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5_Cotation fonctionnelle 2017 v3 ANSELMETTI.doc 1 08/06/17 Juin 2017 Cotation f

5_Cotation fonctionnelle 2017 v3 ANSELMETTI.doc 1 08/06/17 Juin 2017 Cotation fonctionnelle B.ANSELMETTI 5_Cotation fonctionnelle 2017 v3 ANSELMETTI.doc 2 08/06/2017 SOMMAIRE 1. PRINCIPE DE LA COTATION FONCTIONNELLE ....................................................... 3 1.1 Objectifs de la cotation fonctionnelle .......................................................................... 3 1.2 Organigramme de la méthode ...................................................................................... 4 1.3 Désignation des pièces du mécanisme ......................................................................... 4 2. DECOMPOSITION D’UN MECANISME EN SOUS-SYSTEMES ................................. 5 2.1 Graphe de structure du mécanisme .............................................................................. 5 2.2 Graphe de structure du réducteur ................................................................................. 6 3. ANALYSE DE LA MISE EN POSITION DES PIECES ................................................... 6 3.1 Mise en position du carter ........................................................................................... 6 3.2 Description d’une liaison ............................................................................................. 8 3.3 Ordre de prépondérance des liaisons ......................................................................... 11 3.4 Mise en position des autres pièces ............................................................................. 12 3.5 Dossier technique ...................................................................................................... 16 3.6 Données nécessaires à la cotation d’une pièce isolée ................................................ 16 3.7 Résumé de la méthode ............................................................................................... 17 4. COTATION DES JONCTIONS ....................................................................................... 19 4.1 Règle générale de cotation des surfaces de jonction .................................................. 19 4.2 Cotation type des jonctions surfaciques .................................................................... 19 4.3 Cotation des jonctions avec jeu ou serrage ................................................................ 21 4.4 Cotation des jonctions avec filetage .......................................................................... 23 4.5 Règles complémentaires ............................................................................................ 24 4.6 Exemple de liaison avec composant .......................................................................... 30 4.7 Valeur des tolérances ................................................................................................. 34 4.8 Application au réducteur............................................................................................ 35 4.9 Système de références sur plusieurs pièces ............................................................... 36 4.10 Résumé de la méthode ........................................................................................... 41 5. TOLERANCEMENT GENERAL .................................................................................... 42 5.1 Tolérancement de toutes les surfaces ........................................................................ 42 5.2 Congés et chanfreins .................................................................................................. 43 5.3 Surfaces d’assemblage par vis ................................................................................... 43 5.4 Tolérancement général du carter ................................................................................ 44 5.5 Résumé de la méthode ............................................................................................... 45 6. POSITION RELATIVE DES JONCTIONS ET DES SURFACES ................................. 46 6.1 Position relative de deux jonctions ............................................................................ 46 6.2 Cotation des pièces minces ........................................................................................ 48 6.3 Recherche des maillons influents .............................................................................. 48 6.4 Etude du carter ........................................................................................................... 54 6.5 Résumé de la méthode ............................................................................................... 56 7. CONCLUSION ................................................................................................................. 56 8. ANNEXES ........................................................................................................................ 57 8.1 Perfectionnement de la cotation de la roue dentée .................................................... 57 8.2 Exercices d’initiation et corrections .......................................................................... 58 8.3 Analyse d’une jonction .............................................................................................. 61 Cotation fonctionnelle B.ANSELMETTI 5_Cotation fonctionnelle 2017 v3 ANSELMETTI.doc 3 08/06/2017 1. PRINCIPE DE LA COTATION FONCTIONNELLE 1.1 Objectifs de la cotation fonctionnelle La démarche de cotation fonctionnelle vise à définir les dessins de définition fonctionnelle (pièce en fonctionnement) Un dessin de définition est un document contractuel entre le client et le fournisseur qui décrit complètement et sans ambiguïté les pièces. Exemple de dessin de définition d’un flasque Les spécifications fonctionnelles assurent :  La montabilité des pièces,  L’interchangeabilité et la fabrication indépendante des pièces,  Le bon fonctionnement du mécanisme et sa durée de vie. L’objectif de la méthode est d’allouer la tolérance la plus grande possible à chaque spécification, pour limiter les coûts de fabrication et de contrôle. La cotation fonctionnelle du dessin de définition est lue : - par le gammiste pour choisir des processus de production et de contrôle capables, - par le métrologue, pour valider la conformité de la pièce, - par le service achat, pour accepter et payer un lot de pièces ou le refuser. Le langage utilisé pour décrire les spécifications de chaque pièce est défini par les normes ISO de cotation qui sont adoptées par toutes les entreprises de mécanique générale et de précision, surtout dans le contexte de l’externalisation des productions (Renault, PSA, SAFRAN, AIRBUS, VALEO…). Les principales normes sont regroupées dans la matrice GPS (Geometrical Product Specification) : ISO 1101 (2013), ISO 5459 (2011) et ISO 2692 (2015) Contrairement à ce qui se dit, la cotation s’applique aussi bien en série que pour des pièces unitaires et il n’est pas plus long de faire une cotation ISO qu’une cotation élémentaire. Le seul cas où la cotation peut être omise ou simplifiée, c’est lorsque le concepteur réalise les pièces en étroite collaboration avec l’atelier au sein de la même entreprise, car il n’y a pas de relation contractuelle. C’est alors le fabricant qui fait l’étude fonctionnelle pour réaliser les pièces qui fonctionnent… Cotation fonctionnelle B.ANSELMETTI 5_Cotation fonctionnelle 2017 v3 ANSELMETTI.doc 4 08/06/2017 La cotation dépend du processus d'assemblage et de réglage du mécanisme. Le concepteur doit donc impérativement collaborer avec le responsable de l’assemblage pour optimiser le tolérancement. La démarche cotation fonctionnelle impose de tenir compte des défauts géométriques inévitables lors de la fabrication des produits. Afin de permettre la fabrication des pièces sur des sites et avec des procédés différents, les informations sur les contrôles et la fabrication doivent être données respectivement sur des fiches de contrôle et des dessins de phase ou du brut (pas sur le dessin de définition). 1.2 Organigramme de la méthode La méthode proposée s’appelle CLIC, Cotation en Localisation avec Influence des Contacts. Elle a été développée dans le cadre de mes activités de recherche au Laboratoire Universitaire de Recherche en Production Automatisée de l’ENS Cachan depuis 1997. Plusieurs variantes sont possibles. Ce cours décrit la méthode QUICK_GPS largement approuvée par les entreprises car elle permet de confier la cotation d’une pièce à un concepteur, quasi-indépendamment des autres pièces. Le concepteur doit connaître globalement l’ensemble du mécanisme et étudier tour à tour chacune des pièces. La cotation porte principalement sur les jonctions de la pièce étudiée avec les pièces voisines et sur les maillons entre ces jonctions (70% du travail). Les tolérances sont choisies dans un tableau de tolérances par défaut. Le calcul de la résultante de la chaîne de cotes de chaque exigence permet ensuite d’optimiser les tolérances et les cotes moyennes choisies. Chaque étape de la démarche CLIC/QUICK GPS fait l'objet d'un chapitre de ce document. Méthode de cotation QUICK GPS 1.3 Désignation des pièces du mécanisme Donner un nom à chaque pièce avec un alias formé de une ou deux lettres (ex : corps, alias c). Identifier les composants standard du commerce (désignation complète permettant de connaître les dimensions et les tolérances). Cette méthode va être illustrée à l’aide des pièces d’un réducteur. Cotation fonctionnelle B.ANSELMETTI 5_Cotation fonctionnelle 2017 v3 ANSELMETTI.doc 5 08/06/2017 Réducteur étudié 2. DECOMPOSITION D’UN MECANISME EN SOUS-SYSTEMES 2.1 Graphe de structure du mécanisme Le tolérancement impose que tous les partenaires du projet identifient la mise en position des pièces du mécanisme de la même façon. Dans cette méthode QUICK GPS, la structure du mécanisme est décrite par un graphe. La mise en position de chaque pièce est décrite par un tableau. La première ligne du graphe permet de décomposer le mécanisme avec un bloc fixe et les différents blocs mobiles. En dessous, chaque bloc est représenté par une ligne. Généralement, un bloc est composé de pièces solidaires ou de blocs de niveaux inférieurs. Sur une ligne, chaque pièce est mise en position sur des surfaces appartenant à des pièces situées à sa gauche dans le graphe. La pièce la plus à gauche sur une ligne est donc la base du bloc. Un composant acheté (moteur, capteur,…) est considéré comme un sous-ensemble monobloc. (Il n’a pas à être décomposé). Les petits composants standards (vis, pions, roulements…) ne sont pas forcément représentés dans ce graphe. Graphe de mise en position d'un mécanisme classique Cotation fonctionnelle B.ANSELMETTI 5_Cotation fonctionnelle 2017 v3 ANSELMETTI.doc 6 08/06/2017 Lorsque le mécanisme comporte différentes configurations (par exemple, configurations à gauche, à droite et en position intermédiaire), il y a un graphe pour chaque configuration. Certains mécanismes imposent des graphes plus complexes (ex : systèmes articulés, tuyaux de flexibles de raccordement..). Certains blocs peuvent alors comporter des parties mobiles. Remarque : La base d’un bloc est la pièce la plus importante qui reçoit plusieurs pièces. Généralement, la base met en position le bloc dans le mécanisme. Parfois, plusieurs solutions sont possibles. Il faut choisir une pièce de base et la conserver pour tout le projet pour obtenir une cotation cohérente et permettre l’élaboration des chaînes de cotes. Les cotations seront légèrement différentes en changeant de base. 2.2 Graphe de structure du réducteur 2.2.1 Structure du mécanisme Le réducteur est composé d’un bloc fixe, d’un bloc d’entrée et d’un bloc de sortie. Le bloc fixe comprend toutes les pièces fixes reliées à l’embase qui est le bâti du mécanisme relié au milieu extérieur. Le bloc de sortie comprend toutes les pièces tournantes liées à l’arbre de sortie. Le bloc d’entrée ne comporte qu’une seule pièce qui est la roue dentée. Graphe du réducteur Remarque : dans cette décomposition, les bagues des roulements se trouvent séparées. 3. ANALYSE DE LA MISE EN POSITION DES PIECES 3.1 Mise en position du carter 3.1.1 Principe de description de la mise en position Choisir la base du bloc qui est la première pièce sur laquelle s’assemble ensuite les autres pièces. Cotation fonctionnelle B.ANSELMETTI 5_Cotation fonctionnelle 2017 v3 ANSELMETTI.doc 7 08/06/2017 Chaque pièce est ensuite mise en position par des surfaces de références qui sont posées sur des surfaces d’appui d’une pièce ou de plusieurs pièces différentes déjà en place sur le mécanisme en cours de construction. Lors de l’apprentissage de la méthode, il est conseillé de faire un schéma par pièce et par bloc pour décrire sa mise en position sur le uploads/Industriel/ cotation-fonctionnelle-2017.pdf