Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les bases du langage de cotation avec les normes ISO ont été décrites dans [AG2464].
Cet article complémentaire présente les nouveaux outils introduits principalement dans les normes 1101, 5459 et 2692 depuis 2011 (zones de tolérance spécifiques, références au minimum de matière, décalages dans les systèmes de références, duplication, éléments de contact, élément de situation), avec des exemples montrant leurs domaines d’emploi et leurs exploitations.
Certains concepts qui doivent bientôt paraître, sont présentés en montrant les limites et les compléments qu’il faut apporter pour répondre aux besoins industriels.
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Bernard ANSELMETTI : Ancien Professeur des universités - Université Paris Saclay (Cachan, France)
INTRODUCTION
L’avenir étant assurément dans le contexte de la CAO 3D, les spécifications doivent être complètement définies dans ce modèle numérique, sans attacher de signification à la représentation graphique, comme à la présence ou non d’une cote encadrée, la vue dans laquelle la spécification est dessinée ou la direction d’une ligne repère.
Les surfaces spécifiées et les références sont parfaitement identifiées dans le modèle 3D. Cela permet d’exprimer complètement la spécification dans une base de données ou par un autre langage.
La cotation ISO classique suppose qu’un mécanisme est composé de pièces rigides assemblées sans déformation, ni réglage, et que les références sont des plans, des cylindres, des sphères, des révolutions, des prismatiques ou des surfaces complexes d’étendues suffisantes pour bloquer les degrés de liberté correspondants. Le besoin des entreprises est beaucoup plus vaste. Un plan peut être de très faible largeur, une surface gauche peut être presque plate, une surface peut avoir une forte influence sur une exigence dans une seule direction, la flexion des pièces ou des réglages peuvent compenser certains défauts, la pièce à fabriquer peut être peinte ultérieurement….
Pour réduire les coûts de production en maximisant les tolérances, il faut optimiser la cotation au juste nécessaire et ce, quitte à avoir une écriture un peu plus lourde.
Pour répondre à ces multiples besoins des entreprises, les normes ISO de cotation NF EN ISO 1101 : 2017, et NF EN ISO 5459 : 2011 décrivent, souvent très succinctement, de nouveaux modificateurs qui offrent de multiples possibilités. Pour les utiliser, il est parfois nécessaire de définir de la géométrie complémentaire dans le modèle nominal (élément de situation, éléments de contact, élément de direction…).
Ces avancées sont encore très peu détaillées dans les normes, ce qui laisse une grande liberté d’exploitation. La réelle difficulté est que certaines propositions ont sans doute été publiées prématurément, avec de très nombreuses limitations qu’il faut pouvoir contourner en apportant des compléments pour répondre aux besoins industriels.
Le paradoxe, c’est que ces besoins existent depuis longtemps et que chaque entreprise a déjà développé sa propre écriture avec plus ou moins de réussite. Pour permettre aux entreprises de travailler sur des cas réels, parfois complexes, il faut mettre en forme ces différents usages dans le contexte des nouvelles normes.
Le premier objectif de cet article est de décrire les domaines d’emploi des nouveaux outils définis par les normes, les limitations et les règles d’écriture, en complétant cela par des extensions utiles non décrites dans la norme, mais a priori compréhensibles et exploitables actuellement.
Le second objectif est de montrer les informations nécessaires pour répondre à des besoins recensés qui ne sont pas couverts par les normes. Pour cela, de nouvelles indications hors normes sont proposées dans l’esprit de la norme. Leurs utilisations imposeraient des commentaires explicatifs.
Face à tout cela, il appartiendra toujours au concepteur de suivre l’évolution de ces normes, de prendre la responsabilité de ses spécifications et de bien définir ce qu’il veut en nota, lorsqu’il adopte une spécification hors norme, pour éviter les incompréhensions et les litiges.
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Duplication de spécifications sur plusieurs entités
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5. Éléments de contact
5.1 Définition
Lorsque la mise en position d’une pièce se fait avec une référence en appui sur une surface de nature différente (par exemple un plan en appui sur un cylindre), il faut définir la forme, les rayons et la position de ces éléments de contact extérieurs dans le modèle nominal.
Les éléments de contact peuvent être fixes ou mobiles.
Un élément de contact est décrit en trait mixte fin à double points par une surface idéale, positionnée dans le modèle nominal tangent à la surface nominale.
L’élément de contact est désigné par la lettre de la référence suivi de [CF] « contacting feature ».
Dans le système de références, la référence s’écrit sous la forme A[CF]. Le modèle nominal est positionné par rapport à la pièce réelle en associant l’élément de contact à l’élément de référence par défaut avec le critère minimax.
La figure 47 donne quelques exemples d’éléments de contact.
La partie réellement en contact avec la pièce peut être limitée par l’étendue de l’élément de contact ou par une zone partielle de la surface réelle.
La qualité de la surface de contact doit être spécifiée sur une zone partielle un peu plus large que la ligne de contact car les normes ne proposent pas encore de moyen pour restreindre la spécification uniquement sur la ligne de contact.
Un élément de contact peut être une surface complexe, mais cette surface est généralement simplifiée et représentée par un cylindre ou une sphère de rayon identique au rayon local ou encore par un plan.
Même si cela est théoriquement possible, un contact physique sur une pointe d’aiguille ou sur une lame de rasoir n’est pas réaliste. Autrement dit, un élément de contact ne peut pas être un point, ni une droite.
Le contact a toujours lieu entre deux surfaces localement tangentes entre-elles. Une surface A peut-être en appui sur plusieurs éléments de contact notés de la même façon A[CF]. Un élément en contact avec deux surfaces A et B, est noté (A-B)[CF].
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Éléments de contact
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANSELMETTI (B.) - Tolérancement. - Éditions Hermes Sciences, Lavoisier, Vol. 1 : Langage des normes ISO de cotation, 252 p. (2007), Vol 5 : Métrologie avec les normes ISO, 399p (2011).
-
(2) - 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.
-
(3) - ANSELMETTI (B.), PIERRE (L.) - « Complementary writing of maximum and least material requirement with an extension to complex surfaces - Procedia CIRP 43 (2016 ) 220 – 225 ELSEVIER (mai 2016 Suède), https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01335595, http://doi:10.1016/j. procir.2016.02.153.
-
(4) - PIERRE (L), ANSELMETTI (B.), ANWER (N.) - « On the usage of Least Material Requirement for Functional Tolerancing » - Procedia CIRP 44 (2018) (mai 2018 Italie).
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
-
ISO 965 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 ISO1101 - 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
-
Tolérances des éléments de fixation – Partie 1 : Vis, goujons et écrous – Grades A,...
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