Manuel de tolérancement volume 4
Cotation de fabrication avec les normes ISO
Bernard Anselmetti
Lavoisier
Avant-propos
13
Introduction
15
Chapitre 1. Caractérisation des pièces mécaniques
19
1.1. Documents de spécifications19
1.2. Répartition du travail dans l'entreprise20
1.3. Dossier produit21
1.4. Dossier de fabrication22
1.4.1. Définitions des étapes de production (point de vue cotation)22
1.4.2. Dossier de gamme23
1.4.3. Dossier de phase24
1.5. Dessin d'état intermédiaire25
1.6. Méthodes effectives en entreprise25
Chapitre 2. Transfert unidirectionnel
27
2.1. Définition d'une spécification fabriquée27
2.1.1. Phase simple avec une seule référence27
2.1.2. Spécification de fabrication28
2.1.3. Phase avec plusieurs références29
2.2. Méthode de détermination des cotes fabriquées30
2.2.1. Recensement des exigences30
2.2.2. Modélisation de l'écriture ISO des exigences
et des cotes fabriquées31
2.2.3. Description de la gamme d'usinage31
2.2.4. Principe des chaînes de spécifications de fabrication32
2.2.5. Règle de détermination des spécifications de fabrication en
unidirectionnel33
2.2.6. Exemple34
2.2.7. Forme générale des transferts35
2.2.8. Application36
2.3. Représentation de l'isostatisme avec les systèmes de références37
2.3.1. Système de références construit sur les surfaces
de mise en position37
2.3.2. Montage en mandrin concentrique et butée38
2.3.3. Montage en étau et butée38
2.3.4. Montage isostatique39
2.3.5. Montage avec centreur40
2.4. Présentation détaillée de la méthode sur un exemple41
2.4.1. Dessin de définition fonctionnel41
2.4.2. Processus de production42
2.4.3. Exigences de fabrication43
2.4.4. Tableau de synthèse du processus d'usinage43
2.4.5. Construction des dessins de phases44
2.4.6. Préparation du tableau de transfert44
2.4.7. Règle d'affectation des références45
2.5. Transfert de cotes pour l'exemple47
2.5.1. Feuille de transfert de cotes47
2.5.2. Exemple d'exigence directe47
2.5.3. Exemple de transfert en deux phases48
2.5.4. Exemple de transfert en trois phases49
2.6. Algorithme de répartition des tolérances sur les cotes fabriquées49
2.6.1. Initialisation du tableau de calcul49
2.6.2. Recherche de l'exigence la plus sévère50
2.6.3. Simplification et itération50
2.6.4. Affectation des références en cas de conflits52
2.7. Ecriture ISO des spécifications fabriquées53
2.7.1. Cas 1 : cote fabriquée comportant un triangle53
2.7.2. Cas 2 : cote fabriquée comportant un rond53
2.7.3. Cas 3 : cote fabriquée comportant deux flèches53
2.8. Cotation de fabrication de l'exemple54
2.9. Synthèse55
Chapitre 3. Optimisation des tolérances
57
3.1. Rappel de la répartition uniforme57
3.1.1. Tableau de transfert de cotes de fabrication57
3.1.2. Commentaires relatifs à la notion de dispersion58
3.1.3. Répartition iso-capabilité58
3.1.4. Répartition des tolérances en ingénierie simultanée61
3.1.5. Affinage des cotes fabriquées en production stabilisée62
3.2. Traitement des exigences unilimites62
Chapitre 4. Modèle des zones de dispersion
65
4.1. Principe des zones de dispersion65
4.1.1. Forme générale des exigences65
4.1.2. Modèle des Delta1 sur machines conventionnelles66
4.1.3. Modèle des Delta1 en commande numérique67
4.1.4. Représentation des dispersions par un tableau69
4.1.5. Changements de variables69
4.1.6. Cas du fraisage en commande numérique70
4.2. Exigences bidimensionnelles ou tridimensionnelles72
4.3. Répartition statistique des tolérances75
4.4. Résolution77
Chapitre 5. Production, réglage et contrôle
79
5.1. Définitions générales79
5.1.1. Réglage et production79
5.1.2. Validation d'une pièce et validation d'un réglage79
5.1.3. Problème de l'indépendance du réglage des outils80
5.1.4. Fiche de réglage et fiche de production80
5.1.5. Principe du calcul des cotes de production81
5.2. Détermination des spécifications de production82
5.2.1. Décomposition en spécifications de production82
5.2.2. Spécifications machines84
5.2.3. Travail en référence auxiliaire85
5.2.4. Nature des spécifications de production86
5.2.5. Algorithme de détermination des spécifications de production86
5.2.6. Application à l'exemple87
5.3. Optimisation des tolérances de production87
5.4. Fiche de réglage89
5.4.1. Principe89
5.4.2. Spécifications de réglage avec présérie89
5.4.3. Spécifications de réglage sur la première pièce de la série90
5.5. Fiche de contrôle92
5.5.1. Contrôle en ligne92
5.5.2. Surveillance de la production93
5.6. Synthèse96
5.6.1. Mise en oeuvre du processus de cotation de fabrication96
5.6.2. Décomposition des tolérances97
Chapitre 6. Dessins de définition intermédiaire
101
6.1. Principe101
6.2. Règles de détermination des spécifications d'état intermédiaire102
6.3. Dessins de définition intermédiaire104
6.4. Dessin de définition intermédiaire réduit106
6.5. Conformité des pièces et conformité des moyens de production106
6.6. Gestion des spécifications hors tolérances109
Chapitre 7. Maximum et minimum de matière
111
7.1. Particularité du maximum et du minimum de matière111
7.2. Spécifications de fabrication avec une exigence au maximum
de matière112
7.2.1. Exigence fonctionnelle au maximum de matière112
7.2.2. Fabrication en une seule phase112
7.2.3. Fabrication en deux phases112
7.3. Spécification de fabrication avec un centreur115
7.3.1. Exigence avec une référence au maximum de matière115
7.3.2. Exigence avec une référence au minimum de matière117
7.3.3. Synthèse119
7.4. Transfert avec une référence au maximum de matière120
7.4.1. Exemple avec référence au maximum de matière120
7.4.2. Fabrication en une seule phase121
7.4.3. Fabrication en deux phases sur la même mise en position121
7.4.4. Fabrication en deux phases avec reprise dans l'alésage124
7.5. Spécifications de production avec le maximum de matière125
7.5.1. Principe125
7.5.2. Surface tolérancée au maximum de matière125
7.5.3. Surveillance des machines avec le maximum de matière127
7.6. Spécifications de production avec référence au maximum de matière128
7.6.1. Référence au maximum de matière128
7.6.2. Référence au maximum de matière avec centreur131
7.7. Synthèse132
Chapitre 8. Géométrie réaliste
133
8.1. Introduction133
8.2. Déformation des pièces en production133
8.2.1. Déformations dues au bridage133
8.2.2. Déformations des outils134
8.2.3. Déformations des pièces en fabrication135
8.2.4. Déformations des pièces en assemblage136
8.3. Influence des défauts sur la définition des références137
8.3.1. Différence entre références partielles et référence
simple primaire137
8.3.2. Différence entre références partielles et référence
simple secondaire138
8.3.3. Analyse des repères en cours d'usinage139
8.4. Analyse détaillée des dispersions en tournage commande numérique141
8.4.1. Analyse des défauts de la machine en tournage141
8.4.2. Définition des zones de dispersion d'usinage142
8.4.3. Définition des zones de dispersion de reprise144
8.5. Mesure et réglage145
8.5.1. Mesure d'une pièce145
8.5.2. Réglage d'un outil146
8.5.3. Suivi statistique147
8.5.4. Synthèse148
Chapitre 9. Méthode TZT
149
9.1. Introduction149
9.1.1. Nécessité d'un transfert 3D149
9.1.2. Exemple de transfert150
9.1.3. Principe de transfert151
9.2. Description des données152
9.2.1. Dessin de définition de la pièce152
9.2.2. Processus d'usinage153
9.2.3. Préparation des dessins de phase154
9.2.4. Description du processus d'usinage156
9.2.5. Représentation vectorielle des zones de tolérance158
9.2.6. Rôle des références pour une exigence159
9.2.7. Rôle des références pour une spécification de fabrication161
9.2.8. Feuille de synthèse des spécifications fabriquées162
9.3. Règles de transfert164
9.3.1. Règle 1 : spécifications intrinsèques164
9.3.2. Règle 2 : initialisation du tableau de transfert164
9.3.3. Règle 3 : exigence directe165
9.3.4. Règle 4 : transfert de cotes 3D166
9.3.5. Règle 5 : réduction du tableau167
9.3.6. Règle 6 : transfert entre références partielles
d'une même surface168
9.3.7. Règle 7 : spécifications entre surfaces usinées
dans la même phase169
9.3.8. Règle 8 : convergence dans une phase170
9.3.9. Règle 9 : cotation du brut172
9.4. Application172
9.4.1. Exigence C7172
9.4.2. Exigence C8174
9.4.3. Exigence C9177
9.4.4. Exigence C10179
9.4.5. Exigence C12182
9.5. Dessins de phase183
9.6. Conclusion185
Chapitre 10. Résultante 3D par les droites d'analyse
187
10.1. Problématique187
10.1.1. Méthodologie générale187
10.1.2. Rappel des données188
10.1.3. Discrétisation de la surface terminale de l'exigence190
10.1.4. Expression de l'exigence191
10.2. Transfert de l'exigence C8192
10.2.1. Etude de l'exigence192
10.2.2. Etude du cumul des écarts en phase 40193
10.3. Mise en position isostatique sur trois plans quelconques195
10.3.1. Renvoi au volume 3195
10.3.2. Cas général avec trois plans quelconques196
10.3.3. Cas général avec trois plans perpendiculaires198
10.3.4. Droite d'analyse parallèle au plan secondaire198
10.3.5. Droite d'analyse parallèle au plan primaire199
10.3.6. Droite d'analyse perpendiculaire au plan tertiaire200
10.4. Application au transfert de l'exigence C8 en phase 30200
10.4.1. Déplacement du nominal dGHJ(F1, (...))/AB200
10.4.2. Déplacement dG(P1, (...))/AB et dH(S1, (...))/AB en phase 30203
10.4.3. Calcul global de la résultante 3D204
10.5. Application à l'exigence C9205
10.5.1. Analyse de l'exigence et des dessins de phase205
10.5.2. Déplacement du nominal dAB(F1, (...))/GHJ en phase 30207
10.5.3. Déplacement dB(S1, (...))/GHJ et dB(S2, (...))/GHJ en phase 30209
10.5.4. Angle a(plan A, (...))/GHJ et a(plan A, - (...))/GHJ en phase 30210
10.5.5. Déplacement d(F1, - (...))/GHJ en phase 20211
10.5.6. Calcul global de la résultante 3D212
10.6. Application à l'exigence C10213
10.6.1. Analyse de l'exigence et des dessins de phase213
10.6.2. Déplacement du nominal dAB(F1, - (...))/GHJ en phase 30214
10.6.3. Déplacement dB(S1, - (...))/GHJ
et angle a(plan A, (...))/GHJ en phase 30217
10.6.4. Déplacement d(F1, (...))/GHJ en phase 20217
10.6.5. Déplacement dH(S1, - (...))/GEF
et angle a(plan G, (...))/GEF en phase 20219
10.6.6. Déplacement d(F1, (...))/GEF en phase 10220
10.6.7. Déplacement a(plan G, - (...))/DEF en phase 10221
10.6.8. Déplacement d(F1, (...))/DEF sur le brut222
10.6.9. Calcul global de la résultante 3D222
10.7. Conclusion223
10.7.1. Résumé de la méthode des droites d'analyse223
10.7.2. Synthèse225
10.7.3. Exploitation de la méthode225
10.7.4. Approche statistique226
10.7.5. Bilan227
Chapitre 11. Tolérancement assisté par ordinateur
229
11.1. Présentation du projet229
11.1.1. Introduction229
11.1.2. Géométrie de la pièce finie229
11.1.3. Cotation de la pièce230
11.1.4. Démarche adoptée230
11.1.5. Architecture informatique232
11.2. Création des surfaces d'ébauche et des posages232
11.2.1. Création des surfaces intermédiaires d'ébauche et du brut232
11.2.2. Création des posages234
11.2.3. Acquisition de la géométrie236
11.3. Définition de la gamme237
11.3.1. Stratégies de description de la gamme237
11.3.2. Organigramme de description de la gamme239
11.3.3. Application à la pièce239
11.3.4. Image de la gamme dans Excel240
11.3.5. Modification de la pièce241
11.4. Exigences à respecter241
11.4.1. Définition des exigences fonctionnelles241
11.4.2. Définition des exigences de fabrication242
11.5. Génération des spécifications de fabrication243
11.5.1. Méthode de transfert243
11.5.2. Direction de transfert243
11.5.3. Recherche de la référence active243
11.5.4. Limitation244
11.5.5. Description des spécifications de fabrication245
11.5.6. Description d'une chaîne de cotes246
11.5.7. Ajout de conditions spécifiques247
11.5.8. Tableau de synthèse247
11.6. Calcul de la résultante et de la marge247
11.6.1. Définition de la marge sur une exigence247
11.6.2. Cas d'une exigence exprimée par une cote248
11.6.3. Cas des localisations249
11.6.4. Prise en compte du jeu dans un centreur250
11.7. Optimisation de la répartition des tolérances251
11.7.1. Répartition manuelle des tolérances251
11.7.2. Principe de répartition iso-capabilité252
11.7.3. Maîtrise de l'optimisation254
11.7.4. Résultats obtenus254
11.8. Exploitation des résultats255
11.8.1. Mise à jour des surépaisseurs255
11.8.2. Définition des états intermédiaires256
Chapitre 12. Exercices de cotation de fabrication
257
12.1. Transfert de cotes 1D qualitatif257
12.1.1. Sujet257
12.1.2. Proposition de correction258
12.2. Transfert 1D en normes ISO259
12.2.1. Sujet259
12.2.2. Proposition de correction262
12.3. Réalisation d'une symétrie265
12.3.1. Sujet265
12.3.2. Proposition de correction266
12.4. Transfert avec cotation du brut269
12.4.1. Sujet269
12.4.2. Proposition de correction271
12.5. Simulation tridimensionnelle274
12.5.1. Sujet274
12.5.2. Proposition de correction275
12.6. Simulation unidirectionnelle276
12.6.1. Sujet276
12.6.2. Proposition de correction278
Chapitre 13. Exercices de cotation de production
295
13.1. Cotes de production295
13.1.1. Sujet295
13.1.2. Proposition de correction297
13.2. Mors doux301
13.2.1. Sujet301
13.2.2. Proposition de correction307
Conclusion
313
Bibliographie
315
Index
321
Sommaire du volume 1
325
Sommaire du volume 2
329
Sommaire du volume 3
333