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Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Départeme

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Département Génie Mécanique COURS METROLOGIE TRIDIMENSIONNELLE Réalisé par : LOTFI SAYARI Edition 2020    Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Radès, Département de Génie Mécanique, Rue d’Al Qods, BP 172, 2098 Radès Médina, 2 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 Chapitre 2 : ANALYSE DU DESSIN DE DEFINITION 2.1. Dessin de définition du produit fini C’est un document de référence conforme aux normes et qui représente, en une ou plusieurs vues, l’état de finition d’un produit élémentaire (pièce). Il est élaboré par les différents intervenants du cycle conception-fabrication-contrôle qui doivent maîtriser le même langage : le langage des normes ISO de cotation. Son but :  Définir les éléments de la pièce (surfaces) et leurs dispositions relatives  Définir la distribution de la matière par rapport à ces surfaces  Définir toutes les spécifications et indications qui caractérisent la pièce et en particulier :  Les caractéristiques dimensionnelles et géométriques  Le tolérancement des éléments Le dessin de définition d’un produit doit toujours être associé aux processus de fabrication et contrôle. Figure 1 : Extrait d'un dessin de définition 3 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.2.Identification géométrique d’une surface fabriquée Une pièce mécanique est un assemblage de surfaces élémentaires auxquelles on peut associer des éléments géométriques connus. La cinématique des machines-outils, ainsi que la cinématique des liaisons entre les pièces d’un mécanisme font que dans presque tous les cas, les éléments géométriques utilisés sont : Surface S1 S2 S3 S4 S5 S6 Nature géométrique Plane Cylindrique Cylindrique Cylindrique Hélicoïdale Plane Dans les autres cas, les éléments géométriques utilisés peuvent toujours être définis par une succession de points et de normales en ces points. Figure 2 : Identification des éléments géométriques. Figure 3 : Profils des cames et surfaces gauches des masques 4 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.3.Caractérisations des entités géométriques A première vue il parait simple de définir une pièce comme un assemblage d’éléments géométriques simples et bien connus (point, droite, plan, cercle, cylindre, cône, etc..,) et de considérer la métrologie comme un simple problème de géométrie euclidienne avec ses calculs d’angles et de distances. Mais une pièce fabriquée est composée de surfaces réelles qui ne sont jamais exactement des plans, des cylindres, des cônes etc… Ainsi dans le cas par exemple d’une surface réelle fabriquée cylindrique (CY), celle-ci est composée d’une infinité de points (PT) n’appartenant pas à un cylindre parfait unique. Pour chaque ensemble de cinq points appartenant à la surface réelle, il est possible de définir un cylindre (CY) et d’identifier la surface réelle par ce cylindre (CY). Chaque cylindre ainsi défini ne passe pas par les autres points de la surface, et pour toute combinaison de cinq points appartenant à la surface, on obtient un cylindre différent. Le choix du cylindre représentatif de la surface devient délicat si l’on sait que celui-ci doit, par exemple : Etre d’un diamètre compris entre deux bornes, Avoir un défaut de forme inférieur à une borne donnée. Avoir son axe perpendiculaire avec une tolérance à l’axe d’un autre cylindre (qui lui- même est à identifier). Avoir son axe parallèle, avec une tolérance, à un plan (qui lui-même est à identifier). Etre à deux distances d1 et d2 de deux plans, PL1 et PL2. L’identification revient à choisir un cylindre (CY) représentatif de cette surface fabriquée cylindrique, satisfaisant de préférence les conditions imposées, et d’en donner les spécifications réelles : Le diamètre, défaut de forme, défauts de parallélisme et de perpendicularité Les deux distances aux deux plans. 5 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.4.Application 2.4.1. Extrait du dessin de définition 2.4.2. Natures géométriques des surfaces Surface S1 S2 S3 S4 S5 S6 Nature géométrique Cylindrique Cylindrique Hélicoïdale Plane Tronconique Plane Figure 4 : Extrait d'un dessin de définition Figure 5 : Identification des différentes formes géométriques 6 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.4.3. Formes techniques des surfaces Forme A B C D E Nature géométrique Trou taraudé borgne Arbre Rainure de clavette Chanfrein Gorge 2.4.4. Caractéristiques des éléments géométriques Spécifications dimensionnelles Spécifications géométriques Dimensions de références Spécifications d’état de surface S1 Ø30 f6 E S2 Ø25 f6 E S3 M10 ; 20 S4 S5 ISO 2768 m S6 8 H9 Figure 6 : Vocabulaires technologiques 19 22 12 21 7 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.4.5. Identification des zones de tolérances Type de tolérance Nom de la spécification Référence oui/non Zones de tolérance 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Forme Rectitude Non       Figure 7 : Différents types des zones de tolérance 8 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.5.Analyse des spécifications dimensionnelles (par intervalle de tolérance) L’analyse des spécifications dimensionnelles ou l’interprétation par intervalle de tolérance est consisté à préciser à chaque spécification dimensionnelle les éléments suivants :  La dimension nominale  La dimension minimale  La dimension maximale  L’intervalle de tolérance  La spécification intrinsèque TOLERANCEMENT DIMENSIONNELLE Analyse d’une spécification par dimensions Dessin partiel de l’arbre avec la cote dimensionnelle Croquis pour explication de la spécification par dimensions Noter la valeur du diamètre de cylindre de forme parfaite Cylindre de forme parfaite de 29,980 Condition de conformité Condition 1 : Les dimensions linéaires doivent être comprises entre deux cotes : Cote Maxi.= 29,980 Cote mini. = 29,967 Condition 2 : L’exigence d’ENVELOPPE est indiquée par le symbole à la suite d’une tolérance linéaire. Cette exigence impose que l’élément ne dépasse pas L’ENVELOPPE de forme parfaite à la dimension au MAXIMUM de matière. 9 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.6.Analyse des spécifications géométriques (par zone de tolérance) L’analyse des spécifications géométriques ou l’interprétation par zone de tolérance est consisté à préciser à chaque spécification géométrique les éléments suivants :  Tolérancement normalisé Maillon N°1 du GPS  Définition des éléments idéaux maillon N°2 du GPS  Eléments réels - Extraction maillon N°3 du GPS 2.6.1. Différents types de spécifications géométriques Les spécifications géométriques sont regroupées en quatre familles (forme, position, orientation et battement) : - Les spécifications de forme : - Les spécifications d’orientation : - Les spécifications de position : - Les spécifications de battement : Le battement est conjugaison des défauts de forme, de position et d’orientation pour les pièces en rotations. - Les spécifications de ligne et de surface quelconque : Ces deux spécifications peuvent être utilisées pour spécifier une position ou une forme d’un élément géométrique. 10 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.6.2. Eléments tolérancés Les éléments tolérancés sont des éléments réels, ponctuels, linéiques et surfaciques à l’exception de l’application « tolérance projetée ». Les éléments tolérancés sont désignés par la flèche qui relie le cadre de tolérance à l’élément. Le type de l’élément tolérancé dépend non seulement de la position de la flèche mais également du type de tolérance. Exemple 1 :Unique Exemple 2 :Groupe 11 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 Eléments tolérancés des tolérances géométriques Exemples de cotation Eléments réels Eléments tolérancés Commentaires Surface réelle nominalement plane. Surface réelle nominalement plane. L’élément tolérancé est la surface réelle elle- même. Surface réelle nominalement cylindrique. Surface réelle nominalement cylindrique. L’élément tolérancé est la surface réelle elle- même. Surface réelle nominalement cylindrique La ligne médiane extraite L’élément tolérancé est la ligne médiane extraite : C’est une suite de points, lieu des centres des sections droites du cylindre réel. Couple de deux surfaces répétées planes La surface médiane extraite L’élément tolérancé est la surface médiane extraite : C’est un ensemble de points lieu des milieux des bipoints (deux points opposés) 12 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.6.3. Elément de référence et référence spécifiée Un élément de référence est un élément réel extrait de la surface réelle de la pièce. L’opération d’association d’un élément réel extrait se définit par un critère. Elle s’exprime comme un problème d’optimisation. La référence spécifiée est un élément idéal de type POINT, DROIT ou PLAN. Ces points, droites et plans considérés sont les éléments de situation de lignes et de surfaces idéales associées aux éléments de référence (centre d’un cercle, centre d’une sphère, axe d’un cylindre, un plan …) ou des éléments qui résultent d’une construction géométrique. Eléments de références réels et références spécifiées Exemples de cotation Eléments réels Références spécifiées Commentaires Surface réelle nominalement plane. Plan associé à la surface réelle. La référence spécifiée est le plan associé à la surface réelle. C’est un plan géométriquement parfait, tangent du côté libre de matière. Surface réelle nominalement cylindrique. L’axe du cylindre associé à la surface réelle. La référence spécifiée est l’axe du cylindre associé à la surface réelle. - Pour un arbre le cylindre parfait circonscrit au cylindre réel. - Pour un alésage le cylindre associé est le plus grand cylindre parfait inscrit au cylindre réel. Couple de deux surfaces répétées planes Le plan médian extrait (référence spécifiée) L’élément tolérancé est la surface médiane extraite : C’est un ensemble de points lieu des milieux des bipoints (deux points opposés) Plan associé Cylindre associé Référence spécifiée 13 Métrologie Tridimensionnelle _ Lotfi Sayari_2019-2020 2.6.4. Zones des tolérances Les normes définissent une zone de tolérance uploads/Ingenierie_Lourd/ 2-metrologie-tridimensionnelle-ch2-2020.pdf