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METROLOGIE (mesurage et contrôle) Mise en situation : Durant la fabrication des

METROLOGIE (mesurage et contrôle) Mise en situation : Durant la fabrication des pièces mécaniques (Fig1 : exemple pièce réalisée sur un tour parallèle).il est nécessaire de vérifier la conformité géométrique au dessin de définition de produit fini. Il s’agit donc d’effectuer des mesurages ou contrôles soit : - avant l’usinage : contrôle des pièces brutes - en cours d’usinage - à la fin de fabrication : contrôle le produit fini Comment ? Par l’ensemble des moyens technique utilisés pour le contrôle des pièces mécanique qu’on appelle la METROLOGIE I-Définition : La métrologie peut se défini comme étant la science de la mesure associée à l’évolution de son incertitude ou l’ensemble de techniques qui permettent d’évaluer des performances. II-Généralité :  La mesure est l’ensemble des opérations ayant pour but de déterminer la valeur d’une grandeur physique.  Le contrôle permet de s’assurer du respect de la spécification chiffrée contenues dans le cahier des charges. La valeur réelle de la grandeur de l’élément est comprise entre deux valeurs limites (maxi, mini)  Le contrôle peut se faire par mesure ou par attribut 1 Fig :1 Contrôle par mesurage : ou contrôle quantitatif La grandeur à contrôler est mesurée et on vérifie qu'elle est comprise entre les valeurs mini et maxi autorisées Contrôle par attribut : ou contrôle qualitatif Le contrôle est dit par attributs lorsque l’on vérifiée que la caractéristique contrôlée se situe ou non dans les limites désirées Exemple : Si l’on s’inté re sse au diamèt r e d’un alésag e . Le contrôle p ar mesurage p ermet de rec hercher la valeur du diamètre alors que le contrôle par attribut va seulement nous permettre de dire si la pièce contrôlée est bonne ou mauvaise. Définitions d’une dimension : C’est la distance entre deux éléments géométriques (plan/plan, plan/génératrice..etc.) T olérance d’une dimension : La dimension réalisée doit être comprise entre deux dimensions limites (cote maxi et cote mini).la différence entre ces deux dernières constitue la tolérance Cotes Identification Cote nominale Cote maximale Cote minimale Cote effective Intervalle de tolérance Ecart supérieur Ecart inferieur CN : c’est la dimension théorique CMax : c’est la cote le plus grande possible Cmini : c’est la cote le plus petite possible Ce : c’est la cote réalisée (ou cote réelle) IT= cote maxi - cote mini Es= cote maxi – cote nominale 2 Pièce EI = cote mini –cote nominale T ypes de mesures : - Par mesure direct : calibre à coulisse, micromètre - Par comparaison : comparateur, cale étalon - Par calibrage : jauges de tolérances maxi et mini, calibres à mâchoires III-Instruments de mesure à lecture directe : 1-Calibre à coulisse (ou pied a coulisse) : a-calibre à coulisse à vernier : Description du pied a coulisse Précision de mesures Si la règle est toujours graduée en mm, il n’en est pas de même pour le VERNIER. Celui-ci, gravé sur le coulisseau, a une graduation particulière dont le nombre de divisions va déterminer la précision de lecture du calibre à coulisse. Le Vernier au 1/10 possède 10 graduations égales, et mesure 9 mm. 1 graduation = 9/10 =0,9 mm. 3 Le Vernier au 1/20 possède 20 graduations égales, et mesure 19 mm. 1 graduation = 19/20 =0,95 mm Le Vernier au 1/50 possède 50 graduations égales, et mesure 49 mm. 1 graduation = 49/50 = 0,98 mm. Méthode générale de lecture : 1- lire le nombre entier de mm, à gauche du zéro du vernier . 2- localiser la graduation du vernier (une seul possible) qui coïncide avec une graduation quelconque de la règle. 3- Ajouter les millimètres, les 1/10,1/20 ou 1/50,selon les cas, pour obtenir la mesure exacte Exemple : Mode opératoire : 4 La règle est graduée en mm. Le zéro du vernier donne la valeur en mm. Le vernier comporte 50 graduations. Chaque graduation représente 0,98mm. Le zéro du vernier étant entre les traits 31 et 32 on a en premier lecture ……………….….31,00 mm Nous recherchons sur le vernier un trait se trouvant en coïncidence avec un trait quelconque de la regle.ici c’est celui suivant la division chiffrée 6 ce qui donne en seconde lecture 6 /10………….… 0,60mm et 2 /50……………………………....... 0,04mm Soit au total ……………………...….=31,64m On doit insérer l’objet à mesurer dans les mâchoires du pied à coulisse et fermer ces mâchoires sur l’objet. On fige la mesure par la molette de blocage. b-Calibre à coulisse à affichage digital : Exemples de possibilités de mesure Mesure extérieur pièce prismatique Mesure intérieur Mesure extérieur pièce cylindrique 2- Jauges de profondeur : Cet appareil est une variante du calibre à coulisse il permet la mesure des profondeurs et la méthode de lecture utilisée est strictement identique au calibre à coulisse. 3-Le micromètre : 5 Jauges de profondeur digitale Définition : Un micromètre est constitué d’un corps en (U) possédant une touche fixe et une touche mobile actionnée par un tambour, sa précision : 0,01 mm à 0.001 mm. Précision de mesures : Le micromètre est un instrument beaucoup plus précis que le calibre à coulisse grâce a la touche mobile à vis micrométrique au pas de 0.5 mm, la précision de lecture est de 1/100 de mm Principe de la lecture : Vis à pas de 0.5 mm Le tambour est gradué en 50 parties égales Chaque partie représente une lecture de 1/100 de mm Il faut donc tourner le tambour de 2 tours pour que la touche mobile se déplace de 1 mm. De 1 à 49 centimes, la lecture est directe. De 51 à 99 centièmes, il aura fallu ajouter 1 demi millimétré visible sur le manchon pour obtenir la valeur exact. Nous voyons donc que la lecture au micromètre présente une particularité demandant une certaine attention pour ne pas commettre d’erreur. Exemples : 6 Exemple1 Exemple2 Relever les millimètres : Relever, éventuellement le demi- millimètre Relever les centièmes de millimètre T otal La mesure directe est entachée de trop d’erreurs et incertaine, de plus, la lecture n’est que locale. Il faut donc trouver une méthode de mesure précise .D’ou l’utilisation des instruments de mesure indirecte IV-Instruments de mesure indirecte : 1-Comparateur : Le comparateur est un appareil de mesure de longueur.il n’indique pas une mesure absolue mais une mesure relative par rapport à un point de référence. Description et lecture : 7 Le comparateur à cadran a la forme d’une Gross montre .la grande aiguille, commandée par le palpeur fait un tour pour une différence de cote de 1 mm. Le grande cadran est divisé en 100 partie égales, il est donc possible d’apprécier le 1/100 de mm. Le petit cadran indique le nombre de tours de la grande aiguille. L’ensemble de la grande graduation peut tourner autour de l’axe de la montre, afin que la division (zero) puisse être mise à volonté devant l’aiguille centrale .il existe également des comparateurs à cadran permettant d’apprécier le 1/1000 de mm. V- Moyens de contrôle : Le contrôle par mesure est trop lent et n’est pas sûr (problème de déréglage et de lecture) de plus, il exige des manipulations parfois difficiles. On préfère donc, par une simple comparaison avec un étalon adapté, s’assurer sans la mesurer que la cote réelle est bien comprise entre les limites maxi et mini prévues par le dessin de définition. D’où l’utilisation du contrôle par comparaison (ou le contrôle par attribut) .Son avantage réside dans la simplicité et la rapidité de la mesure. Etalons de contrôle : (page 9) Ce sont des instruments matérialisant les valeurs limites (maxi et mini). L’une de ces valeurs limites doit « entre », l’autre valeur limite ne doit « n’entre pas ». 8 - Tampon lisse double(T .L.D) Un coté du tampon correspond à la dimension limite supérieure de l’alésage, côté « n’entre pas », et un coté qui correspond à la limite inférieure de l’alésage, côté « entre ». On peut donc conclure que la dimension de l’alésage est entre ces 2 valeurs. 9 60,000 0,025 -jauge plate double Le coté indiqué « MIN » (89,987) de la jauge plate double doit rentrer dans la rainure ou l’alésage contrôlé, le coté indiqué « MAX » (90,022) ne doit pas rentrer dans la rainure ou l’alésage contrôlé. - bague lisse L’arbre contrôlé doit rentrer dans la bague de plus grand diamètre (bague « entre » :60) et ne doit pas rentrer dans la bague de plus petit diamètre (bague « n’entre pas » :59,975). calibres à mâchoires Pour des pièces males - Le tampon fileté Les tampons permettent le contrôle des filetages intérieurs (taraudage) - Bagues filetées Les bagues filetées permettent contrôle des filetages extérieurs Exercice 1 : Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/10) 10 MAX +0,022 -0,013 Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (Pied à coulisse à vernier au 1/20) Exercice 2 : Indiquer pour chaque cas de lecture la valeur mesurée (micromètre) 11 Exercice 3 : Pour ces différents instruments, indiquez s’il s’agit d’instrument de mesure ou d’instrument de contrôle. uploads/Management/ metrologie 1 .pdf