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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF ISO 965-1 (E03-051) du 09/11/2013 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF ISO 965-1/A1 : Filetages métriques ISO pour usages généraux - Tolérances - Partie 1 : principes et données fondamentales (décembre 2021)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2112 (Décembre 2021).
RÉSUMÉ
Le langage de cotation des normes ISO (cotes, éléments tolérancés, zones de tolérances, systèmes de références, groupe, entité combinée et répétition) est décrit en développant la signification physique des nouveaux modificateurs introduits par les dernières normes. L’approche proposée ici respecte les normes mais adopte une présentation originale dans le contexte de la chaîne numérique 3D, en intégrant la problématique de métrologie avec un nombre limité de points mesurés.
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Lire l’articleABSTRACT
The tolerancing language of ISO standards (local dimensions, tolerance zones, datum systems, combined feature and duplication) is described by examining the physical meaning of the new modifiers introduced by the latest standards.
The approach proposed follows the standards, but adopts an original presentation in the context of the 3D digital chain, by integrating the metrology issue with a limited number of measured points.
Auteur(s)
-
Bernard ANSELMETTI : Ancien Professeur des universités - Université Paris Saclay (Cachan, France)
INTRODUCTION
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.
MOTS-CLÉS
Norme ISO/CEI normes CAO cotation fonctionnelle CAO modèle CAO
KEYWORDS
ISO/IEC standard | standards | CAO | functional dimensioning | CAD | CAD model
DOI (Digital Object Identifier)
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8. Annexes
8.1 Annexe 1 – Méthode des moindres carrés pondérée
Le principe consiste à associer la surface nominale à la surface réelle avec les degrés de liberté disponibles en minimisant
, la somme des carrés des écarts ei des points Mi de la surface réelle à la surface nominale associée, avec une pondération en fonction de l’aire ai de la facette autour du point Mi calculée, par exemple, à l’aide d’un découpage type Voronoi (figure 47 a). Chaque facette est limitée par les médiatrices des paires de points voisins ou par le contour de la face.
Cette pondération est encore rarement disponible dans les logiciels de machines à mesurer. La somme calculée est simplement
.
Cela impose de prélever des points avec une répartition uniforme. Pour cela, la face est partagée en n facettes de même aire. Un point est identifié au centre de chaque facette (figure 47 b) en tenant compte des trous (figure 47 c).
Pour une liaison avec deux plans parallèles face à face (figure 47 d), les points doivent être sensiblement face à face. Les deux plans nominaux sont associés simultanément en une seule opération.
Cette méthode suppose que tous les points de chaque facette ont le même écart. Le nombre de points peut être assez réduit.
La méthode des moindres carrés moyen [GM] est traitée très couramment par un simple calcul matriciel. Le critère [GE] qui impose un solveur ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANSELMETTI (B.) - Tolérancement. - Éditions Hermes Sciences, Lavoisier, Vol. 1 : Langage des normes ISO de cotation, 252 p. (2007).
-
(2) - ANSELMETTI (B.) - Tolérancement. - Éditions Hermes Sciences, Lavoisier, Vol 5 : Métrologie avec les normes ISO, 399p (2011).
-
(3) - RADOUANI (M.), ANSELMETTI (B.) - Application d’un solveur à l’identification de surfaces réelles et au contrôle des spécifications ISO. - Revue Mécanique et Industrie, vol 4/3 p 249-258, juin 2003.
-
(4) - ANSELMETTI (B.), PIERRE (L.) - Complementary writing of maximum and least material requirement with an extension to complex surfaces, - Procedia, CIRP 43 220 – 225 ELSEVIER (CIRP CAT 2016 Suède) (2016), https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01335595, doi : 10.1016/j.procir.2016.02.153
-
(5) - PIERRE (L.), ANSELMETTI (B.), ANWER (N.) - On the usage of Least Material Requirement for Functional Tolerancing, - Procedia CIRP 44 (CIRP CAT 2018...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Spécification géométrique des produits (GPS) – Système de codification ISO pour les tolérances sur les tailles linéaires – Partie 1 : bases des tolérances, écarts et ajustements - NF EN ISO 286-1 - 2010
-
Filetages métriques ISO pour usages généraux – Tolérances – Partie 1 : principes et données fondamentales - NF ISO 965-1 - 2013
-
Spécification géométrique des produits (GPS) – Tolérancement géométrique – Tolérancement de forme, orientation, position et battement - NF EN ISO 1101 - 2017
-
Spécification géométrique des produits (GPS) – Tolérancement géométrique – Tolérancement des profils - NF EN ISO 1660 - 2017
-
Spécification géométrique des produits (GPS) – Tolérancement géométrique – Exigence du maximum de matière (MMR), exigence du minimum de matière (LMR) et exigence de réciprocité (RPR) - NF EN ISO 2692 - 2015
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Tolérances des éléments de fixation – Partie 1 : Vis,...
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