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LYCEE LOUIS VINCENT METZ

TOLERANCEMENT GPS (geometrical Product specification)

SOMMAIRE

1. LE DESSIN DE DEFINITION 2

2. NOTIONS DE TOLERANCEMENT 2

3. EXEMPLES DE DESSIN DE DEFINITION 3,4

4. NOTIONS DE SPECIFICATION GEOMETRIQUE DES PRODUITS (GPS)

5

5. LE PRINCIPE DE L’INDEPENDANCE 6

6. LES ELEMENTS TOLERANCES EN DIMENSIONNEL 7

7. LES TOLERANCES DIMENSIONNELLES 8

8. L'EXIGENCE D'ENVELOPPE 9

9. SYSTEME ISO DE COTES ET D'AJUSTEMENT 11

10. LES TOLERANCES GEOMETRIQUES 12

11. PRINCIPE DU TOLERANCEMENT GEOMETRIQUE 12

12. LES ELEMENTS TOLERANCES DES TOLERANCES GEOMETRIQUES

13

13. LES ELEMENTS DE REFERENCE 14

14. TOLERANCES GEOMETRIQUES DE FORME 16

15. TOLERANCES GEOMETRIQUES D'ORIENTATION 18

15.1 ET 15.2. PARALLELISME 18

15.3 ET 15.4. PERPENDICULARITE 19

16. TOLERANCES GEOMETRIQUES DE POSITION 20

16.1. COAXIALITE 20

16.2. LOCALISATION 20

16.3 ET 16.4. SYMETRIE 21

16.5, 16.6, 16.7, 16.8. LOCALISATION 22

17. BATTEMENT SIMPLE 26

18. BATTEMENT TOTAL 27

19. ZONE COMMUNE 28

20. ETATS DE SURFACE 29

21. LE MODELE NOMINAL 30

Version 1 du 11/11/11


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1. LE DESSIN DE DEFINITION DE PRODUIT FINI C’est un document de référence conforme aux normes et qui représente, en une ou plusieurs vues, l’état de finition d’un produit élémentaire (pièce).

Il est élaboré par les différents intervenants du cycle conception-fabrication-contrôle qui doivent maîtriser le même langage : le langage des normes de cotation.

Son but : • définir les éléments de la pièce (surfaces) et leurs dispositions relatives • définir la distribution de la matière par rapport à ces surfaces • définir toutes les spécifications et indications qui caractérisent la pièce et en particulier :

- les caractéristiques dimensionnelles et/ou géométriques - le tolérancement* des éléments

Le dessin de définition d’un produit doit toujours être associé aux processus de fabrication et contrôle.

* : Le terme "tolérancement" a tendance à remplacer le terme "cotation".

2. NOTIONS DE TOLERANCEMENT Le tolérancement normalisé définit des grandeurs mesurables sur des pièces réelles et leurs limites à l’aide :

• de cotes • de tolérances dimensionnelles • de tolérances géométriques • d’indications d’états de surface

C’est un langage graphique qui comprend : • des symboles et des règles d’écriture appliqués aux dessins techniques et aux documents annexes • des règles de lecture de ce langage qui reposent sur :

� un principe : le principe de l’indépendance � des tolérances dimensionnelles � éventuellement une exigence : l’exigence d’enveloppe � des tolérances géométriques.

Chaque tolérance possède : • une limite supérieure et/ou • une limite inférieure.

Ces limites admissibles sont déterminées dans le but : • de maîtriser la fabrication et/ou • de satisfaire au mieux les fonctions pour lesquelles le mécanisme a été conçu et pour un coût minimal.

L’écart entre ces deux limites constitue : • un intervalle de tolérance (IT) pour le tolérancement dimensionnel • une zone de tolérance pour le tolérancement géométrique.

**: la matrice GPS est un tableau regroupant et montrant la structure de toutes les normes de tolérancement ISO

La comparaison entre les résultats des mesurages effectués sur les pièces et les valeurs limites de ces tolérances permet de déterminer la conformité ou la non-conformité des pièces constituant le mécanisme.

en référence à des normes **


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3. EXEMPLES DE DESSINS DE DEFINITION DE PRODUITS FINIS


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4. NOTIONS DE SPECIFICATION GEOMETRIQUE DES PRODUITS (GPS)

« La spécification géométrique constitue l’étape de conception destinée à établir l’étendue des écarts tolérés d’un ensemble de caractéristiques d’une pièce donnée, satisfaisant aux exigences de performance fonctionnelle de la pièce. Elle définit également un niveau de qualité en adéquation avec le processus de fabrication, les limites tolérées pour la fabrication, ainsi que les critères satisfaisant à la décision de contrôle de la pièce. » (extrait de la norme ISO/TR 17450-1 2000)

Ainsi la représentation d’une pièce sur un dessin de définition et son tolérancement normalisé

expriment à la fois :

la géométrie idéale de la pièce les tolérances pour la géométrie réelle de la pièce

c’est la géométrie parfaite de la pièce appelée aussi géométrie nominale.

ce sont les écarts géométriques autorisés appelés aussi tolérancements

Il s’agit :

- de la forme (géométrie de la pièce)

- des dimensions angulaires et linéaires

Il s’agit :

- de zones de tolérance définies autour de la géométrie nominale et construites sur la géométrie réelle

- d’écarts admissibles pour une caractéristique géométrique (taille, état de surface)

Définition de la géométrie nominale :

forme + dimensions

Définition du tolérancement :

zones de tolérance + écarts géométriques admissibles

50

20

30

25

15

∅14

Zone de tolérance

Zone de tolérance Zone de tolérance

50

(30)

B

C

A

(20)

0,3 C

Brut : étiré 30 x 20

25

Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983

0,2 A B

∅0,2 B A C

∅14H8 E Ra 3,2

Ra

3,2

Ra 3,2

(30)

0,1


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5. LE PRINCIPE DE L’INDEPENDANCE selon la norme GPS de base ISO 8015 1985

« Chaque exigence dimensionnelle ou géométrique spécifiée sur un dessin doit être respectée en elle-même (indépendamment des autres exigences) sauf si une relation particulière (ex : exigence d'enveloppe, tolérance au maximum ou au minimum de matière) est spécifiée. »

Exemple Signification des symboles

Tolérances géométriques (selon la norme GPS générale NFE 04-552 ou ISO 1101)

• Tolérance de position : localisation • Tolérance d’orientation : parallélisme • Tolérance de forme : planéité

Dimension théorique exacte accompagnant la localisation Tolérance dimensionnelle : cote linéaire + tolérancement (selon la norme GPS de base ISO 8015) Désignation de la surface de référence pour les tolérances géométriques de position et d’orientation (selon la norme GPS générale NF E 04 554 ou ISO 5459)

Commentaires :

La tolérance dimensionnelle limite uniquement les dimensions locales réelles mais pas les écarts de forme, d’orientation ou de position.

Les différentes tolérances doivent être considérées indépendamment l'une de l'autre.

20±0

,5 20

,25

A A

0,05 0,03

0,01

A


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6. LES ÉLEMENTS TOLERANCES EN DIMENSIONNEL selon la norme GPS NF EN ISO 14660-1-2 1996

Définition : un élément tolérancé est un élément non idéal. C’est en général l’élément réel lui-même, une partie de celui-ci ou un élément élaboré à partir de celui-ci.

Convention : dans ce document, les éléments tolérancés et les surfaces réelles correspondantes sont en rouge.

ÉLEMENTS TOLERANCES DES TOLERANCES DIMENSIONNELLES

Exemples de cotation Éléments réels Éléments tolérancés Commentaires

Surface cylindrique Ensemble des dimensions locales

L’élément tolérancé est l’ensemble des dimensions locales.

Ce sont les distances entre deux points opposés (bipoints) appartenant à la surface réelle.

Couple de 2 surfaces planes

Ensemble des dimensions locales

L’élément tolérancé est l’ensemble des dimensions locales.

Ce sont les distances entre deux points opposés (bipoint) appartenant chacun à une surface réelle.

∅X

±a

Plans associés

Élément tolérancé X±a

Cylindre associé

Élément tolérancé


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7. LES TOLERANCES DIMENSIONNELLES selon la norme GPS de base ISO 8015 1985 8.1 Cote linéaire tolérancée : diamètre d’un cylindre

Représentation graphique Modélisation

Intervalle de tolérance : IT = cote Maxi – cote mini

Condition de conformité : chaque dimension locale réelle ou taille mesurée entre deux points (bipoint) diamétralement opposés et appartenant à la surface réelle tolérancée doit être comprise dans les limites de la tolérance. (voir détail de l’élaboration de la taille dans la norme ISO 14660-2 1996).

39,9 ≤ di ≤ 40,1

Commentaires Il s’agit ici de la cotation d’un élément géométrique unique de forme nominalement cylindrique caractérisée par un paramètre intrinsèque (c-à-d appartenant en propre au cylindre) appelé diamètre.

La cote linéaire tolérancée ne limite pas le défaut de forme (cylindricité) de l’élément (pas d’exigence d’enveloppe).

8.2 Cote linéaire tolérancée : distance entre deux surfaces planes et parallèles


Intervalle de tolérance : IT = cote Maxi – cote mini

Condition de conformité : chaque dimension locale réelle ou taille mesurée entre deux points (bipoint) en regard et appartenant aux surfaces réelles tolérancées doit être comprise dans les limites de la tolérance (voir détail de l’élaboration de la taille dans la norme ISO 14660-2 1996).

23,9 ≤ di ≤ 24,1

Commentaires

Il s’agit ici de la cotation d’un élément géométrique unique constitué d’un COUPLE de deux surfaces nominalement planes et parallèles caractérisé par un paramètre intrinsèque appelé taille.

La cote linéaire tolérancée ne limite ni le défaut d’orientation (parallélisme) ni les défauts de forme (planéité) des éléments (pas d’exigence d’enveloppe).

Tolérancement ISO 8015 1985

∅ 4

0±0,

1

d1

d3

d4 d5

d2

Dimensions locales réelles mesurées

Surface cylindrique réelle tolérancée

24±0

,1


d2

d1 d3

d4

d5 d6

Dimensions locales réelles mesurées

Surfaces planes réelles tolérancées


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Remarques :

- La cote linéaire tolérancée ne peut s’appliquer qu’à un élément cylindrique ou à deux éléments plans parallèles et en vis-à-vis. Il faut que le bipoint existe physiquement.

Exemples :

(On peut néanmoins accepter cette cotation pour des trous taraudés.)

- Ces cotes non valides seront remplacées par des tolérances géométriques de localisation

- Une cote linéaire tolérancée ne définit pas de zone de tolérance

8. L’EXIGENCE D’ENVELOPPE selon la norme GPS de base ISO 8015-1985

Un arbre coté ∅30 -0,1/-0,2 ne pourra pas toujours s'assembler dans un alésage coté ∅30 +0,2/0 (si son défaut de forme est excessif, par exemple, s’il est cintré ).

Si l’on veut que la condition de montage soit satisfaite, il faut ajouter au tolérancement dimensionnel une condition supplémentaire , « l’exigence d’enveloppe », imposant que :

« L’enveloppe de forme géométrique parfaite à la dimension au maximum de matière de l’élément considéré ne doit pas être dépassée. » (extrait de la norme ISO 8015).

• pour un arbre, cette enveloppe est un alésage parfait de Ø = cote Maxi de l'arbre (ici ∅29,9)

• pour un alésage, cette enveloppe est un arbre parfait de Ø = cote mini de l'alésage (ici ∅30) Alors : l'assemblage sera possible avec un jeu minimal de 0,1 en tous point

L’exigence d’enveloppe est indiquée par :

• le symbole ��E placé à la suite de la tolérance linéaire et/ou

• une référence à la norme ISO 8015 1985 inscrite près du cartouche du dessin de définition.

∅ 3

0,1

∅ 2

9,85

Interférence de matière

40±0,2

15±0,3

Cotes non valides

30±0

,2

Zone valide

Cote valide sur une zone

15±0,2 10±0,2

Cotes non valides Cotes valides

15±0,3

30±0,1 Zone de validité de la cote 30±0,1

∅12

h10

∅20

±0,2

40±0,2

Cotes non valides

15±0,1


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8.2 Cote linéaire tolérancée avec exigence d’enveloppe : diamètre d’un arbre


Conditions de conformité

La surface cylindrique réelle tolérancée doit respecter les deux exigences suivantes :

• l’arbre entier doit rester dans la limite de l’enveloppe cylindrique de forme parfaite et de ∅ 40,1. Il s’agit de la dimension au « maximum de matière » qui correspond, pour un arbre, à sa cote maxi.

• chaque diamètre local doit vérifier la condition de conformité : ∅39,9 ≤ di ≤ ∅40,1

8.3 Cote linéaire tolérancée avec exigence d’enveloppe : diamètre d’un alésage


Conditions de conformité

La surface cylindrique réelle tolérancée doit respecter les deux exigences suivantes :

• l’alésage entier doit rester dans la limite de l’enveloppe cylindrique de forme parfaite et de ∅ 15,9 Il s’agit de la dimension au « maximum de matière » qui correspond, pour un alésage, à sa cote mini.

• chaque diamètre local doit vérifier la condition de conformité : ∅15,9 ≤ di ≤ ∅16,1


∅∅ ∅∅ 4

0

∅ 4

0±0,

1 E

Exigence d’enveloppe


d1

d2

d3

Enveloppe de forme parfaite à la dimension au « maximum de matière »

Diamètres locaux réels

∅ 4

0,1


Exigence d’enveloppe

∅ 1

6±0,

1 E

Enveloppe de forme parfaite à la dimension au « maximum de matière »


∅15

,9

Diamètres locaux réels

d1

d2

d3

d4


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9. LE SYSTEME ISO DE TOLERANCES ET D’AJUSTEMENTS Selon la norme GPS générale NF EN 20286-1 1993 ou ISO 286-1

9.1 Exemple de cotation

Examinons en détail la spécification du dessin de définition : ∅14 H 8 (page 5)

∅ 14 H 8 Position de la zone de tolérance : la position de l'intervalle de tolérance par rapport à la ligne zéro est symbolisée par une (ou quelquefois 2) lettre de l’alphabet, majuscule pour les alésages et minuscule pour les arbres. Qualité : la qualité (appelé également position de la tolérance ou précision) est symbolisé par un nombre :

01 - 0 - 1 - 2 - 3 …………………………………… 13 - 14 - 15 - 16 Pour une même qualité, l'intervalle de tolérance varie en fonction de la dimension nominale : plus la dimension est grande, plus l’intervalle de tolérance est grand.

9.2 Représentation graphique d’un ajustement

Intervalle de Tolérance = Dimension maximale – Dimension minimale

Ou en abrégé : IT = D maxi – D mini

Pour l’alésage :

Ecart supérieur ES = D max – D nom

Ecart inférieur EI = D min – D nom

Pour l’arbre :

Ecart supérieur es = d max – D nom

Ecart inférieur ei = d min – D nom

Consulter les tableaux des tolérances ISO pour connaître les valeurs des IT, écarts, cotes maxi et mini des alésages et des arbres.

plus précis moins précis

Symbole de la qualité

diamètre d’une surface cylindrique

Dimension nominale commune Symbole de la position de la zone de tolérance

Alésage

Dimension minimale

Dimension maximale

Dimension nominale

Dimension nominale

Dimension minimale

Dimension maximale

Ecart inférieur

Ecart supérieur

Tolérance dimensionnelle

Ecart supérieur

Ecart inférieur

Tolérance dimensionnelle

Arbre Ligne zéro

Jeu Maxi

Jeu mini


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10. LES TOLERANCES GEOMETRIQUES Selon la norme GPS générale NFE 04-552 1983 OU ISO 1101 1983

Elles définissent toutes un même type de tolérance par « zone de tolérance »

Tolérances Cas généraux Cas particuliers Rectitude Forme d’une ligne quelconque

Circularité Planéité

Forme

(sont intrinsèques) Forme d’une surface quelconque

Cylindricité Parallélisme Orientation Inclinaison

Perpendicularité Concentricité Coaxialité

Position Localisation

symétrie

Radial Axial Battements circulaires (norme ISO)

simples (norme NF) Oblique Radial Axial

Battements (Le battement est le défaut conjugué de forme, d’orientation et de position mesuré au cours de la rotation d’un élément autour d’un axe de référence) Battements totaux

Oblique (Norme NF)

11. LE PRINCIPE DU TOLERANCEMENT GEOMETRIQUE : EXEMPLE


Définitions : surface de référence : élément réel appartenant à la pièce et utilisé pour construire la référence spécifiée A. référence spécifiée : élément idéal (de forme géométriquement parfaite). Elle est associée à la surface de référence réelle. Dans ce cas il s’agit d’un plan tangent du côté libre de matière et, si nécessaire, occupant une position moyenne. support de la zone de tolérance : élément idéal de même nature que l’élément tolérancé idéal (plan), parallèle à la référence associée et situé à une distance théorique exacte de 40mm de celle-ci. zone de tolérance : espace limité par deux plans parallèles au support de la zone de tolérance, distants de 0,2mm et situés symétriquement par rapport à ce support. surface tolérancée : élément réel de la pièce dont il faut limiter les défauts et qui doit donc être compris à l’intérieur de la zone de tolérance pour satisfaire la condition de conformité. dimension théorique exacte : valeur encadrée (sur le dessin de définition) qui définit la position théorique du support de la zone de tolérance par rapport à la référence spécifiée.

40

A

A 0,2

Cadre de tolérance

Cadre de référence

dimension théorique exacte

40

A

Dimension théorique exacte

Zone de tolérance

Surface tolérancée

Support de la zone de tolérance

0,2

Surface de référence

Référence spécifiée A


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12. LES ELEMENTS TOLERANCES DES TOLERANCES GEOMETRIQUES Définition : un élément tolérancé est un élément non idéal. C’est en général l’élément réel lui-même, une partie de celui-ci ou un élément élaboré à partir de celui-ci.

Il doit être situé à l’intérieur d’une zone de tolérance pour satisfaire la condition de conformité.

Convention : dans ce document, les éléments tolérancés et les surfaces réelles correspondantes sont en rouge.

ÉLEMENTS TOLERANCES DES TOLERANCES GEOMETRIQUES

Exemples de cotation Éléments réels Éléments tolérancés Commentaires

Surface plane Surface plane elle-même

L’élément tolérancé est la surface réelle elle-même

Surface cylindrique Surface cylindrique elle-même

L’élément tolérancé est la surface réelle elle-même.

Surface cylindrique La ligne médiane extraite

L’élément tolérancé est la ligne médiane extraite car la flèche issue du cadre de tolérance est en face de la cote.

C’est une suite de points, lieu des centres des sections droites du cylindre réel.

Couple de 2 surfaces planes La surface médiane extraite

L’élément tolérancé est la surface médiane extraite car la flèche issue du cadre de tolérance est en face de la cote.

C’est un ensemble de points lieu des milieux des bipoints (deux points opposés)

0,2 A

Milieu d’un bipoint

Plans associés



0,2

Ø 0,2 A

0,2 A



Cylindre associé


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13. LES ÉLEMENTS DE REFERENCE selon la norme GPS NF E 04-554 1988 ou ISO 5459 1981 et le projet de norme ISO/DIS 5459-2 2001

13.1 Définition

Une surface de référence est un élément réel appartenant à la pièce et utilisée pour construire une référence spécifiée. La « référence spécifiée » est :

• soit un élément idéal associé à la surface de référence (cas de la surface plane) • soit un élément idéal plus simple qui en est dérivé (cas de l'axe d’un cylindre ou du plan médian d'un couple de 2

surfaces planes). La référence spécifiée sert de référence de position et(ou) d’orientation à l’élément support de la zone de tolérance. Convention : dans ce document, les références spécifiées et leurs surfaces réelles correspondantes sont en bleu.

13.2 Construction des références spécifiées

ELEMENTS DE REFERENCE

Exemples de cotation Éléments réels Références spécifiées Commentaires

Surface plane Le plan associé à la surface réelle

La référence spécifiée est le plan associé à la surface réelle.

C’est un plan géométriquement parfait, tangent du côté libre de matière et, si nécessaire, occupant une position moyenne.

Surface cylindrique L’axe du cylindre associé à la surface réelle

La référence spécifiée est l’axe du cylindre associé à la surface réelle.

- Pour un arbre le cylindre associé est le plus petit cylindre parfait circonscrit au cylindre réel.

- Pour un alésage le cylindre associé est le plus grand cylindre parfait inscrit au cylindre réel.

Couple de 2 surfaces planes

Le plan médian aux deux plans associés

La référence spécifiée est le plan médian aux 2 plans associés à chaque surface plane réelles.

C’est un plan géométriquement parfait bissecteur des 2 plans tangents et, si nécessaire en position moyenne aux deux surfaces réelles.

REMARQUE : les tolérances géométriques de forme ne nécessitent pas de référence spécifiée puisqu’il s’agit de tolérancements intrinsèques (ils sont propres à l'élément lui-même).

Référence spécifiée

surface de référence

A Référence spécifiée

surface de référence

A

Plans associés

Référence spécifiée

surfaces de référence

A

Cylindre associé


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13.3 Langage graphique le plus courant désignant la référence spécifiée

Type d’élément Représentation graphique Commentaires

Pour désigner une référence spécifiée associée à une surface plane réelle :

Le triangle indicateur de la référence spécifiée est :

- sur la référence spécifiée ou bien - séparé de la ligne de cote.

Pour désigner l’axe d’un cylindre associé à une surface cylindrique réelle :

Le triangle indicateur de la référence spécifiée est dans le prolongement de la ligne de cote.

Pour désigner un plan médian aux deux plans associés à un couple de 2 surfaces planes réelles :

Le triangle indicateur de la référence spécifiée est dans le prolongement de la ligne de cote.

13.4 Différents types de références spécifiées

Langage graphique désignant l’élément tolérancé Définitions

Référence spécifiée simple

Elément géométrique simple établi à partir :

- d’une surface plane ou cylindrique considérée seule ou - d’une entité dimensionnelle : couple de deux surfaces planes

Référence spécifiée commune

Elément géométrique simple établi à partir :

- de plusieurs surfaces planes ou cylindriques considérées simultanément et/ou - de une ou plusieurs entités dimensionnelles considérées simultanément.

Système de références spécifiées Système constitué d’une liste ordonnée de deux ou trois

références spécifiées qui peuvent être simples ou communes

Référence spécifiée partielle

Partie d’un élément non idéal (surface) utilisée pour établir une référence spécifiée. Une référence partielle peut être un point, une ligne ou une zone appartenant à une surface.

A

A-B

A B C

Ou A1,2,3 A

A1 A2 A3

A

A A

A A ou


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14. ÉTUDE DE TOLERANCES GEOMETRIQUES DE FORME Selon les normes GPS générales NFE 04-552 - 1983 ou ISO 1101 - 1983.

14.1 Tolérance géométrique de planéité d’une surface plane.


Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,08. Cette zone est libre en rotation et en translation par rapport à la pièce.

Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.

14.2 Tolérance géométrique de cylindricité d’une surface cylindrique.


Zone de tolérance : espace compris entre deux cylindres C1 et C2 idéaux, coaxiaux, de rayons variables et dont la différence des rayons est de t = 0,08.

Cette zone est libre en rotation et en translation par rapport à la pièce.


t = 0

,08

Zone de tolérance

Surface réelle tolérancée

Plan théorique P1

Plan théorique P2

0,08



0,08

∅40

±0,1

60±0,4

Zone de tolérance

Cylindre théorique C1



t = 0

,08 Axe de C1 et C2


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14.3 Tolérance géométrique de forme d’une surface complexe, prismatique ou/et de révolution (selon la norme expérimentale XP E 04-562 2000)


Zone de tolérance : espace compris entre deux surfaces enveloppes SE1 et SE2 lieux géométriques des extrémités du diamètre d’une sphère de diamètre ∅0,2 , normal à la forme théorique.

La forme théorique d’une surface est définie par son type et ses paramètres intrinsèques. Ceux-ci sont caractérisés par les dimensions théoriques exactes définies :

• soit explicitement sur le dessin

• soit par un modèle numérique (description mathématique du modèle)

Le centre de la sphère décrit cette forme théorique de l’élément tolérancé (support de la tolérance).

Cette zone de tolérance est libre en translation et en rotation par rapport à la pièce.


Commentaires :

• « FRM » est l’abréviation de « forme »

• Le diamètre de la sphère peut être constant ou variable (consulter la norme XP E 04-562).

Le symbole indique que la tolérance s’applique à tous les éléments simples qui composent le contour représenté sur le dessin.

Le symbole indique que la tolérance s’applique à tous les éléments qui constituent les surfaces réelles de la pièce

Tolérancements ISO 8015 1985 XP E 04-562 2000

SE1

Zone de tolérance

t = 0,2

dimensions théoriques exactes

Support de la zone de tolérance : forme théorique

Surface réelle tolérancée R3

R30

SE2

Sphère 5

0,2 FRM R30

5

R3

FRM

FRM


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15. ÉTUDE DE TOLERANCES GEOMETRIQUES D’ORIENTATION Selon les normes GPS générales NFE 04-552 1983 ou ISO 1101 1983.

15.1 Tolérance géométrique de parallélisme d’une surface plane par rapport à une surface plane.

Représentation graphique

Modélisation

Référence spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).

Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,1 et parallèles à la référence spécifiée A. La distance de P1 et P2 par rapport à A est variable. La zone de tolérance est libre en translation par rapport à la référence spécifiée.


15.2 Tolérance géométrique de parallélisme d’une surface cylindrique par rapport à une surface cylindrique.


Modélisation

Référence spécifiée : axe du cylindre idéal A associé à la surface de référence.

Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,1 dont l’axe est parallèle à la référence spécifiée A. La distance entre la zone de tolérance et l’axe de A est variable.

La zone de tolérance est libre en translation par rapport à la référence spécifiée et en rotation par rapport à la pièce.

Condition de conformité : la ligne médiane extraite de la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.


∅0,1 A

A

t = ∅∅∅∅ 0,1 Zone de tolérance

Référence spécifiée Surface réelle tolérancée

Axes parallèles Elément tolérancé (ligne médiane extraite)


Cylindre associé A

0,1 A

A


t = 0

,1

Zone de tolérance

Plan théorique P1



Plan théorique P2


Plans parallèles


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15.3 Tolérance géométrique de perpendicularité d’une surface plane par rapport à une autre plane.


Modélisation

Référence spécifiée A : élément idéal A associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).

Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,1 et perpendiculaires à la référence spécifiée A.

La zone de tolérance dispose de libertés de mouvement par rapport à la pièce (2 translations et une rotation).


15.4 Tolérance géométrique de perpendicularité d’une surface cylindrique par rapport à une surface plane


Référence spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).

Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,1 perpendiculaire à la référence spécifiée A.

La zone de tolérance est libre en translation par rapport à la pièce.

Condition de conformité : la ligne médiane extraite du cylindre réel tolérancé doit être située dans la zone de tolérance


0,1 A

A


Zone de tolérance

Plan théorique P1


t = 0,1

Plan théorique P2



D1 D2

∅0,1 A A Référence spécifiée A

Élément tolérancé (ligne médiane extraite)


Zone de tolérance t = ∅∅ ∅∅

0,1



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16. ÉTUDE DE TOLERANCES GEOMETRIQUES DE POSITION Selon les normes GPS générales NFE 04-552 1983 ou ISO 1101 1983.

16.1 Tolérance géométrique de coaxialité d’une surface cylindrique par rapport à une surface cylindrique


Référence spécifiée : axe du cylindre idéal A associé à la surface de référence.

Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,1 coaxial à la référence spécifiée A.

Condition de conformité : la ligne médiane extraite de la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.

Commentaire Une tolérance de coaxialité est équivalente à une tolérance de localisation

16.2 Tolérance géométrique de localisation d’une surface plane par rapport à une surface plane.


Référence spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence et tangent du côté libre de matière.

Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,1 et disposés symétriquement par rapport au support de la zone de tolérance situé à une distance théorique exacte de 30mm de la référence spécifiée A.

La zone de tolérance n’a pas de liberté par rapport à la référence spécifiée A.

Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance


A

0,1 A

30

dimension théorique exacte

Zone de tolérance

P2

30

t = 0,1


P1





A

D2

L

∅0,1 A

D1

Référence spécifiée (axe de A)


Elément tolérancé (ligne médiane extraite)

Zone de tolérance

t = ∅∅ ∅∅

0,1


Cylindre associé A


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16.3 Tolérance géométrique de symétrie d’un couple de surfaces planes par rapport à un autre couple de surfaces planes.


Référence spécifiée A : plan médian aux deux plans associés à chaque surface du couple de surfaces de référence.

Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de 0,3 et disposés symétriquement par rapport à la référence spécifiée A.

Remarque : la zone de tolérance est fixe par rapport à la pièce.

Condition de conformité : la surface médiane extraite du couple de plans doit être située à l’intérieur de la zone de tolérance.

16.4 Tolérance géométrique de symétrie d’un couple de surfaces planes par rapport à une surface cylindrique.


Référence spécifiée A : axe du cylindre idéal associé à la surface de référence.

Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de 0,2 et disposés symétriquement par rapport à un plan passant par la référence spécifiée A .

Remarque : la zone de tolérance est fixe par rapport à la référence, mais comme la référence peut tourner par rapport à la pièce, la zone de tolérance dispose donc d’une liberté en rotation par rapport à la pièce.

Condition de conformité : la surface médiane extraite du couple de plans doit être située à l’intérieur de la zone de tolérance.


A

10H9

∅50±0,1

0,2 A

surface médiane extraite du couple de plans

Plan passant par l’axe A

Zone de tolérance

Cylindre associé

t = 0,2

P1

P2

Référence spécifiée A : axe du cylindre associé


Couple de 2 plans tolérancés


surface médiane extraite du couple de plans

Zone de tolérance

plan associé

t = 0,3 P1 P2

Référence spécifiée A : plan médian aux deux plans associés

Couple de 2 surfaces de référence

Couple de 2 plans tolérancés

plan associé

A

12H9

50±0,1

0,3 A


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16.5 Tolérance géométrique de localisation d’une surface plane par rapport à deux surfaces planes.


Le système de référence est un dièdre constitué par :

•••• une référence primaire spécifiée A : élément idéal A associé à la surface de référence et tangent du côté libre de matière.

•••• une référence secondaire spécifiée B : élément idéal B, perpendiculaire à A et associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).

Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,2 et disposés symétriquement par rapport au support de la zone de tolérance situé à une position théorique exacte des références spécifiées A et B grâce à la dimension théorique exacte de 50 et à l'angle théorique exact de 30°

Remarque : La zone de tolérance n’a pas de liberté par rapport aux deux références spécifiées A et B.



50 A

0,2 A B

B 30°

Perpendicularité implicite

P1

Zone de tolérance

Référence secondaire spécifiée B

50

30°

t = 0,2




Référence primaire spécifiée A

Surface de référence secondaire

Surface de référence primaire

90°

P2


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16.6 Tolérance géométrique de localisation d’une surface cylindrique par rapport à deux surfaces planes.



•••• une référence primaire spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence primaire et tangent du côté libre de matière.

•••• une référence secondaire spécifiée B : élément idéal perpendiculaire à A et associé à la surface de référence secondaire (tangent du côté libre de matière).

Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,3 dont l’axe est disposé par rapport à la référence primaire spécifiée A dans une position théorique déterminée par la dimension théorique exacte 30 et par rapport à la référence secondaire spécifiée B dans une position théorique déterminée par la dimension théorique exacte 40 .

Remarque : La zone de tolérance n’a pas de liberté par rapport aux deux références spécifiées A et B.

Condition de conformité : la ligne médiane extraite du cylindre réel tolérancé doit être située dans la zone de tolérance.


90° 40

30


Référence primaire spécifiée A Surface de référence primaire

Référence secondaire spécifiée B Surface de référence secondaire

Zone de tolérance



40 30

B

∅0,3 A B

A

Tôle épaisseur 3mm


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16.7 Tolérance géométrique de localisation d’une surface cylindrique par rapport à trois surfaces planes.


Le système de référence est un trièdre constitué par :

•••• une référence primaire spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence primaire et tangent du côté libre de matière.

•••• une référence secondaire spécifiée B : élément idéal perpendiculaire à A et associé à la surface de référence secondaire (tangent du côté libre de matière).

•••• une référence tertiaire spécifiée C : élément idéal perpendiculaire à A et à B et associé à la surface de référence tertiaire (tangent du côté libre de matière).

Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,3 dont l’axe est perpendiculaire à la référence primaire A et disposé par rapport à la référence secondaire spécifiée B dans une position déterminée par la dimension théorique exacte 30 et par rapport à référence tertiaire spécifiée C dans une position déterminée par la dimension théorique exacte 40 .

Remarque : La zone de tolérance n’a pas de liberté par rapport à la pièce.

Condition de conformité : la ligne médiane extraite du cylindre réel tolérancé doit être située dans la zone de tolérance.


40

30

C

B

∅0,3 A B C

A

A A

90° 40

30




Référence tertiaire spécifiée A

Surface de référence tertiaire

Zone de tolérance





t = ∅0,3

90°

Perpendicularités implicites Zone de tolérance

Élément tolérancé (ligne médiane extraite)

90°


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16.8 Tolérance géométrique de position d’une surface complexe, prismatique ou/et de révolution par rapport à deux surfaces planes (selon la norme expérimentale XP E 04-562 2000)



•••• une référence primaire spécifiée A : élément idéal A associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière). •••• une référence secondaire spécifiée B : élément idéal B, perpendiculaire à A et associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).

Zone de tolérance : espace compris entre deux surfaces enveloppes SE1 et SE2 lieux géométriques des extrémités du diamètre d’une sphère de diamètre ∅ 0,2 , normal à la forme théorique.

La forme théorique d’une surface est définie par son type et ses paramètres intrinsèques. Ceux-ci sont caractérisés par les dimensions théoriques exactes définies :

- soit explicitement sur le dessin - soit par un modèle numérique (description mathématique du modèle)

Le centre de la sphère décrit cette forme théorique de l’élément tolérancé (support de la tolérance).

La zone de tolérance n’a aucun degré de liberté par rapport aux deux références spécifiées A et B.


Commentaires :

- « LOC » est une abréviation de « location » en anglais, qui signifie « position »

- Le diamètre de la sphère peut être constant ou variable (consulter la norme XP E 04-562).

Le symbole indique que la tolérance s’applique à tous les éléments simples qui composent le contour représenté sur le dessin.

Le symbole indique que la tolérance s’applique à toutes les surfaces qui constituent la pièce.

Tolérancements ISO 8015 1985 XP E 04-562 2000

R30

A

B

50

55

R3

60±0,1

55

0,2 A B LOC


90°

SE1

Zone de tolérance


t = 0,2


Support de la zone de tolérance : forme théorique





R3

55

R30

55

SE2

Sphère

50

LOC

LOC


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17. ÉTUDE DES TOLERANCES DE BATTEMENT SIMPLE Selon les normes générales NFE 04-552 1983 ou ISO 1101 1983.

17.1 Tolérance géométrique de battement simple axial d’une surface plane par rapport à une surface cylindrique.



Zone de tolérance : espace limité, pour chaque position radiale, par deux cercles idéaux, égaux, distants de t = 0,1 situés sur le cylindre théorique de mesurage et dont les centres appartiennent à la référence spécifiée A .

Condition de conformité : la ligne d’intersection entre la surface réelle tolérancée et le cylindre de mesurage doit être située dans la zone de tolérance.

17.2 Tolérance géométrique de battement simple radial d’une surface cylindrique par rapport à une autre surface cylindrique.



Zone de tolérance : espace limité, pour chaque plan de mesurage perpendiculaire à la référence spécifiée A , par deux cercles idéaux, concentriques, dont les centres appartiennent à la référence spécifiée A, et dont la différence des rayons est t = 0,1.

Condition de conformité : la ligne d’intersection entre la surface réelle tolérancée et le plan de mesurage doit être située dans la zone de tolérance.

A

0,1 A


Ligne intersection entre la surface tolérancée et le cylindre de mesurage

Surface réelle tolérancée Surface de référence

Zone de tolérance

Référence spécifiée A axe du cylindre associé

t = 0,1

Cylindre théorique de mesurage

d

Cylindre associé


0,1 A A

D

L


Ligne intersection entre la surface tolérancée et le plan de mesurage

Zone de tolérance

t = 0,1

Plan théorique de mesurage



Cylindre associé


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18. ÉTUDE DES TOLERANCES DE BATTEMENT TOTAL Selon les normes générales NFE 04-552 1983 ou ISO 1101 1983.

18.1 Tolérance géométrique de battement total axial d’une surface plane par rapport à une surface cylindrique.



Zone de tolérance : espace limité par deux plans idéaux P1 et P2, distants de t = 0,1, perpendiculaires à la référence spécifiée A.


18.2 Tolérance géométrique de battement total radial d’une surface cylindrique par rapport à une autre surface cylindrique.



Zone de tolérance : espace limité par deux cylindres idéaux C1 et C2, coaxiaux à la référence spécifiée A, dont la différence des rayons est t = 0,1.




A

0,1 A ��

0,1 A A

D

L

��

Surface réelle tolérancée Surface de référence

Zone de tolérance

Référence spécifiée A axe du cylindre associé

t = 0,1 Cylindre associé

Plan théorique P2

Plan théorique P1


Zone de tolérance



Cylindre associé

t = 0

,1




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19. ZONE COMMUNE OU COMMON ZONE : CZ

Le dessin de définition du lardon d'étau page 3 présente ce tolérancement :

Les 3 écritures sont équivalentes :

Elles signifient que la zone de tolérance est commune aux 2 surfaces 7 et 9 :

Modélisation :

En l'absence de cette indication, chaque surface (7 et 9) possèderait une zone de tolérance, ce qui est moins restrictif :

�� 0,2 CZ C

4

t = 0,2

référence spécifiée C

4

t = 0,2

référence spécifiée C

�� 0,2 C

zone commune

�� 0,2 C

common zone


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20. NOTIONS D’ÉTATS DE SURFACE selon la norme GPS générale NF EN ISO 1302-2002

20.1 Quelques paramètres d’état de surface

DEFINITIONS :

Profil de surface : ligne résultant de l’intersection de la surface réelle et d’un plan spécifié.

Longueur de base : longueur, selon l’axe x, utilisée pour identifier les irrégularités caractérisant le profil à évaluer.

Ligne moyenne : ligne des moindres carrés de forme nominale et calculée à partir du profil primaire de la surface.

Valeur de rugosité Ra : écart moyen arithmétique du profil évalué. C’est la moyenne arithmétique des valeurs absolues des ordonnées Z(x) calculée sur une longueur de base l.

20.2 Les indications sur les dessins techniques

Exemples de

symboles graphiques Interprétation de l’indication sur le dessin technique

Symbole graphique de base d’indication d’état de surface. Surface prise en considération sans prescrire d’exigence sur la rugosité de surface.

Enlèvement de matière par usinage exigé (ou surface à usiner).

Enlèvement de matière interdit ou surface devant rester telle qu’elle a été obtenue précédemment.

Même état de surface exigé pour toutes les surfaces du contour de la pièce.

Valeur maxi de la rugosité Ra en micromètres : la limite supérieure de l’écart moyen arithmétique du profil évalué ne doit pas dépasser 1,6 µm.

Limites supérieure et inférieure du paramètre de rugosité Ra en µm. L’écart moyen arithmétique du profil évalué doit être compris entre 0,8 et 1,6 µm

Indication supplémentaire du procédé de fabrication, traitement, revêtement ou autre exigence de fabrication.

Symbole graphique supplémentaire spécifiant les irrégularités de surface par usinage (traces d’usinage) et en particulier la direction des stries (ici parallèle au plan de projection de la vue).

Les paramètres d'état de surface sont intrinsèques.

Pour des renseignements supplémentaires, consulter les manuels de construction et/ou de fabrication.

o x

z

Longueur de base l

Ra

Ligne moyenne Profil agrandi et anamorphosé de la surface

Ra 1,6

Ra 1,6 Fraisé

Fraisé Ra 1,6

Ra 0,8 Ra 1,6


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21. LE MODELE NOMINAL

21.1 Définition

Il permet l'analyse détaillée de tolérancements géométriques et l'écriture du programme de mesurage pour machine à mesurer tridimensionnelle.

Extraire le modèle nominal de la pièce consiste à :

- dessiner la pièce en 1 ou 2 vues en exagérant les défauts géométriques

- repérer les surfaces qui la composent par une désignation symbolique accompagnée d’un nombre.

Par convention on désignera :

Les éléments matériels : plan PL cylindre CY Cône CN sphère SP

et si besoin est, on désignera aussi :

Les éléments théoriques : point PT droite DR cercle CE

Le nombre qui accompagne la désignation est celui du dessin de repérage des surfaces. Ainsi la surface plane 1 sera désignée PL1 , la surface cylindrique 4 sera désignée CY4 …

- indiquer les tolérancements qui font l’objet de l’étude.

ex : La cote D2 sera désignée ∅ CY4

La perpendicularité sera désignée (perpendicularité de CY4 par rapport à PL1)

20.2 Exemple : Modèle nominal relatif à la perpendicularité et au diamètre D2

Dessin de définition partiel

Repérage des surfaces Modèle nominal


D1 D2

∅0,1 A A

1

2 3 4

5

Ø0,1 CY4/PL1

CY4

øCY

4

CY4/PL1

PL1

PT6 PT7 PT8

PT9

CY2

PL3 PL5

Documents

tolerancement GPS v1.pdf