les diffrentes tapes ................................................................................................................................37 4.6.4 Calcul des paramtres (ISO 4288) .............................................................................................................37 4.7 Courbes et paramtres associs................................................................................................................38 4.7.1 Gnralits et intrts ................................................................................................................................38 4.7.2 Taux de longueur portante .........................................................................................................................38 4.7.3 Diffrence de hauteur de coupe du profil....................................................................................................38 4.7.4 Passage des anciennes normes CNOMO aux normes ISO pour le taux de longueur portante..................38 4.7.5 Surface ayant des proprits fonctionnelles diffrentes suivant les niveaux ..............................................38 5. Mesurage ..................................................................................................................................................38 5.1 Prcautions ................................................................................................................................................38 5.2 Rgles gnrales .......................................................................................................................................38 5.2.1 Choix de la zone et de la direction .............................................................................................................38 5.2.2 Cas particulier : Principe de l'empreinte .....................................................................................................38 5.3 Paramtrage de mesure.............................................................................................................................38 5.3.1 Systme E..................................................................................................................................................38 5.3.2 Systme M .................................................................................................................................................38 5.4 Rgles pour comparer les valeurs mesures aux limites de tolrances .....................................................38 6. Moyens - Caractristiques.......................................................................................................................38 6.1 Les diffrents moyens ................................................................................................................................38 6.1.1 Evaluation visuelle et tactile .......................................................................................................................38 6.1.2 Profilomtres contact...............................................................................................................................38 6.1.3 Profilomtres sans contact .........................................................................................................................38 6.2 Caractristiques des profilomtres contact..............................................................................................38 7. Installation - Vrification du moyen de mesure.....................................................................................38 7.1 Formation spcifique ..................................................................................................................................38 7.2 Installation ..................................................................................................................................................38 7.3 Vrification .................................................................................................................................................38 7.3.1 Vrification gomtrique.............................................................................................................................38 7.3.2 Vrification de la cohrence des rsultats de mesure ................................................................................38 7.4 Raccordement - Ajustage du moyen de mesure ........................................................................................38 7.4.1 Raccordement ............................................................................................................................................38 7.4.2 Vrification, ajustage ..................................................................................................................................38 8. Causes d'incertitude ................................................................................................................................38 9. Mesurage tridimensionnel.......................................................................................................................38 9.1 Utilit ..................................................................................................................................................38 9.2 Technologie................................................................................................................................................38 9.2.1 Mesurage par contact.................................................................................................................................38 9.2.2 Mesurage sans contact ..............................................................................................................................38 9.2.3 Exemple de rsultats de mesurage 3D.......................................................................................................38 9.3 Avantages / inconvnients..........................................................................................................................38


10. Normalisation ...........................................................................................................................................38 10.1 Matrice GPS...............................................................................................................................................38 10.2 Normes tats de surface et normes gnrales...........................................................................................38 11. Rpertoire alphabtique ..........................................................................................................................38 12. Liste des documents de rfrence .........................................................................................................38 Annexe A : Exemple de rapport de mesure........................................................................................................................38

1. Introduction Laptitude dune pice remplir une fonction donne dpend dun ensemble de facteurs et notamment des caractristiques fonctionnelles de son tat de surface ; celles-ci doivent tre suffisantes pour assurer un comportement fonctionnel correct et rester dun prix de revient comptitif.

Figure 1 : Image tridimensionnelle dune surface tourne

1.1 Pourquoi mesurer des tats de surface ? Au dbut du 20eme sicle, la fabrication en grande srie de pices mcaniques impose une qualit gomtrique constante.

Les exigences concernant la diminution du frottement et de lusure amnent la normalisation de la qualit des surfaces techniques (1931 - symbolisation par triangles).

Celle-ci purement reprsentative et nullement numrique donne une interprtation exclusivement subjective : dans un mme pays, lcart peut atteindre 1000 %.

Do la ncessit de crer des appareils de dtermination numrique des qualits de surface.

1.2 Dfinition d'un tat de surface Ltat de surface reprsente les carts rptitifs ou alatoires par rapport la surface gomtrique formant la topographie tridimensionnelle dune surface (ISO 8785).

L'tat de surface comprend : les carts de forme, londulation, la rugosit, la direction des irrgularits, les imperfections,

sur une zone limite.


1.3 Historique

Chronologie 1931 : Norme des triangles. 36 ! 45 : Dveloppement des premiers appareils : optique, air et contact.

Apparition des premiers paramtres dtat de surface lis la ligne moyenne (Ra). 60 : Norme DIN de la ligne moyenne. 64 ! 70 : Travaux de lautomobile franaise (Citron, Peugeot et Renault) au sein du CNOMO et

dcoles dingnieurs (ENSAM-ISES,...). Caractrisation des surfaces par des paramtres fonctionnels (R et W).

80 : Dveloppement dun appareil de mesure tridimensionnel. 83 ! 93 : Adoption des normes CNOMO dtat de surface par la Normalisation Franaise et par les

fournisseurs. 1996 : Reconnaissance des travaux de la Normalisation Franaise par lISO : Adoption du R et W. 2000 : Prise en compte des normes ISO "Etats de surface" et remplacement des normes et guides

spcifiques CNOMO par les normes ISO associes un fascicule CNOMO de formation. Mesurage bidimensionnel

Lensemble des recherches effectues sur les tats de surface a dbouch sur deux mthodes (normalises ISO) de mesurage et de traitement qui sont diffrentes mais complmentaires :

Le systme de la ligne moyenne, le plus ancien, a t dvelopp une poque o linformatique nexistant pas, les seules possibilits de traitement se limitent lamplification et au filtrage dun signal analogique.

Il permet de calculer de faon analogique des paramtres autour dune ligne moyenne (lectrique) en rpartissant de manire gale les pics et creux.

Pour avoir une approche fonctionnelle, il faut tenir compte des parties actives de la surface orientes vers lextrieur ! Do le dveloppement du systme de la ligne enveloppe suprieure.

A lorigine traitement manuel, le systme de la ligne enveloppe suprieure applique un algorithme de type "reconnaissance de forme" sur le profil mesur pour en valuer les carts gomtriques.

Les mthodes sont diffrentes mais complmentaires. Aujourdhui, tous les appareils contact du march permettent de mesurer suivant les deux mthodes.

Mesurage tridimensionnel

A lchelle micromtrique, les surfaces tant tridimensionnelles, des recherches ont lieu pour leur mesure et leur traitement 3D.

Les premiers appareils dvelopps voient le jour dans diffrents laboratoires et entreprises ds 1980.

Aujourdhui, la mesure tridimensionnelle de l'tat de surface est en cours de normalisation, tant donne la forte demande du milieu industriel.

La mthode dite de la ligne enveloppe suprieure (ou systme E) La mthode dite de la ligne moyenne (ou systme M)


2. Fonctionnalits des surfaces Les spcifications dtat de surface doivent tre dtermines partir de lapplication fonctionnelle de la surface afin de garantir aux produits la qualit demande.

Le choix d'un tat de surface ne peut tre dtermin au mieux qu'exprimentalement ou, dfaut, par analogie avec des surfaces de fonctionnalits semblables.

Figure 2 : Cas d'une glissire

Dans le schma ci-dessus, cest une fonction frottement de glissement (symbole FG), glissement lubrifi entre deux pices en mouvement relatif qui doit tre spcifie.

La seule spcification de la rugosit n'empche pas le phnomne ondulatoire qui espace les contacts mcaniques et rompt le film d'huile, condition de durabilit fonctionnelle. D'o la spcification du taux de longueur portante et de l'ondulation pour intgrer les rserves de lubrification.

Le systme E propose un tableau de synthse pour chaque fonction (voir tableau 3) :

Surface Fonction applique la surface Dsignation Symbole " Glissement (lubrifi) FG Frottement sec FS avec Roulement FR dplacement Rsistance au matage RM Contact de relatif Frottement d'un fluide FF deux pices avec joint ED Etanchit dynamique sans joint ED avec joint ES assemblage Etanchit statique sans joint ES fixe Ajustement fixe avec

contrainte AC

Adhrence (collage) AD avec Outils (face de coupe) OC contrainte Rsistance aux efforts alterns EA Surface Rsistance la corrosion RC indpendante sans Revtement (peinture) RE contrainte Dpt lectrolytique DE Mesurage ME Aspect AS " : les abrviations (FG, etc.) sont les initiales des termes franais.

Tableau 3 : Liste des fonctionnalits des surfaces (issu de ISO 12085)

Mauvais Bon

Rserves dhuile

Mauvais Bon

Rserves dhuile

Mauvais Bon

Rserves dhuile


3. Spcifications De l'tat de surface d'une pice dpendent des fonctionnalits telles que : rsistance la flexion, rsistance aux efforts alterns, aptitude aux frottements secs, visqueux ou fluides, rsistance la corrosion ou l'usure, conductions thermique et lectrique, tanchits statique et dynamique, esthtique, etc.

L'tat de surface a une grande importance, notamment pendant la priode de rodage. La fonction de la pice et le choix du mode d'usinage font qu'il y a gnralement un rapport troit entre l'tat de surface et la qualit des tolrances dimensionnelles.

La prescription d'un tat de surface implique galement que les carts de forme soient maintenus dans des limites admissibles.

Un tat de surface ne doit pas tre demand, s'il n'est pas essentiel pour la fonction, la dure ou ventuellement l'aspect du produit, car des spcifications de valeurs anormalement serres augmentent inutilement le cot d'obtention.

Si un fournisseur ne peut utiliser les paramtres ports au plan, il y a lieu, exceptionnellement, de ngocier, cas par cas, d'autres paramtres avec les services habilits.

3.1 Typologie des surfaces

3.1.1 Vocabulaire Surface Partie extrieure dun corps qui le limite en tous sens du milieu environnant. Profil Profil rsultant de lintersection de la surface avec un plan spcifi : profil de rfrence,

total (ou P), de rugosit (ou R), dondulation (ou W), etc. (ISO 3274). Profil total Reprsentation numrique du profil trac rapporte au profil de rfrence, avec les

cordonnes horizontales et verticales correspondantes (ISO 3274). Imperfection de surface

Elment, irrgularit ou groupe dlments ou dirrgularits de la surface relle rsultant dactions involontaires ou occasionnelles pendant la fabrication, le stockage ou lutilisation de la surface (ISO 8785).

Strie Creux de forme irrgulire et dorientation non dfinie (ISO 8785).

Sillon Creux longitudinal fond plat ou arrondi (ISO 8785).

Fente Dpression linaire avec fond en pointe rsultant dune perturbation de lintgralit de la surface et du matriau de la pice (ISO 8785).

Piqre - Pores Piqres : Imperfection en forme de piqres et de pointes souvent profondes accumules sur une large partie de la surface (ISO 8785). Pores : cavit de trs petite taille parois raides et artes normalement vives dont les bords suprieures ne sont pas plus hauts que la surface de rfrence tangentielle Note : Suivant ISO 4288, les paramtres d'tat de surface ne servent pas la description des dfauts de surface. C'est pourquoi, les dfauts de surface tels que rayures et pores ne doivent pas tre pris en considration lors de la vrification de l'tat de surface.

Tableau 4 : Vocabulaire des surfaces


3.1.2 Typologie

La mthode de mesurage la plus utilise est l'exploitation de la trace agrandie et anamorphose dans un plan normal la surface considre.

Cette trace prsente une succession de saillies de matire ou pics de profil, spars par des creux de profil ou valles. Les pics et les creux constituent les irrgularits gomtriques de profil.

Figure 5 : Reprsentation des irrgularits sur un profil dtat de surface

Intgres aux carts dimensionnels, les diverses irrgularits gomtriques de surface sont quantifies par leur profondeur, leur espacement (ou pas) et classes en ordres selon leur grandeur et leur origine (Voir tableaux 9 et 10).

Anamorphose : On parle d'anamorphose lorsque que l'amplification verticale est diffrente de l'amplification horizontale

Anamorphose graphique

Les longueurs palpes (mm) tant importantes en regard des variations verticales enregistres (m), l'chelle de reprsentation verticale est diffrente de l'chelle horizontale et gnre donc une anamorphose importante donnant une image trs loigne de la ralit.

Surface relle

(grossie 5000 x)

Points digitaliss

Restitution avec anamorphose

Echelle verticale trs infrieure l'chelle horizontale.

Figures 6 : Anamorphose graphique

Trace agrandiesans anamorphose

Trace agrandieavec anamorphose

xp

2,5 m

2,5 m

yp

xp

250 m

2,5 m

yp

P

Exemple :

CREUX

MATIERE

PICP

Espacement ou pas

Profondeur

Trace agrandiesans anamorphose

Trace agrandieavec anamorphose

xp

2,5 m

2,5 m

yp

xp

250 m

2,5 m

yp

P

Exemple :

CREUX

MATIERE

PICP

Espacement ou pas

Profondeur

250 m2 m

2 m2 m

2 m2 m

250 m2 m

250 m2 m

2 m2 m

2 m2 m


Profil anamorphos

Profil graphiqu dont une chelle est diffrente de l'autre chelle.

Ce que lanamorphose des profils ne permet pas de voir :

Langle douverture dune surface usine mcaniquement,

Certains rayons fond de creux.

Ce qui permet une bonne transmission des formes du profil avec un stylet de pointe de 2 m et un angle de 90.

Figure 7 : Comparaison du profil anamorphos et du profil rel

Certaines formes du profil ne sont pas restitues : cas des soufflures, refoulements de matire, crevasses flancs raides, etc.).

Figure 8 : Formes du profil non restitues par le mesurage

Pointe du stylet

90r=2mr2m

Angle douverture120

Profil anamorphos Profil lchelle 1/1

Pointe du stylet

90r=2mr2m

Angle douverture120

Angle douverture120

Angle douverture120

Profil anamorphos Profil lchelle 1/1


N dordre

Irrgularit Croquis

1

ECART DE FORME Ecart de :

- rectitude,

- circularit,

- ..

2 ONDULATION

3 RUGOSITE Stries, sillons

4

ARRACHEMENT Marque doutil,

Fente,

Piqre, ..

1 4

PROFIL TOTAL

(somme des carts)

Tableau 9 : Typologie des surfaces (suivant NF E 05-015 de 1984)

Note : Il ne sert rien d'affiner la rugosit si les carts dondulation et de forme ne sont pas rduits un niveau compatible une fonction donne.

Ecart de forme

20

m

Par dfaut : Pas < 0,5 mm

2,5

m

Par dfaut : 0,5 mm < Pas < 2,5 mmPar dfaut : 0,5 mm < Pas < 2,5 mm

5 m

10

m1

m


N dordre Surface spcifie Origines des carts au cours de llaboration

Signification par rapport la fonction

Procd dusinage

Matriau usin

Machine

Installation

1

Ecart de forme

1er et 2me ordres influent sur :

Frottement de glissement et roulement.

Rsistance au matage.

Etanchit dynamique.

Etanchit statique.

!Dformation de la pice :

Pendant lusinage, indpendamment du procd.

Aprs lusinage, dpendant du matriau (librations des contraintes internes).

!Dfaut de bridage.

!Flexion des lments de la machine

!Qualit du guidage des lments coulissants.

!Usure des organes.

2

Ondulation

Crent :

Usure.

Grippage.

Diminuent :

Dure de vie organes.

!Fraisage (pas dondulation : par exemple, avance par tour de fraise).

!Inclinaison de la fraise (en bout).

Mauvais afftage.

Mauvais rglage des dents.

Rectification : mauvais diamantage de la meule.

!Vibrations basses frquences :

de la pice.

de l'outil.

des deux, dues aux flexions, mauvais guidage et quilibrage des lments de la machine et galement linsuffisance de lisolation passive et active de linstallation.

3

Rugosit

3me et 4me ordres influent sur :

Ecoulement des fluides.

Etanchit dynamique.

Etanchit statique.

Revtement.

Adhsivit.

!Procd par enlvement de copeaux : stries, sillons dus lavance de larte coupante de loutil ; lavance par tour de la pice ou de la meule, etc.

!Procd de formage froid ou chaud : bosses et cratres juxtaposs.

!Gomtrie dafftage de loutil.

!Qualit de la meule.

!Vibrations hautes frquences (causes analogues celles numres ci-dessus).

!Installation de lubrification :

Lubrifiant : nature, qualit lubrifiante, action de refroidissement, stabilit dans le temps.

Mode darrosage.

Filtre : efficacit du systme (entre autres frquences de nettoyage).

4

Arrachement Dpt lectrolytique.

Rsistance aux efforts alterns.

!Qualit dafftage de loutil et du diamantage de la meule.

!Htrognit, plasticit du matriau

Tableau 10: Origines et consquences possibles des irrgularits

Cette numration nest pas limitative, elle est donne titre dexemple.


3.2 Historique de la spcification Anciennement (1931-1978), la discrimination de surface seffectuait par des symboles.

La norme DIN 3141 de 1960 (annule) proposait la classification suivante : sans : surface brute, pouvant prsenter un aspect irrgulier, ~ : surface sans enlvement de copeaux (laminage, tirage) ou meulage lger (barbage,

meulage). ! : usinage grossier, surface faonne, pouvant tre utilise comme surface de contact

pour des assemblages fixes. !! : usinage avec exigence de fini, surface faonne de bonne correction gomtrique,

assemblages fixes prcis. !!! : surface polie, surface faonne de bonne qualit gomtrique et frottante, pices

ajustes (mobiles). !!!! : surface polie, rode.

Certains pays utilisaient des classes pour discriminer les valeurs R10/3 du paramtre Ra :

N1 (Ra 0,025 m) N12 (Ra 50 m)

Tableau 11 : Historique de la spcification des tats de surface


Tableau 12 : Historique de la spcification des tats de surface


3.3 Symbolique Selon ISO 1302

Rappel : Si la direction de mesurage nest pas spcifie, la pice doit tre positionne de sorte que la direction de la section corresponde aux valeurs maximales des paramtres de hauteur de rugosit de surface (Ra, Rz). Cette direction sera normale la direction des irrgularits de la surface mesurer. Pour des surfaces isotropes, la direction de la section peut tre arbitraire (ISO 4288).

3.3.1 Dfinition gomtrique des paramtres

Figure 13 : Iindication des exigences d'tat de surface sur les dessins techniques

La dsignation du paramtre et la valeur numrique associe qui doivent tre indiques comprennent 11 lments d'information suivants qui sont essentiels pour l'interprtation de l'exigence :

Indication de la limite de spcification suprieure (U) ou infrieure (L). Type de filtre X. Le filtre normalis est le filtre gaussien (ISO 11562). Le filtre prcdemment

normalis tait le filtre 2RC. A lavenir, dautres types de filtres pourront tre normaliss. Dans la priode de transition, il peut tre pratique pour certaines socits dindiquer le type de filtre sur les dessins, ce qui peut se faire en prcisant gaussien ou 2RC. Ceci nest pas normalis, mais cest une indication du nom du filtre, propose de faon lever toute ambigut.

La bande de transmission est indique en tant que filtre passe-bas ou filtre passe-haut. Un des trois profils de surface est indiqu :

# P : paramtre de structure, # W : paramtre d'ondulation, # R : paramtre de rugosit,

La caractristique du profil qui est indique. Le nombre de longueurs de base qui constituent la longueur d'valuation. Interprtation de la limite de spcification (rgle des 16 % ou rgle de la valeur maximale). La valeur du paramtre. Type de procd de fabrication. Stries de surface. Procd de fabrication.

U X 0,08-0,8 / Rz8max 3,3

Limite de spcificationsuprieure et

infrieure U ou L

Bande detransmission

Longueurdvaluation

Valeur limite

Type de filtre

Paramtredtat de surface

ProfilCaractri

stique

Interprtation dela limite de

spcification(16% ou max)

U X 0,08-0,8 / Rz8max 3,3

Limite de spcificationsuprieure et

infrieure U ou L

Bande detransmission

Longueurdvaluation

Valeur limite

Type de filtre

Paramtredtat de surface

ProfilCaractri

stique

Interprtation dela limite de

spcification(16% ou max)

U X 0,08-0,8 / Rz8max 3,3meul

Type deprocd defabrication

Stries desurface

Procd defabrication

U X 0,08-0,8 / Rz8max 3,3meul

Type deprocd defabrication

Stries desurface

Procd defabrication


3.3.2 Symbole graphique

L'indication d'tat de surface est normalise ISO (ISO 1302).

Symbole Signification

Symbole de base

Enlvement de matire exig

Enlvement de matire interdit

ou ou Symbole complet (caractristiques complmentaires)

Pour toutes les surfaces sur le contour d'une pice

Tableau 14 : Symboles graphiques des tats de surface

3.3.3 Indications ajoutes au symbole graphique

3.3.3.1 Disposition des exigences d'tats de surface complmentaires

Les diverses exigences d'tat de surface dans le symbole graphique complet sont indiques comme suit :

abde

c/f Position a : une seule exigence d'tat de surface. Position a et b : plusieurs exigences d'tat de surface. Position c : procd de fabrication.

Position d : stries de surface et orientation.

Position e : surpaisseur d'usinage.

Position f : fonctionnalit de la surface.

Figure 15 : Positions pour l'emplacement des exigences complmentaires

Les indications des symboles de fonctionnalits attendues de la surface ne sont pas spcifies dans les normes ISO. Elles sont placer en f (Convenance aux groupes PSA Peugeot Citron et Renault).

Le tableau des fonctionnalits est rappel la page 6.

Exemple d'indications :

R8tourn / AC

c


3.3.3.2 Indications des stries de surface et orientation

Symbole Interprtation Exemple

= Parallle au plan de projection de la vue sur laquelle le symbole figure. Directiondes stries

Perpendiculaire au plan de projection de la vue sur laquelle le symbole figure.

Directiondes stries

X Crois dans deux directions obliques par rapport au plan de projection de la vue sur laquelle le symbole figure. Directiondes stries

M Multidirectionnel.

C Approximativement circulaire par rapport au centre de la surface laquelle le symbole s'applique.

R Approximativement radial par rapport au centre de la surface laquelle le symbole s'applique.

P Stries particulires, non directionnelles ou protubrantes.

S'il est ncessaire de spcifier des irrgularits de surface qui ne sont pas dfinies par l'un de ces symboles, elles doivent tre indiques sur le dessin par une note approprie

Tableau 16 : Indications des stries de surface (Issu de ISO 1302)


3.3.3.3 Valeurs Les paramtres de hauteur (rugosit, ondulation) sont spcifier en micromtres (m). Les paramtres d'espacement (pas) sont spcifier en millimtres (mm). Les taux de longueur portante sont spcifier en pourcentage (%). Les valeurs sont choisir prfrentiellement dans le tableau ci-dessous (Anciennement srie normalise R10/3 ou R10).

0,008 0,010 0,012 0,016 0,020 0,025 0,032 0,040 0,050 0,063

0,08 0,100 0,125 0,16 0,20 0,25 0,32 0,40 0,50 0,63

0,8 1,00 1,25 1,6 2 2,5 3,2 4 5 6,3

8 10 12,5 16 20 25 32 40 50 63

80 100 125 160 200 250 320 400 500 630

800 1000 1250 1600 2000

Tableau 17 : Valeurs des paramtres de rugosit et d'ondulation Valeur nominale de R en m 50 25 12,5 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1

Grenaillage $ Rabotage $ $ Sciage $ $ Oxycoupage $ Fraisage en bout $ $ $ Fraisage en roulant $ $ $ Tournage $ $ $ Alsage l'outil $ $ Alsage l'alsoir $ $ Perage au foret $ $ Rectification plane $ $ $ $ $ Rectification cylindrique $ $ $ $ $ Pierrage $ $ Toilage $ $ Rodage $ $ $ $ Electro rosion $ $ Meulage main $ $ Limage $ Pierrage main $ Grattage $ Ralisations usuelles $ Ralisation exeptionnelles

Tableau 18 : Valeurs de R pour les diffrents procds d'usinage Les valeurs infrieures 0,10 m sont peu ralistes pour les paramtres autres que Ra. Les valeurs du taux de longueur portante sont spcifier parmi les valeurs suivantes :

en % 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 Une valeur prescrite seule reprsente la limite suprieure du paramtre.

Dans le cas de surfaces revtues (exemple : chromage), la valeur d'tat de surface spcifie s'applique, sauf indication contraire, l'tat de surface aprs traitement ou revtement.

Le choix dun tat de surface ne peut tre dfini quexprimentalement ou dfaut par analogie avec des pices semblables de mme fonction.

Ltat de surface prescrit doit tre ltat final du produit ou, sur mention spciale, ltat prcdent immdiatement une opration qui ncessite un tat de surface dfini (dpt lectrolytique, peinture, etc.).

Les valeurs prfrentielles sont indiques en gras.


Sauf indication contraire, les valeurs spcifies sont des valeurs maximales et chaque fois que possible, lcart de forme maximal admissible est spcifi.

On admet gnralement que la valeur de R ne doit pas excder :

2IT = pour les qualits grossires 8

4IT = pour les qualits fines 7

IT tant l'intervalle de tolrance dimensionnelle

3.4 Exemples d'indication au plan

Figure 19 : Exemple de plan

Remarque 1 : Suivant les systmes ou outils, il est possible de trouver "Pdc" au lieu de "Pc".

Remarque 2 : Dans le cadre du suivi de production, il ne faut pas oublier sur les documents "produit" mais galement "processus" de mentionner les paramtres secondaires et induits mesurer, qui dcoulent de la fonction applique la surface.

Exemple : si R 6,3 est spcifi pour une fonction FG, spcifier W 5 et ventuellement AW.

U A

R 2

50L

AR

125

nota

1

AC

U R 8

ES

-0,1/1/R 4

R 16

Frais/ES

R 6,3W 3,2

Nota 1 :Taux de longueur portantePc : 1,5 < C 20% - C 3% < 3Pc : 2 < C 70% - C 20% < 4Pc : 2,5 < C 97% - C 70% < 4

U A

R 2

50L

AR

125

nota

1

AC

U R 8

AC

U R 8

ES

-0,1/1/R 4

ES

-0,1/1/R 4

R 16R 16

Frais/ES

R 6,3W 3,2

Nota 1 :Taux de longueur portantePc : 1,5 < C 20% - C 3% < 3Pc : 2 < C 70% - C 20% < 4Pc : 2,5 < C 97% - C 70% < 4


4. De la mesure aux paramtres

4.1 Vocabulaire spcifique aux profils

Saillie du profil : (d'aprs ISO 4287)

Partie du profil valu dirige vers l'extrieur (de la matire vers le milieu environnant) et reliant deux intersections conscutives du profil avec la ligne moyenne.

Saillie locale du profil : (d'aprs ISO 12085)

Partie du profil comprise entre 2 minima adjacents du profil.

Saillie locale du profil

Figure 20 : Saillie locale du profil

Creux du profil (D'aprs ISO 4287)

Partie du profil valu dirige vers l'intrieur et reliant deux intersections conscutives du profil avec l'axe des X.

Creux local du profil (D'aprs ISO 12085)

Partie du profil comprise entre 2 maxima adjacents du profil.

Creux local du profil

Figure 21 : Creux local du profil

Motif : (D'aprs ISO 12085)

Portion du profil primaire comprise entre les points les plus hauts de 2 saillies locales du profil, conscutives ou non.

Figure 22 : Dcomposition du profil en motifs de rugosit

Un motif est caractris par :

sa longueur (ARi ou AWi) mesure paralllement la direction gnrale du profil,

ses deux profondeurs (Hj et Hj+1)) mesures perpendiculairement la direction gnrale du profil,

sa caractristique T = MIN[Hj:Hj+1] qui est gale la plus petite des deux profondeurs.

Z

X

MotifAR i

H j

H j+

1

Z

X

MotifAR i

H j

H j+

1


Motif : d'ondulation (D'aprs ISO 12085)

Motif dtermin sur la ligne enveloppe suprieure du profil primaire en utilisant l'opration thorique avec la valeur B (voir tableau 36).

Figure 23 : Motif d'ondulation

Longueur dvaluation Ln : (D'aprs ISO 4287)

Longueur, dans la direction de laxe des X, utilise pour tablir le profil valuer.

Hw

j

Hw

j+1

Ligne enveloppe suprieure

AW i

T = MIN [Hw j ; Hw j+1] Ici T = Hw j+1

Hw

j

Hw

j+1


AW i

T = MIN [Hw j ; Hw j+1] Ici T = Hw j+1


4.2 Dfinitions des profils

Profil trac : (D'aprs ISO 3274)

Lieu gomtrique du centre dun stylet, ayant une forme gomtrique idale et des dimensions et forces dappui nominales, lorsque ce stylet parcourt la surface.

Figure 24 : Exemple de profil trac

Profil rfrence : (D'aprs ISO 3274)

Chemin parcouru par le stylet, le long de la rfrence de guidage dans le plan d'intersection.

Profil total : (D'aprs ISO 3274)

Reprsentation numrique du profil trac rapporte au profil de rfrence, avec les cordonnes horizontales et verticales correspondantes

Figure 25 : Profil redress par une droite des moindres carrs.

Profil primaire : (D'aprs ISO 3274)

Profil issu du profil total aprs application dun filtre de longueur donde courte s

Figure 26 : Forme extraite du profil total aprs application du filtre

Note : les profils, total et primaire, peuvent subir des extractions de forme (droite, cercle ou complexe).

Cest au del du profil primaire que les deux systmes (systme E et systme M) divergent quant au traitement des profils de rugosit et dondulation.

020406080

100

0 5 10 15

mm

m

020406080

100

0 5 10 15

mm

m

0 5 10 15

mm0

5040302010

m

0 5 10 15

mm

0 5 10 15

mm0

5040302010

m

0 5 10 15

mm

20151050

m

0 5 10 15

mm

0 5 10 15

mm

20151050

m


4.3 Reprsentation de l'acquisition et des traitements d'un tat de surface

Figure 27 : Reprsentation schmatique des diffrentes phases d'acquisition et de traitements

Filtre de profil Ls : Filtre qui dfinit la sparation entre les composantes de rugosit et les composantes donde encore plus courtes prsentes sur la surface.

Filtre de profil Lc : Filtre qui dfinit la sparation entre les composantes de rugosit et dondulation.

Filtre de profil Lf : Filtre qui dfinit la sparation entre les composantes dondulation et les composantes donde encore plus longues prsentes sur la surface.

Suivant les systmes ou outils, il est possible de trouver "Ls, Lf, Lc" ou "s, f, c".

SYSTEME E

Paramtres du profil primaireet taux de longueur portante

Eliminationde la

forme nominale

Algorithme

Filtrede

profil Ls

ProfilPrimaire

P

Profilrfrence

Pointede

palpeur

Rfrencede

guidage

Profiltrac

ProfilTotal

Surface

Combinaisondes MotifsRugosit

Paramtresdondulation

Filtrede

profil Lf

Algorithme

ProfilR

ProfilW

Algorithme

Filtrede

profil Lc

Combinaisondes MotifsOndulation

Ligneenveloppe

sup. corrige

Paramtres dondulationet taux de longueur portante

Paramtresde rugosit

Paramtres de rugositet taux de longueur portante

Taux de longueur portante

SYSTEME M

0 5 10 15mm0

5040302010

m

020406080100

0 5 10 15mm

m

0 5 10 15

mm

20151050

m

SYSTEME E

Paramtres du profil primaireet taux de longueur portante

Eliminationde la

forme nominale

Algorithme

Filtrede

profil Ls

ProfilPrimaire

P

Profilrfrence

Pointede

palpeur

Rfrencede

guidage

Profiltrac

ProfilTotal

Surface

Combinaisondes MotifsRugosit

Paramtresdondulation

Filtrede

profil Lf

Algorithme

ProfilR

ProfilW

Algorithme

Filtrede

profil Lc

Combinaisondes MotifsOndulation

Ligneenveloppe

sup. corrige

Paramtres dondulationet taux de longueur portante

Paramtresde rugosit

Paramtres de rugositet taux de longueur portante

Taux de longueur portante

SYSTEME M

0 5 10 15mm0

5040302010

m

0 5 10 15mm

0 5 10 15mm0

5040302010

m

020406080100

0 5 10 15mm

m

020406080100

0 5 10 15mm

m

0 5 10 15

mm

20151050

m

0 5 10 15

mm

0 5 10 15

mm

20151050

m


4.4 Paramtre du profil primaire Les paramtres du profil primaire sont communs aux 2 systmes E et M.

Pt

Hauteur totale du profil primaire

Pt

Somme de la plus grande des hauteurs de saillies et de la plus grande des profondeurs de creux du profil, l'intrieure de la longueur d'valuation

Tableau 28 : Paramtre du profil primaire

PSm

Largeur moyenne des lments du profil

Valeur moyenne des largeurs des lments du profil, Xs, l'intrieur d'une longueur de base

=

m

1iXsim

1

La longueur de base du profil primaire est gale la longueur d'valuation (ISO 4287)

Tableau 29 : Largeur des lments du profil

Longueur de base

Xs 1 Xs 2 Xs 3 Xs 4 Xs 5 Xs 6

Longueur de base

Xs 1 Xs 2 Xs 3 Xs 4 Xs 5 Xs 6


4.5 Le systme E

4.5.1 Introduction

Cette mthode permet de dterminer les paramtres de rugosit et d'ondulation partir du profil primaire en recherchant les motifs caractristiques de la surface en cours d'examen. Elle n'est lie aucun filtre de profil et donne des paramtres qui sont bass sur la profondeur et la largeur des motifs. Ces paramtres, complmentaires ceux dfinis dans l'ISO 4287, peuvent tre utiliss pour dcrire les proprits des pices.

L'une des particularits de ce systme est que la longueur d'exploration est confondue avec la longueur d'valuation des paramtres.

Note : Auparavant, l'valuation des paramtres taient faite manuellement.

4.5.2 Mthode des motifs (ISO 12085)

La mthode impose 4 conditions.

Etape 1 : Recherche des motifs de rugosit sur le profil primaire

Motif de rugosit : (D'aprs ISO 12085)

Motif calcul en utilisant l'oprateur thorique avec la valeur A (voir tableau 31)

Portion du profil primaire comprise entre les points les plus hauts de deux saillies locales du profil, conscutives ou non.

ARi

HjHj+1

Figure 30 : Motifs de rugosit

La reconnaissance puis la combinaison des motifs sont bases sur un oprateur comportant 4 conditions particulires (voir ci-dessous et figure 32).

I - Condition denveloppe La premire condition slectionne les pics les plus levs que lun des pics avoisinants.

II - Condition de largeur La deuxime condition limite la longueur des motifs la valeur A, limite conventionnelle entre rugosit et ondulation (Voir tableau 31)

Longueur dvaluation en mm A mm

16 < L 80 2,5

3,2 < L 16 0,5

0,64 < L 3,2 0,1

L 0,64 0,02

Tableau 31 : Longueur limite des motifs

Note : Sauf spcification particulire, la valeur par dfaut doit tre A = 0,5 mm


III - Condition dagrandissement La troisime condition sert liminer les plus petits pics, encadrs par des grands pics dans le but d'obtenir le plus grand motif possible.

IV - Condition de profondeur relative La quatrime condition permet de limiter la combinaison des motifs de profondeurs sensiblement gales, en particulier sur les surfaces priodiques (vite llimination des pics de profondeur voisine des pics adjacents).

Les paramtres de rugosit sont calculs sur la hauteur (axe Z) ou le pas (axe X) des motifs.

Figure 32 : Recherche des mot i fs sur prof i l

Une fois les 4 conditions remplies, le profil primaire est dcompos en motifs de rugosit. A prsent les paramtres de rugosit peuvent tre calculs.

1- Condition denveloppe

2 - Condition de largeur

3- Condition dagrandissement

4 - Condition de profondeur relative

+ + + + +

1- Condition denveloppe

2 - Condition de largeur

3- Condition dagrandissement

4 - Condition de profondeur relative

+ + + + +


Etape 2 : Calcul des paramtres de rugosit Rx puis R et AR

Profil de rugosit - bornage horizontal A

Rx Profondeur maximale dune irrgularit de profil (ISO 12085)

Plus grande des profondeurs Hj lintrieur de la longueur dvaluation

R Profondeur moyenne des motifs de rugosit (ISO 12085)

Moyenne arithmtique des profondeurs HJ des motifs de rugosit, lintrieur de la longueur dvaluation

AR Pas moyen des motifs de rugosit

Moyenne arithmtique des longueurs ARi des motifs de rugosit lintrieur de la longueur dvaluation

Tableau 33 : Dfinitions et reprsentation des paramtres de rugosit

Etape 3 : Dtermination de la ligne enveloppe suprieure du profil

Ligne enveloppe suprieure du profil primaire (ISO 12085)

Segments de droite joignant les points les plus hauts des saillies du profil primaire, aprs discrimination conventionnelle de certaines saillies.

Ligne enveloppe suprieureH

Figure 34 : Reprsentation de la ligne enveloppe suprieure

A partir des motifs de rugosit de profondeur Hj, calculer Hj (moyenne des Hj) et Hj (cart type). Toute profondeur de saillie ou creux local suprieure H = Hj +1,65 Hj est ramene cette valeur H (voir figure 30).

Hj

ARi

Hj

ARi


Etape 4 : Recherche des motifs d'ondulation sur la ligne enveloppe suprieure

Motif dondulation : (ISO 12085)

Motif dtermin sur la ligne enveloppe suprieure du profil primaire en utilisant loprateur thorique avec la valeur B (voir tableau 36).


Figure 35 : Mthode des motifs pour l'ondulation

Les 4 conditions utilises pour la recherche des motifs sont nouveau appliques pour la recherche des motifs d'ondulation.

I - Condition denveloppe La premire condition slectionne les pics les plus levs que lun des pics avoisinants.

II - Condition de largeur La deuxime condition limite la longueur des motifs une valeur comprise entre A et B, limite conventionnelle entre ondulation et forme.

Les valeurs de A et B sont les suivantes :

Longueur valuation mm A mm B mm

16 < L 80 2,5 12,5

3,2 < L 16 0,5 2,5

0,64 < L 3,2 0,1 0,5

L 0,64 0,02 0,1

Tableau 36 : Longueurs limites des motifs

Note : Sauf spcification particulire, la valeur par dfaut doit tre B = 2,5 mm

Pour des applications particulires, dautres bornages peuvent tre choisis, par exemple pour des produits plats : L = 80 120 mm, B = 5 mm pour un rayon r de pointe de 5 m.

III - Condition dagrandissement La troisime condition sert liminer les plus petits pics, encadrs par des grands pics dans le but d'obtenir le plus grand motif possible.

IV - Condition de profondeur relative Une fois les 4 conditions remplies, le profil primaire est dcompos en motifs dondulation; les paramtres dondulation peuvent tre calculs.


Etape 5 : Calcul des paramtres d'ondulation W, AW, Wx et Wte.

Profil dondulation - bornage horizontal B

Wx Profondeur maximale d'ondulation

Plus grande des profondeurs HwJ des motifs dondulation, lintrieur de la longueur dvaluation.

W Profondeur moyenne des motifs dondulation

Moyenne arithmtique des profondeurs HwJ des motifs dondulation, lintrieur de la longueur dvaluation

AW Pas moyen des motifs d'ondulation

Moyenne arithmtique des longueurs AWi des motifs d'ondulation, lintrieur de la longueur dvaluation

Wte Profondeur totale d'ondulation

Distance, mesure perpendiculairement la direction gnrale du profil primaire, entre le point le plus haut et le point le plus bas de la ligne enveloppe suprieure du profil primaire

Tableau 37 : Dfinition des paramtres d'ondulation

Valeur des paramtres : Pt > Rx > R et Wte > Wx > W


4.5.3 Fonctionnalits des surfaces

Le systme E propose un tableau de synthse pour chaque fonction :

les paramtres principaux et secondaires spcifier,

les paramtres induits contrler pour assurer au mieux la fonctionnalit requise.

Surface Fonction applique la surface Paramtres

Profil de rugosit Profil d'ondulation Profil total

Dsignation Symbole" R Rx AR W Wx Wte AW Pt Pmr(c)

Glissement (lubrifi) FG % 0,8R $ % Frottement sec FS % $ % $ avec Roulement FR % 0,3R % $ $ dplacement Rsistance au matage RM $ $ $ $ % Contact relatif Frottement d'un fluide FF % $ $ de deux avec joint % $ $ 0,6R % $ pices

Etanchit dynamique sans joint

ED $ % 0,6R %

avec joint $ % R $ $ assemblage

Etanchit statique sans joint ES $ % R %

fixe Ajustement fixe avec contrainte AC $ % Adhrence (collage) AD % $ avec Outils (face de coupe) OC $ $ % % contrainte Rsistance aux efforts alterns EA $ % $ $ Surface Rsistance la corrosion RC % % indpen- sans Revtement (peinture) RE $ $ dante contrainte Dpt lectrolytique DE % 2R % Mesurage ME % R Aspect AS % $ $ $ % Paramtres principaux : spcifier au moins l'un deux. $ Paramtres secondaires : spcifier ventuellement selon la fonction de la pice. L'indication 0,8R, par exemple, veut dire que si le symbole FG est indiqu sur le dessin et que W n'est pas spcifi par ailleurs, la tolrance suprieure sur W est gale la tolrance sur R multipli par 0,8. " : les abrviations (FG, etc.) sont les initiales des termes franais.

Tableau 38 : Relations entre les fonctionnalits dune surface et les paramtres de la mthode des motifs pour un bornage : A = 0,5 mm et B = 2,5 mm

Remarque : Ce tableau 38 est issu de l'ancienne norme CNOMO E00.14.020.N, il a t repris par la norme ISO 12085 dans laquelle sont prcises les conditions de bornages par dfaut :

A = 0,5 mm et B = 2,5 mm Pour d'autres valeurs de ce bornage, il faut rester prudent dans l'utilisation de ce tableau. Ce tableau prcise, suivant les fonctions des surfaces et pour chacune d'elles, les paramtres secondaires contrler et dans certains cas leurs limites en fonction de celles de R ; mais il est prfrable, chaque fois que cela est possible que les Services concepteurs indiquent les valeurs de ces paramtres. NOTE IMPORTANTE : Une erreur s'est glisse dans la norme ISO 12085. Dans le tableau correspondant au tableau 38, ci-dessus, il est crit Pc au lieu de Pmr(c) (dernire colonne).


4.5.4 Exemples de cas concrets

TYPE MAUVAIS BON

FG

Glissement lubrifi Exemples : Glissires de

machines-outils Paliers de vilebrequin

(profil anamorphos)

(profil anamorphos)

La seule spcification de R n'empche pas le phnomne ondulatoire. La microgomtrie des pices risquent d'espacer les points de contact et de provoquer la rupture du film d'huile. De plus, W doit tre 0,8 R spcifi.

!Spcification : R et Pmr(c)

TYPE MAUVAIS BON

Frottement sec Exemple : Charbon sur collecteur de moteur lectrique

Mauvais

AW

Wx

" Mesurages effectuer dans le sens des gnratrices et des directrices

FS La seule spcification de R n'empche pas un phnomne ondulatoire. Si l'ondulation est de formation hlicodale, lors de la rotation du collecteur, le profil de surface de chaque lame se dplace en translation. Le profil de rugosit port par les sommets d'ondulation, agit de faon agressive sur la surface oppose. Ce point aborde le problme de la neutralit des stries.

!Spcification : R et Wx

Frottement sec Exemples : Disques de frein tambour

- aa-

Wx

Wx

a

a

ARi

La seule spcification de R n'empche pas un phnomne ondulatoire. L'ondulation devient un obstacle au dplacement d'une pice par rapport l'autre.

!Spcification : R, Wx et dans certains cas AR

FILM DHUILE

Rserves dhuileLogement des particules pouvantrouler et provoquer le grippage

Image du volume dhuileen rserveC

Pmr(c)

..../FGR ...Pmr(c) ...

FILM DHUILE

Rserves dhuileLogement des particules pouvantrouler et provoquer le grippage

Image du volume dhuileen rserveC

Pmr(c)

..../FGR ...Pmr(c) ...

..../FGR ...Pmr(c) ...

..../FS

R..Wx ...

..../FS

R..Wx ...

Rj

ARi

...../FS

R....Wx ...AR....

Rj

ARi

...../FS

R....Wx ...AR....

AWi

R j

Wi

AWi

R j

Wi


TYPE MAUVAIS BON

Roulement Exemple : Roulement d'un galet

AWi

Wi

L'ondulation provoque le matage et le marquage des pistes. La neutralit des traces doit tre respectes (sillon hlicodal de faible pas AR en tournage). L'ondulation est prendre en considration sur les gnratrices et sur les directrices


FR

Roulement Exemple : Roulement billes

Rj

ARi

MatagePlastification

Wj

Vibration

Roulement Exemple : Glissire avec patin

d'aiguilles

AWi

0,5

500

m

Aprs rectification

Aprs 1500 heures de roulementPiste daiguillemarqueDESTRUCTION

Patin daiguilles de diamtre 3

(profils anamorphoss)

(profils anamorphoss)

La seule spcification de R n'empche pas le phnomne ondulatoire. Dans le sens du roulement de l'aiguille, l'ondulation de la piste entrane sa destruction par matage. Dans le sens de la gnratrice de l'aiguille, l'ondulation accentue le marquage des aiguilles et la formation de jeu. W doit tre 0,3 R spcifi.


..../FR

R..Wx ...

..../FR

R..Wx ...

ARi

Rj..../FR

R..Wx ...

ARi

Rj..../FR

R..Wx ...

Aprs rodage plan

2

100

m

Aprs 1500 heuresde roulement

..../FR

R..Wx ...

Aprs rodage plan

2

100

m

Aprs 1500 heuresde roulement

..../FR

R..Wx ...


TYPE MAUVAIS BON

RM

Rsistance au matage Exemple : Chapeau de bielle poussoir

AWi

ARi

(profil anamorphos)

(profil anamorphos)

Les surfaces des pices doivent avoir une bonne assise les unes par rapport aux autres. !Spcification : Pmr(c)

TYPE MAUVAIS BON

Etanchit dynamique sans joint

Exemples : Piston sans joint

assurant une pression Injecteur Boite de vitesse

automatique : tiroir de distribution hydraulique

W

j

Rxfuites

(profil anamorphos)

ED Les surfaces en contact ne doivent pas favoriser les risques de fuite. W doit rester dans les limites admissibles de W 0,6 R spcifi. !Spcification : Rx et Pmr(c)

Etanchit dynamique avec joint

Exemple : Joint de vilebrequin

AW

wx

Rxjoint

Rj

ARijoint

L'ondulation ne doit pas provoquer de fuite mais la rugosit doit tre suffisante pour permettre la lubrification du joint. W 0,6R + neutralit des stries.


Pmr(c)

c..../RM

Pmr(c) ...

Pmr(c)

c..../RM

Pmr(c) ...

c

Pmr(c)

..../ ED sans joint

Rx ...Pmr(c) ...

ARiRj

joint

..../ ED avec joint

R ...WX ...

ARiRj

joint

..../ ED avec joint

R ...WX ...

ARi

Rj

AWi

Wj

AWW

>

ARR

>

..../FF

R ...

ARi

Rj

AWi

Wj

AWW

>

ARR

>

..../FF

R ...


TYPE MAUVAIS BON

FF

Frottement d'un fluide Exemples : Canalisation

hydraulique Collecteur

AIR

ARi

Rj

AWi

Wj

AWW

>

ARR

>

..../FF

0,008-0,5/2,5/16/ R ...

Une rugosit inadapte provoquerait des perturbations, donc des obstacles l'coulement du fluide. Les rapports

RAR et

WAW doivent rester dans les limites admissibles fixes

exprimentalement. !Spcification : R

TYPE MAUVAIS BON

ES

Etanchit statique Exemples : Joint de culasse Joint de carter Joint d'embase pour

distributeur pneumatique

Rx (rayure)

FuiteAWi W

tejoint

Exemple de profil rel mauvais : plan de joint de bloc moteur. Spcification de Wx dans la zone sensible de fuite

AWi (1,5 mm)

Wx

15

m

Si les surfaces sont une succession de pics et de creux irrguliers, le joint, si souple soit-il, ne peut pas combler toutes ces irrgularits. W doit rester dans les limites admissibles de W R spcifi.

! Spcification : Rx et Wte

TYPE MAUVAIS BON

AC

Ajustement fixe avec contrainte

Exemple : Chemise fonte insre

dans un carter moteur alu

Bague en caoutchouc devant rsister au glissement sur arbre d'acier

Chaque combinaison implique le choix de conditions particulires. Pmr(c) une faible valeur de c est la caractristique d'ancrage d'un lment sur l'autre et de rsistance au matage.

..../ ES

Rx ...Wte ...

..../ ES

Rx ...Wte ...

..../ AC

Pmr(c) ...

..../ AC

Pmr(c) ...


! Spcification : Pmr(c)

TYPE MAUVAIS BON

EA

Rsistance aux efforts alterns

Exemples : Barres de torsion Ressort Amortisseur

crique

Rx

Concentration de contraintes sur la section la plus faible

c

Pmr(c)

La surface ne doit pas prsenter d'amorce de rupture, d'o la spcification de Rx. Le rapport

RAR peut galement tre mentionn.

! Spcification : Rx

TYPE MAUVAIS BON

ME

Mesurage (ME) Exemples : Bec de pied coulisse Touches de micromtre

AW i

ARi

Rj

W j

W R spcifi. ! Spcification : R

c

Pmr(c)

ARi

Rj AR

R <

..../ EA

Rx ..

c

Pmr(c)

c

Pmr(c)

ARi

Rj AR

R <

..../ EA

Rx ..

..../ ME

R ..

..../ ME

R ..


4.5.5 Correspondances entre les anciens critres CNOMO et les paramtres ISO

L'volution des normes, l'anciennet d'un parc de profilomtres, l'interprtation des normes par les fabricants de profilomtres font que le libell et/ou le mode de calcul du mme paramtre peut voluer et rendre son interprtation difficile.

SYSTEME E

CNOMO E00.14.010.N ISO 12085 (96) MARQUE &

Aot 83 Mars 93 ISO 4287 (97) Somicronic Hommel Mahr Taylor Pt Pt Pt Pt Pt-F PTF Pt R R R R R-F R-F R

AR AR AR AR AR-F AR Ar Rmax Rmax Rx ' Rmax Rm-F RMX Rx

Wt Wt Wte ' Wt Wt-F WTF Wt / Wte W W W W W-F W-F W

AW AW AW AW Aw-F AW Aw Wmax Wx Wx ' Wmax Wm-F WMX Wx Tp(c) Tp(c) " Pmr(c) ' Pmr(c) Tpa / TPA TP(C)/Pmr(c) HTp CR Pc Pc Cr Cr Cr HTp / - CF Pc Pc CF CF CF HTp / - CL Pc Pc CL CL CL HTp / -

Tr(c) Rmr(c) ' Rmr(c) Tpi / TPI TR(C)/Rmr(c) - CRR CRR - - - CFR CFR - - - CLR CLR - - -

" : Paramtres dont le calcul a chang ' : Paramtre dont le libll a chang & : Suivant versions

Tableau 39 : Correspondances entre les diffrentes appellations et volution des paramtres normaliss en mesure d'tats de surface


4.6 Le systme M

4.6.1 Introduction

Contrairement au systme E, c'est une mthode qui nest lie aucun filtre de profil.

Le systme M de la ligne moyenne modifie intentionnellement le profil laide de filtres normaliss.

Dans ce systme, la longueur d'exploration est suprieure la longueur d'valuation, elle est fonction de la longueur de base.

Dfinition de la ligne moyenne (ISO 4287) : ligne dtermine en calculant, partir du profil primaire, une ligne des moindres carrs de forme nominale

4.6.2 Principe

Le profil filtr est dcompos en plusieurs longueur de base.

Longueur de base

Longueur dvaluation ln

Longueur dexploration L

Figure 40 : Reprsentation des diffrentes longueurs

Longueur de base : (ISO 4287)

Longueur, dans la direction de laxe des X, utilise pour identifier les irrgularits caractrisant le profil valuer.

La longueur de base est gale la longueur donde caractristique des filtres de profils. Pour un profil de rugosit la longueur de base est lr, elle correspond la longueur donde du filtre c qui permet de sparer les composantes de rugosit et dondulation.

Pour un profil dondulation la longueur de base est lw, elle correspond la longueur donde du filtre f qui permet de sparer les composantes dondulation et de plus forte longueur donde.

Par dfaut, la longueur dvaluation est ln = 5 lr, ce qui implique une longueur d'exploitation L = 6lr


4.6.3 Les diffrentes tapes

Figure 41 : Reprsentation des tapes du systme M

4.6.4 Calcul des paramtres (ISO 4288)

4.6.4.1 Paramtres dfinis sur la longueur dvaluation

PARAMETRE DE RUGOSITE sur la longueur dvaluation

Rt Hauteur totale du profil de rugosit

Somme de la plus grande des hauteurs de saillie (Zp) et du plus profond des creux (Zv), dans la longueur d'valuation.

Tableau 42 : Dfinition et reprsentation de Rt

Zp

RtZv

Calcul des paramtres dondulation

sur chaque longueur de base et

taux de portance

ProfilW

Algorithme

Filtre de

Profil Lf

ProfilR

ProfilPrimaire

P

Les tapes du systme M

Filtre de

Profil Lc

Algorithme

Calcul des paramtres de rugosit


taux de portance

0 5 10 15

mm

20151050

m

0 5 10 15

mm

0 5 10 15

mm

20151050

m

Calcul des paramtres dondulation


taux de portance

ProfilW

AlgorithmeAlgorithme

Filtre de

Profil Lf

ProfilR

ProfilPrimaire

P

ProfilPrimaire

P

Les tapes du systme M

Filtre de

Profil Lc

AlgorithmeAlgorithme

Calcul des paramtres de rugosit


taux de portance

0 5 10 15

mm

20151050

m

0 5 10 15

mm

0 5 10 15

mm

20151050

m


4.6.4.2 Paramtres dfinis sur la longueur de base

PARAMETRES DE RUGOSITE sur la longueur de base

Rz Hauteur maximale du profil

Somme de la plus grande des hauteur de saillie (Rp) et de la plus grande des profondeurs de creux du profil (Rv) , lintrieur dune longueur de base.

RSm Largeur moyenne des lments du profil

Valeur moyenne des largeurs Xsi des lments du profil, lintrieur dune longueur de base.

Ra Ecart moyen arithmtique du profil de rugosit

Moyenne arithmtique des valeurs absolues des ordonnes lintrieur dune longueur de base.

dx Z(x) l1 Ra

lr

0=

Tableau 43 : Dfinition et reprsentation de dfinis sur la longueur de base

Valeur des paramtres : Pt Rt Rz > Rp > Ra.

Par analogie, pour les paramtres d'ondulation (Wt, Wa), la mme rgle s'applique.

4.7 Courbes et paramtres associs

4.7.1 Gnralits et intrts

Au cours du fonctionnement, les profils des surfaces en contact se modifient sous l'effet des sollicitations externes, telles que les charges ou le rodage. Les pics sont crts et la surface portante est augmente.

Figure 44 : Ecrtage des pics

4.7.2 Taux de longueur portante

La spcification du taux de longueur portante offre au spcificateur la possibilit de caractriser fonctionnellement un profil dtat de surface.

Le taux de longueur portante est le rapport de la longueur portante du profil un niveau de coupe donn c, Ml(c) la longueur d'valuation ln.

lnMl(c) Rmr(c) Wmr(c),Pmr(c), =

Taux de longueur portante relatif Il peut tre calcul sur chacun des trois profils P, W ou R.

Xsi

Rz Rv

Rp

Ra

Longueur d'valuation ln

c Ml(c)->


La transcription graphique du taux de longueur portante est donne par la courbe d'Abbott Firestone :

Ml(c)->

Longueur d'valuation

100%20 40 60 80

c

0c

Figure 45 : Transcription graphique pour le trac de la courbe d'Abott Firestone

Selon le profil P, W ou R pris en rfrence, une diffrence de hauteur entre deux niveaux de coupe Pc, Wc ou Rc d'une courbe du taux de longueur portante peut tre dfinie en fonction de deux bornes Pmr1, Wmr1, Rmr1 et Pmr2, Wmr2, Rmr2.

4.7.3 Diffrence de hauteur de coupe du profil Pc : P si la coupe est dtermine sur le profil primaire (sans filtrage) Rc : R si la coupe est dtermine sur le profil de rugosit (redress suivant la ligne moyenne pour le systme M et suivant la ligne enveloppe pour le systme E)

Exemple sur un profil R :

Figure 46 : Reprsentation de la courbe d'Abott Firestone

En fonction du bornage vertical, il est possible de paramtrer les phases de rodage dun mcanisme, sa phase de fonctionnement aprs crtage d une usure hypothtique et enfin les zones de lubrification.

Suivant le type de profil, pour un mme niveau de coupe, on peut obtenir des courbes de longueur portante totalement diffrentes (Voir figure 47).

Pmr(c) = 10% Pmr(c) = 80%

Figure 47 : Illustration de la courbe d'Abottt Firestone pour un mme niveau de coupe c = 1 m

Rmr(c) %

C m

0 100 Rmr1 Rmr2

Rc

C =1 m

80%

Rc = C(Rmr1) -C(Rmr2) Sur les profilomtres, (delta) prendra comme quivalent textuel la lettre d. (exemple : Rc devient Rdc).

10%


4.7.4 Passage des anciennes normes CNOMO aux normes ISO pour le taux de longueur portante

Tp(20) 50% suivant CNOMO Signifie que pour une profondeur de coupe gale 20m, partir du point le plus haut du profil primaire, le taux de longueur portante doit tre au moins gal 50%

devient Pmr(20) 50% suivant ISO 4287

Critres CR, CF, CL suivant CNOMO deviennent Pc suivant ISO 4287

Exemple :

" Le critres de rodage : CR 0m 1% - 2% 1,35m devient Pc = 0 < C(2%) - C(1%) 1,35m

" Le critre de fonctionnement : CF 1m 2% - 80% 3m devient Pc = 1 < C(80%) - C(2%) 3m

" Le critre de lubrification : CL 1m 80% - 97% 2,4m devient Pc = 1 < C(97%) - C(80%) 2,4m

Les critres CNOMO CRr, CFr, CLr n'ont pas d'quivalent direct en norme ISO. Les paramtres les plus approchants dans les normes ISO sont ceux dclins du paramtre Rc de la norme ISO 4287 pour diffrents bornages.

Pour une pice spcifie avec les anciens critres CNOMO, il est souhaitable, pour passer aux paramtres ISO, de corrler les valeurs par des mesures.

4.7.5 Surface ayant des proprits fonctionnelles diffrentes suivant les niveaux

Ces taux de longueur portante s'appliquent des surfaces ayant des proprits fonctionnelles diffrentes suivant les niveaux.

Pour un profil R de rugosit, la courbe dAbbott Firestone est dfinie spcifiquement suivant trois paramtres Rpk, Rk et Rvk et deux bornages automatiques appels Mr1 et Mr2 (ISO 13565-2).

Destins lorigine au mesurage de la rugosit superficielle de matriaux poreux (fritts, fontes GS, etc.), ces paramtres caractrisent la courbe de longueur portante microgomtrique avec une procdure de redressement (pour liminer les creux) utilisant 2 fois le filtre de profil c.

Une droite quivalente est calcule partir de la zone centrale de la courbe de taux de longueur portante. Cette droite quivalente des moindres carrs doit inclure 40% de tous les points mesurs et offrir la plus faible pente possible.

Le paramtre Rk reprsente la diffrence de hauteur entre lintersection de cette droite avec laxe 100% et celle avec laxe 0%.

Les points Mr1 et Mr2 (%) correspondent lintersection entre le profil en rfrence et les parallles laxe des % dfinissant le paramtre Rk.

Ils sont dtermins automatiquement ( linverse des bornages P, W ou Rmr1 et 2).

Les paramtres Rpk et Rvk sont dfinis par la hauteur des triangles rectangles de surface quivalente aux zones des pics (base 0 Mr1) et des creux (base Mr2 100%).

Rpk : Hauteur des pics limins : Hauteur moyenne des pics saillants, situs au-dessus du profil crt. ! Ce critre donne des informations sur le comportement au rodage.

Rk : Profondeur du profil crt : Profondeur dfinie sur le profil de rugosit crt. ! Ce critre donne la profondeur efficace de rugosit aprs rodage.

Rvk : Profondeur des creux limins : Profondeur moyenne des creux, situs au-dessous du profil crt. ! Ce critre donne le volume de la rserve de lubrification.

Mr1 : Taux de longueur portante minimum : Taux, en poucentage, dtermin sur la ligne de coupure qui spare les pics saillants du profil crt.

Mr2 : Taux de longueur portante maximum : Taux, en poucentage, dtermin sur la ligne de coupure qui spare les creux profonds du profil crt.


Figure 48 : Reprsentation des symboles Rk, Rpk et Rvk

Il convient que les paramtres Rpk et Rvk ne soient calculs que si la courbe de taux de longueur portante na quun point dinflexion (forme en S ).

Lindication sur les plans est par exemple : Rk 2,5

Gnralement, on peut placer les paramtres de taux de longueur portante en nota sous forme de tableau.

Cette exploitation particulire de la courbe de longueur portante peut tre applique au systme E. Le profil pris en rfrence est alors la ligne enveloppe suprieure. Les paramtres prennent alors le suffixe "e"

Exemple : Rpk devient Rpke

Rk

Rvk

Rpk

Mr1 Mr20 100%

Droite quivalentem

40 %

Rk

Rvk

Rpk

Mr1 Mr20 100%

Droite quivalentem

40 %


Processus de filtrage Il est important de noter que l'exploitation des taux de longueur portante, Rpk, Rk et Rvk, est ralise avec un filtrage particulier du profil R.

En effet, pour les surfaces multi process (dites plateaux), la ligne de rfrence est largement influence par la prsence des creux.

Exemple de profil R non filtr

Ligne Moyenne

m

5

2,5

0 Le profil va subir un double filtrage ncessaire au positionnement correct de la ligne moyenne.

Profil primaire non filtr aprs suppression des creux

Position de la ligne de rfrence sur le profil primaire

Profil de rugosit

m

2,5

5

m

2,5

5

5

m

2,5

Ligne de rfrence pour la mesure de rugosit

5

m

2,5

Ligne de rfrence pour la mesure de rugosit

m

5

0

mm0 1 2

2,5

m

5

0

mm0 1 2

2,5

m

5

0

m

5

0


Exemple du traitement des surfaces dites "en plateau" (Fritts, fontes GS, chemises moteur...)

Pice : Porte de vilebrequin Matire : fonte GS. Fonction : FG. Usinage : toilage.

Quel traitement pour ce profil ? Mthode des motifs : elle est inadapte (voir figure 49 de dcomposition du profil en motifs de rugosit).

Cette mthode prend en compte les creux de profil ayant comme origine la structure du matriau (porosit) ou des creux volontairement raliss (rayures) qui sont des rserves dhuile donc utiles pour la fonction.

X

X

Rugosit superficielle obtenue par toilage

0,00

0,00

5,00

10,00

15,00

2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

A : 0,5 mm

B : 2,5 mm

R (m) 0,800

AR (m) 135,00

Rx (m) 7,730

Pt (m) 8,520

Sr (m) 1,001

Sar (m) 129,00

Figure 49 : Motifs de rugosit sur la porte de vilebrequin

En conclusion, la mthode utiliser est celle du double filtrage et les rsultats sont les suivants :

Paramtres Rsultats (m)

Rpk 0,043

Rk 0,188

Rvk 1,136


5. Mesurage Les rsultats doivent tre formaliss dans un rapport de mesure qui prcise les conditions de mesure et auxquelles est associe l'incertitude de mesure, voir l'annexe A qui donne un exemple de rapport de mesure. Le graphique peut ventuellemnt tre joint ce rapport.

5.1 Prcautions Les prcautions de mesurage sont les suivantes :

Dgraisser et nettoyer les surfaces mesurer, Environnement, support et pice non magntiques, Ne pas mesurer les parties choques ou rouilles, Eviter de gnrer des vibrations solides ou ariennes lors du mesurage. etc.

5.2 Rgles gnrales

5.2.1 Choix de la zone et de la direction

La zone et la direction de palpage, si elles ne sont pas spcifies, doivent tre : pour la zone : sur la partie de la surface sur laquelle les valeurs critiques peuvent tre escomptes

(choix visuel dans la zone fonctionnelle). pour la direction : dans la section correspondant aux valeurs maximales des paramtres de

rugosit,

A B C D

X

X

X - X

B

C

D

AProfil transversal

Profils dorientationquelconque

Figure 50 : Evolution du profil en fonction de la direction de palage

La vitesse dacquisition conseille, pour les appareils contact est au maximum de 0,5 mm/s.

5.2.2 Cas particulier : Principe de l'empreinte

Lempreinte de surface, dite aussi "rplique de surface", est une reproduction "ngative" dune surface relle ; cest un palliatif utile ou indispensable lorsque le mesurage direct est difficile ou impossible.

Il existe entre autres 2 procds : lempreinte rsine (la plus utilise), lempreinte film.

Empreinte rsine

Lempreinte rsine est privilgier, car le retrait lors de la polymrisation est mieux connu et matris.

Attention, le profil relev par empreinte est invers et il faudra en tenir compte lors de l'exploitation.

Certains calculateurs permettent dinverser le profil mesur sur lempreinte pour restituer le profil mesur de la surface.

Empreinte film

Lempreinte film consiste en la pntration dans la microgomtrie de la surface dun film qui sera fix ensuite sur une plaque rigide (verre) pour examen.

Cette technique est prfrable dans le cas de surfaces nacceptant aucune dformation par chauffement.


Il est prohib de dfinir une relation du type R = f(Ra)

5.3 Paramtrage de mesure Entre les systmes E et M, les filtrages, le dcoupage du profil et les calculs des paramtres sont totalement diffrents.

Il ny a donc pas de relation entre les paramtres de la mthode de la ligne moyenne (Systme M) et les paramtres de la mthode des motifs (Systme E). Il sagit de deux approches la fois diffrentes et complmentaires.

Les mthodes de calcul des paramtres tant totalement diffrentes, la spcification est ralise dans un seul systme, ligne Moyenne ou ligne Enveloppe

Pour un mme couple process/matire, ces relations empiriques sont toujours entaches dune trs grande dispersion, surtout pour les faibles valeurs (200 300%).

5.3.1 Systme E

La longueur d'exploitation doit, gnralement tre de 16 mm.

Dans le cas o cette condition ne peut pas tre satisfaite, on doit prendre la plus grande longueur d'exploitation possible.

Sauf spcification particulire, les conditions standards de mesurage sont :

Ln

mm

A

mm

B

mm s

m

Rayon maxi. pointe stylet

m

Intervalle maximal dchantillonnage m (pas de digitalisation)

16 < Ln 80 2,5 12,5 25 10 +/- 2 5 3,2 < Ln 16 0,5 2,5 8 5 +/-1 1,5

0,64 < Ln 3,2 0,1 0,5 2,5 2 +/-0,5 0,5 Ln 0,64 0,02 0,1 2,5 2 +/- 0,5 0,5

Les valeurs par dfaut sont en gras.

Tableau 51 : Conditions standards de mesurage

5.3.2 Systme M

5.3.2.1 Rgles

La longueur dvaluation comprenant cinq longueurs de base (ou longueurs donde de coupure) conscutives est prise comme longueur normale.

La longueur donde de coupure est choisie gale la longueur de base spcifie avec les exigences de rugosit de la surface de la pice contrler.

Quand les valeurs des longueurs de base ne sont pas spcifies au plan ou sur d'autres documents techniques, les valeurs donnes dans les tableaux 52, 53, 54 ci-aprs doivent tre utilises pour la mesure des paramtres Ra et Rz.

Cependant, pour les cas spciaux ncessitant le choix de valeurs des longueurs de base autres que celles indiques dans les tableaux, les longueurs de base et dvaluation doivent tre fixes.


Tableau 52 : longueurs de base dun profil de rugosit pour le mesurage de Ra, Rq, Rsk et pour les courbes et paramtres associs de profils non priodiques (exemple : rectifis).

Ra m Longueur de base lr mm Longueur dvaluation ln mm 0,006 < Ra 0,02 0,08 0,4

0,02 < Ra 0,1 0,25 1,25 0,1 < Ra 2,0 0,8 4 2,0 < Ra 10 2,5 12,5 10 < Ra 80 8 40

Tableau 52 Tableau 53 : longueurs de base dun profil de rugosit pour le mesurage de Rz, Rv, Rp, Rc et Rt de profils non priodiques (exemple : rectifis).

Rz, Rz1 max. m Longueur de base lr mm Longueur dvaluation ln mm 0,025 < Rz, Rz1 max. 0,10 0,08 0,4

0,10 < Rz, Rz1 max. 0,5 0,25 1,25 0,5 < Rz, Rz1 max. 10 0,8 4 10 < Rz, Rz1 max. 50 2,5 12,5 50 < Rz, Rz1 max. 200 8 40

Tableau 53

Tableau 54 : longueurs de base dun profil de rugosit pour le mesurage des paramtres R de profils priodiques et RSm de profils priodiques ou non priodiques.

RSm mm Longueur de base lr mm Longueur dvaluation ln mm 0,013 < RSm 0,04 0,08 0,4 0,04 < RSm 0,13 0,25 1,25 0,13 < RSm 0,4 0,8 4 0,4 < RSm 1,3 2,5 12,5 1,3 < RSm 4 8 40

Tableau 54

Dans les cas dinvestigation ou de mesure de paramtres (induits) non spcifis sur le dessin, loprateur peut procder :

par comparaison sur chantillon viso-tactile ; loprateur peut ainsi approximer le paramtre souhait et se reporter dans les tableaux ci-dessus pour trouver la longueur de base utiliser.

par une premire mesure avec une grande longueur de base, pour avoir une ide de lordre de grandeur du paramtre recherch. La valeur alors mesure est utilise pour trouver dans les tableaux ci-dessus la longueur de base requise. Une nouvelle mesure est alors refaite avec la bonne longueur de base.

Le rayon de la sphre de pointe de stylet doit tre associ la longueur de base. c mm s m c/s Rayon nominal

max. stylet m

Intervalle maximal dchantillonnage

(pas de digitalisation) m 0,08 2,5 30 2 0,5 0,25 2,5 100 2 0,5 0,8 2,5 300 2 " 0,5

2,5 8 300 5 ' 1,5 8 25 300 10 ' 5

Tableau 55 : Rayon de la sphre du stylet en fonction de la longueur de base " Pour les surfaces avec Ra > 0,5 m et Rz > 3 m, un rayon de pointe de 5 m peut tre utilis

sans diffrence significative sur le rsultat de mesure. ' Pour les longueurs donde de coupure s de 2,5 et 8 m, il est presque certain que lattnuation

due au filtrage mcanique dun stylet ayant le rayon de pointe recommand se situe en dehors de la bande de transmission dfinie. Cest pourquoi une petite variation du rayon ou de la forme du stylet a une influence ngligeable sur les valeurs du paramtre calcul. Si dautres rapports des longueurs de coupure savrent ncessaires pour lapplication envisage, ces rapports doivent tre spcifis.


5.3.2.2 Influences des filtres

Filtrage mcanique (patin - stylet)

Cette mthode nest valable que pour le mesurage de la rugosit et n'est plus normalise (Voir ISO 3274 annexe A).

La rfrence est la ligne dfinie par la trajectoire dun stylet se dplaant sur la pice (systme patin/stylet) : le bras support du capteur est articul et prend appui sur la pice par lintermdiaire dun patin.

Le systme enregistre les dplacements relatifs du stylet par rapport au patin.

Il est impratif de placer le patin aprs le palpage, car leffort exerc par le patin sur la surface risque dabmer ltat de surface de la pice.

Lavantage majeur du systme patin/stylet est son moindre cot.

Londulation ne peut tre mesure par cette mthode, car lamplitude dtecte par le stylet est fonction du pas moyen des irrgularits dondulation par rapport la distance patin/pointe stylet.

Distance patin - stylet gale au pas de londulation

signal de sortie filtr de londulation.

Distance patin - stylet gale au pas de londulation

amplitude dondulation x 2 Figures 56 : Forme du signal de sortie en fonction de la distance patin - stylet

Filtrage lectrique

Les filtres lectriques de type RC (Rsistance - Condensateur), historiquement les plus anciens, se trouvent sur les petits appareils datelier. Ils permettent de calculer les paramtres statistiques les plus courants. Ils ont une tendance naturelle introduire une dformation et un dphasage, donc une erreur dans le signal. Leur emploi tend disparatre.

Les filtres de rugosit sont des filtres lectriques 2RC passe haut.

Les filtres dondulation sont des filtres lectriques 2RC passe bas.


Exemple : un signal sinusodal de longueur donde 0,75 mm entrant dans un filtre lectrique RC normalis fph = 0,75 sort avec une amplitude rduite 75% 5%.

5 8 10 20mm21 2,50,80,5

0,250,20,1

0,080,050,020,01

K = coefficient de transmission de lamplitude des irrgularits de profil

010

20304050

60

708090

100

0,

08 m

m

0,25

mm

0,08

mm

2,5m

m

8mm

Figure 57 : Courbes de transmissions Filtres RC

Les valeurs de transmission sont normalises dans la srie suivante pour les filtres RC :

0,08 - 0,25 - 0,8 - 2,5 - 8 - 25 (mm).

Profil sans filtrage

R = 2,55m AR = 51 W = 1,65 AW = 895

250m

2,5m

Filtre Fpb=0,08 mm Filtre trop faible, rugosit restante

250m

2,5

m

Filtre Fpb=0,25 mm Filtre encore trop faible, lgre rugosit restante

250m

2,5

m

Filtre Fpb=0,8 mm Filtre correct W = 1,6 rugosit disparue

250m

2,5

m

Filtre Fpb=2,5 mm Filtre trop grand, ondulation trop attnue

250m

2,5

m

Filtre Fpb=8 mm

Filtre beaucoup trop grand, pratiquement aucun signal

250m

2,5

m

Figure 58 : Traitements dun profil avec diverses valeurs de filtres lectriques passe-bas : profil sans filtre

puis filtrage Fpb de 0,08 - 0,25 - 0,8 - 2,5 - 8 mm.


Filtres mathmatiques

Les filtres phases correctes ou gaussiens, les plus rcents, issus des technologies numriques, offrent lavantage dvaluer les composantes de rugosit et dondulation en un seul filtrage, sans introduire de dphasage.

Leur utilisation tend se gnraliser et prvaut sur les filtres lectriques.

Chaque point du profil mesur est pondr par une fonction de poids de type gaussienne, dfinie sur une longueur gale une longueur de base.

s(x)

s(x)

x0 - c x0 + cx0xx

x

x

y

y(x)

y(x)

Figure 59 : Fonction de pondration du filtre correcteur de phase.

Influence des filtres

+ 0 m

+ 5 m

- 10 m

- 5 m

- 15 m

- 20 m

- 25 m

Pt 21,79 mRx **Aw ***

R **Wt **Wx ***

Ar **W **

Profil NON filtr Mesure sur 4,8 mm soit 6LB

+ 5 m

- 2 0 m

- 1 5 m

- 1 0 m

- 5 m

+ 0 m

+