Bases de la cotation ISO avec approche fonctionnelle

Les normes ISO de cotation sont aujourd’hui reconnues et indispensables pour établir les dessins de définition contractuels entre les entreprises, surtout dans le contexte des échanges internationaux. Le format général d’écriture de ces spécifications de cotation à l’aide d’un cadre de tolérance n’a pas changé, mais les nouveaux modificateurs, les nouveaux critères d’association des références et des surfaces spécifiées apportent une véritable révolution dans l’approche de cotation, en permettant maintenant l’expression au juste nécessaire du comportement des assemblages et des exigences fonctionnelles pour maximiser les tolérances et réduire les coûts de contrôle.

Depuis les années 2000, les concepteurs, les fabricants et les métrologues ont appris à manipuler des spécifications avec des symboles définis dans les normes valides à la date de rédaction de cet article, entre autres, NF EN ISO 1101 : 2017, NF EN ISO1660 : 2017, NF EN ISO 2692 : 2015 et NF EN ISO 5459 : 2011 et NF EN ISO 5458 : 1999.

Depuis 2011, les normes ont ajouté un très grand nombre de modificateurs et changé le sens de certaines spécifications pourtant très utilisées. Les projets de normes DIS 5459.2 : 2017, WD 2692 : 2018 et DIS 5458 : 2017 imposent de nouveaux changements. Comme une spécification doit être lue selon les normes en vigueur à la date de création du dessin, il y aura inévitablement des problèmes, surtout durant la phase transitoire d’installation de ces nouvelles normes dans les entreprises.

Ce document de synthèse est très incomplet et ne peut pas remplacer les milliers de pages contenues dans la trentaine de normes dédiées à la cotation. Seuls les documents publiés par l’ISO donnent les définitions officielles pour régler les éventuels litiges.

Les normes sont très compliquées, encore incomplètes, parfois inutilement contraignantes et parsemées d’erreurs ou d’incohérences notamment dûs au décalage des publications. Malgré ces points faibles, le langage de cotation ISO est un outil formidable qui doit être largement utilisé.

Pour expliquer simplement ce langage, cet article présente les principes fondamentaux et les dernières évolutions en privilégiant les écritures les plus utiles et les plus robustes face aux changements de significations récents ou prévisibles.

Les définitions sont données dans le contexte de la chaîne numérique CAO 3D, en s’appuyant sur les besoins fonctionnels, ce qui permet de bien identifier les domaines d’emploi des spécifications et des modificateurs. En particulier, les définitions des normes considèrent un ensemble continu de points sur l’intégralité des surfaces. En pratique, l’indentification se fait par un ensemble limité de points. Il est donc impératif d’aménager les définitions pour en permettre l’exploitation dans la vraie vie.

Cet article respecte rigoureusement la signification normalisée des symboles, même si l’expression est parfois sensiblement différente ou simplifiée dans un but pédagogique. Des extensions et des simplifications hors normes, signalées dans le texte, sont proposées lorsqu’elles sont nécessaires pour répondre à certains besoins des concepteurs non couverts par les normes actuelles. Compréhensibles par un métrologue, ces aménagements sont exploitables avec les logiciels actuels, mais peuvent poser des difficultés aux logiciels de métrologie visant la génération automatique des gammes de mesure, tant que ces nouveautés ne seront pas implémentées.

Avec l’approche CAO actuelle, le concepteur a une image numérique idéale de la pièce définie par le modèle nominal. Les assemblages sont également constitués de pièces nominales. La fabrication vise à réaliser cette pièce nominale, mais il y a des dispersions en cours de fabrication. La conformité d’une pièce réelle est validée lorsque chaque surface réelle est comprise dans une zone de tolérance définie par rapport à la surface nominale correspondante.

Ce premier article présente les spécifications classiques les plus courantes.

Un seconde article [AG 2 465] propose des indications complémentaires pour représenter le plus fidèlement possible les conditions de fonctionnement particulières du mécanisme, par exemple pour prendre en compte des déformations ou des mobilités dans le mécanisme.