Soutenance mémoire
Dispersions dimensionnelles
Notion de tolérancement
Lorsqu’il faut fabriquer une série de pièces identiques, il est impossible d’obtenir, d’une pièce à l’autre, exactement les mêmes dimensions. Il faut donc prévoir une variation possible de ces dimensions pour qu’elle remplisse sa fonction dans un mécanisme.il suffit en pratique que chaque surface fonctionnelle soit comprise entre deux valeurs limites appelées cote minimale et cote maximale. L’écart arithmétique entre ces deux valeurs s’appelle tolérance ou intervalle de tolérance (IT).
L’objectif reconnu du tolérancement consiste à fixer des limites admissibles de variation de la géométrie réelle des pièces d’un mécanisme avec un fonctionnement correcte de la pièce.
Nécessité des tolérances
Lors de la fabrication d’une série de pièces identiques, il est impossible d’avoir les mêmes dimensions d’une pièce à l’autre. Ceci est dû aux imperfections des machines, à l’usure des outils, à la dureté du matériau à usiner, a la précision des appareils de mesure,… Il est donc plus facile de réaliser une cote si elle peut varier entre deux valeurs limites : Une cote maximale (C Maxi) et une cote minimale (C mini). La différence entre les deux s’appelle intervalle de tolérance (IT), celui-ci correspond à la marge d’erreur autorisée.
Elaboration des tolérances
Après une analyse détaillée des fonctions, et une étude complète (résistance, encombrement…) de produit par le constructeur, ce dernier procède à l’élaboration d’un dessin d’ensemble englobant les différents éléments constitutifs, et à partir duquel il établira pour chaque élément (pièce) un dessin de définition qui représentera l’état final de l’élément en question.
Ce dessin doit avoir nécessairement des cotes ainsi que leurs tolérances, ces dernières sont obtenues par répartition de la tolérance de la cote condition sur les côtes fonctionnelles de l’assemblage.
Système ISO de tolérance dimensionnelle
Le cas de deux pièces devant s’insérer l’une dans l’autre est très courant en mécanique, mais avec une multitude de possibilités, parce qu’on a besoin tantôt d’un montage forcé plus ou moins solide, tantôt d’un montage libre qui laisse glisser les deux pièces avec plus ou moins de jeu.Un système international a été créé pour faciliter le choix, l’écriture, et la fabrication des dimensions tolérancées de deux pièces devant s’insérer l’une dans l’autre, ce système est d’autant plus indispensable, que les pièces à assembler ne sont pas forcément fabriquées au même endroit ! (élément standard acheté tout fait, pièce sous-traitée,…)Pour simplifier, on conviendra d’appeler respectivement ARBRE, les pièces males (tout élément extérieur d’une pièce) et ALESAGE, les pièces femelles (tout élément intérieur d’une pièce)…Tout en sachant que cela pourra aussi bien s’appliquer à des pièces circulaires qu’à des formes prismatiques (les termes arbre et alésage désignant alors l’espace entre deux faces parallèles : largeur de rainure, épaisseur de clavette…). Par convention, les initiales des termes relatifs à l’arbre et à l’ALESAGE seront respectivement en minuscule et en MAJUSCULE.
Cotations tolérancées
Définition normalisée ISO
Cote nominale : c’est une dimension qui sert de référence pour définir les cotes limites (longueur ou angle) après application des écarts inférieur et supérieur.Conséquence pratique : dans un alésage de 25, on met un arbre de 25, même si on sait qu’en réalité aucun des deux ne doit faire très exactement 25 mm.
Ecart supérieur (alésage ES, arbre es) : c’est la différence algébrique (>0 ou <0) entre la dimension maximale et la dimension ou cote nominale correspondante.
Ecart inférieur (alésage ES, arbre ei) : Différence algébrique (>0 ou <0) entre la cote minimale et la dimension ou cote nominale correspondante.
Ligne zéro : ligne droite représentant graphiquement la dimension nominale à partir de laquelle sont représentés et positionnés les écarts.
Cote effective : dimension réelle, que l’on peut mesurer sur la pièce.
Cote limites : dimensions mini et maxi entre lesquelles doit se trouver la dimension effective, une dimension mesurée se trouvant juste sur la limite est considérée comme bonne.
Zone de tolérance : graphiquement, zone comprise entre les deux lignes représentant les dimensions ou cotes maximales et minimales.
Intervalle de tolérance : différence entre la dimension maximale et la dimension minimale ou entre l’écart supérieur et l’écart inférieur (valeur absolue sans signe).
Ecart effectif : il est égal à la différence entre la cote (cote) effective et la cote nominale
Ecriture d’une cote tolérance selon la méthode ISO
Prenons par exemple la cote normalisée : Ø 45 m6, elle se traduit ainsi :
Ø le symbole « diamètre » ne se met que s’il s’agit effectivement d’une forme circulaire.
45 : dimension nominale.
m : lettre symbolisant la position de la tolérance.
6 : chiffre symbolisant la qualité.
La lecture d’un tableau en donnerait la traduction chiffrée : Ø
Position de tolérance
La position des intervalles de tolérance par rapport à la ligne zéro est symbolisé par une ou deux lettres :
De A à Z pour les alésages (MAJUSCULE).
De a à z pour les arbres (minuscule).
Principes de tolérancement
Suite à l’évolution des normes de cotation et de tolérancement des pièces mécaniques ces dernières années, on utilise et on rencontre de plus en plus sur les plans de définition une cotation faisant appel :
au principe de l’indépendance: Selon ce principe, les tolérances dimensionnelles et les tolérances géométriques (écarts de forme) sont totalement indépendantes. En conséquence, les tolérances géométriques et dimensionnelles doivent être spécifiées et mesurées séparément. Ce principe est destiné à coter les éléments non destinés à s’assembler et les éléments de grande longueur.
aux exigences de l’enveloppe: Selon ce principe, les écarts de forme et les écarts dimensionnels sont liés, l’ensemble de ces écarts ne devant pas dépasser l’enveloppe théorique donnée par la tolérance dimensionnelle portée au plan. Ce principe limite seulement la forme de l’entité et n’affecte pas l’orientation, la position et le battement. Il est particulièrement adapté à la cotation des pièces destinées à s’assembler.
aux localisations et aux références
Les différentes dispersions
Les différentes dispersions d’usinage sont :
Dispersions dues à l’usure de l’outil.
Dispersions dues aux butées de fin de courses.
Dispersions dues aux portes pièces et de maintien.
Dispersions dues aux défauts géométriques des machines.
Dispersion thermique.
Dispersions dues aux prises de pièces (défauts de forme de la surface liée à la référence).
Dispersion de repérage de la pièce [∆Rp/machine] MOCN.
Dispersion de la remise en position de l’outil [∆Po/machine] MOCN.
Dispersions dues aux défauts de formes de la surface usinée.
Dispersion géométrique.
Dispersions dues aux vibrations (machine, outil, pièce)
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Table des matières
Introduction générale
CHAPITRE 1: Notions de tolérancement et dispersions de mise en position
introduction
I. notion de tolérancement
1. généralité
2. Nécessité des tolérances
3. Elaboration des tolérances
4. Système ISO de tolérance dimensionnelle
5. Inscription des tolérances
6. Cotations tolérancées
6.1. Définition normalisée ISO
6.2. Ecriture d’une cote tolérance selon la méthode ISO
6.3. Position de tolérance
6.4. Principes de tolérancement
6.5. Différents types de tolérance
6.5.1. Tolérance dimensionnelle
6.5.1.1. Tolérances dimensionnelle linéaires
6.5.1.2. Tolérance dimensionnelle angulaire
6.5.2. Tolérances géométriques
6.5.2.1. Classification des tolérances géométriques
6.6. Cadre de tolérance
6.7. Désignation des tolérances
7. Indication des éléments sur un dessin
7.1. Eléments tolérancés
7.2. Elément de référence
8. notions des ajustements
8.1. Définition
8.2. Désignation normalisée NF EN 20286-1 (ISO 286-1)
8.3. Position
8.4. Principe et désignation d’un ajustement
8.5. Différents types d’ajustements
II.Dispersions dimensionnelles
1. Classification des erreurs
2. Généralité
3. Définition de la dispersion
4. Les différentes dispersions
5. Étude des dispersions
5.1. Dispersion aléatoire (Da)
5.1.1. Dispersion aléatoire de mise en position
5.2. Dispersion thermique (Dt)
5.3. Dispersion systématique (Ds)
5.3.1. L’usure de l’outil de coupe en fonction de la longueur
5.4. Dispersion géométrique
5.5. Dispersion globale (Dg)
6. Paramètres influents
Conclusion
CHAPITRE II : Mise en position
introduction
1. Montage d’usinage
1.1. Liaison pièce-machine pour un usinage
1.2. Gamme d’usinage
1.2.1. Démarches d’ordonnancement d’une gamme d’usinage
1.3. Positionnement de pièce
1.4. Contrôle de la position de la pièce par rapport à l’outil
1.4.1. Moyens de contrôle
1.4.2. Référentiels
1.5. Bridage
1.6. Serrage
1.6.1. Type de serrage
2. Mise en position
2.1. Degrés de liberté
2.2. Élimination de degré de liberté
2.3. Equivalences isostatiques
2.4. isostatisme
2.4.1. Détermination de l’isostatisme
2.4.2. Représentation graphique
2.4.3. Condition isostatique
2.4.4. Symbole de base
2.5. régles pour choisir la mise en position isostatique
2.6. Association Normale/Surface
2.7. Moyens de mise en position
2.8. Moyen de mise en position classique
2.9. Mise en position isostatique et hyperstatique
2.9.1. Avantages et inconvénients des systèmes iso ou hyperstatiques
2.10. Mobilité d’une pièce
Conclusion
CHAPITRE III : Développement d’un outil d’aide au calcul des défauts de mise en position introduction
1. Modélisation des erreurs de mise en position
1.1. Modélisation par Torseurs de petits déplacements
1.2. Torseur de réaction d’appui
1.3. Modélisation des déviations
2. Module développé
2.1. Organigramme du module développé
2.2. Présentation de l’outil développé
2.3. Calcul et répartition optimale des 6 normales de repérage
2.4. Calcul des déviations
2.5. Calcul des torseurs de petits déplacements
2.6. Calcul des tolérances de fabrication
Conclusion
Conclusion générale
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