Métrologie et contrôle des spécifications ISO Vol.5 (Manuel de tolérancement)

Bernard Anselmetti

Description

Manuel de tolérancement : métrologie avec les normes ISO présente les bases théoriques et pratiques de la métrologie dimensionnelle, principalement au marbre et sur machine à mesurer tridimensionnelle.
Il met l’accent sur la conformité avec les normes ISO de cotation et détaille des processus de mesure, des méthodes de calculs simples et des algorithmes très fins, permettant ainsi d’adapter les moyens mis en œuvre au contexte de la mesure. De nouvelles méthodes sont proposées notamment pour les exigences au maximum et au minimum de matière, la métrologie statistique les capabilités et la conformité des lots dans le contexte tridimensionnel de la cotation ISO.
Fruit de la recherche et de son application en entreprise, Manuel de tolérancement : métrologie avec les normes ISO est un ouvrage scientifique et pédagogique destiné aux métrologues et aux services qualité. Il est également accessible aux concepteurs et aux ingénieurs méthodes souhaitant maîtriser la qualité géométrique des produits.
Avant-propos. Chapitre 1. Principe de mesure. Chapitre 2. Métrologie au marbre. Chapitre 3. Mesure sur machine à mesurer. Chapitre 4. Identification par les moindres carrés. Chapitre 5. Critères d'association. Chapitre 6. Systèmes de références. Chapitre 7. Constructions et calculs. Chapitre 8. Mesure des spécifications. Chapitre 9. Maximum et minimum de matière. Chapitre 10. Analyse par solveur. Chapitre 11. Mesure des capabilités. Chapitre 12. Cotation statistique. Chapitre 13. Réglage et surveillance. Chapitre 14. Exercices au marbre. Chapitre 15. Exercices sur machine à mesurer. Conclusion. Bibliographie. Index.

Sujets

• Physique
• Métrologie
• Documentation

Informations

• Publié par: Hermès - Editions Lavoisier
• Date de parution: 12 août 2011
• Nombre de lectures: 133
• EAN13: 9782746241770
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 4 Mo

Extrait

Manuel de tolérancement
volume 5



































© LAVOISIER, 2011
LAVOISIER
11, rue Lavoisier
75008 Paris

www.hermes-science.com
www.lavoisier.fr

ISBN volume 5 978-2-7462-1599-3
ISBN général 978-2-7462-1594-8


Le Code de la propriété intellectuelle n'autorisant, aux termes de l'article L. 122-5, d'une part,
que les "copies ou reproductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non
destinées à une utilisation collective" et, d'autre part, que les analyses et les courtes citations
dans un but d'exemple et d'illustration, "toute représentation ou reproduction intégrale, ou
partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est
illicite" (article L. 122-4). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce
soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles L. 335-2 et suivants du
Code de la propriété intellectuelle.
Tous les noms de sociétés ou de produits cités dans cet ouvrage sont utilisés à des fins
d’identification et sont des marques de leurs détenteurs respectifs.


Printed and bound in England by Antony Rowe Ltd, Chippenham, September 2011.





Manuel de tolérancement

volume 5



métrologie avec les normes ISO










Bernard Anselmetti










Les cinq ouvrages de tolérancement s'adressent aux techniciens et ingénieurs des
entreprises de mécanique de précision et aux étudiants et enseignants de ce domaine.
Le cycle complet de conception, de fabrication et de contrôle des produits est traité
avec une progression permettant de découvrir les problèmes puis de traiter des cas
industriels réels et complexes. Chaque ouvrage comporte des exercices avec une
proposition de correction.
– Langage des normes ISO de cotation : ces normes et le concept GPS
(Geometrical Product Specification) fournissent le seul langage industriel
international permettant la description univoque et contractuelle des défauts
admissibles sur les pièces mécaniques. Cet ouvrage présente simplement les
concepts de base de ce langage afin de permettre la lecture des spécifications portées
sur un dessin de définition fonctionnelle ou sur une fiche de production.
– Bases de la cotation fonctionnelle : le processus complet de tolérancement
fonctionnel est décrit en cinq étapes : la description de l'assemblage du mécanisme,
la détermination des exigences fonctionnelles géométriques, le choix des
spécifications de cotation, le calcul de la résultante et la répartition des tolérances.
Ce volume détaille largement les concepts de base mais se limite au traitement des
exigences exprimées par une distance et aux chaînes de cotes unidirectionnelles.
– Cotation fonctionnelle tridimensionnelle et statique : cet ouvrage
d'approfondissement complète le volume 2. La méthodologie est étendue à des
exigences exprimées avec des spécifications complexes. Un algorithme rigoureux
donne une cotation tridimensionnelle complète avec des spécifications ISO de
position et d'orientation. Une méthode originale de calcul tridimensionnel et
statistique des résultantes associée à une méthode de synthèse des tolérances permet
une optimisation des dimensions nominales des pièces pour maximiser les
tolérances.
– Cotation de fabrication avec les normes ISO : cet ouvrage donne des méthodes
de transferts de cotes de fabrication pour passer d'un dessin de définition
fonctionnelle aux dessins de phase et aux fiches de production ou de réglage en
normes ISO. Plusieurs niveaux d'approfondissement sont proposés, avec des
méthodes unidirectionnelles et tridimensionnelles, une répartition uniforme ou
isocapabilité, une modélisation en considérant les surfaces indépendantes ou liées par
un processus d'usinage en commande numérique.
– Métrologie avec les normes ISO : les matériels de mesure, les processus de
mesure en ligne et en métrologie sont présentés avec l'objectif de vérifier les
nouvelles spécifications ISO. Les principes des gammes de mesure sur machine à
mesurer sont présentés en insistant sur la construction des systèmes de références et
sur les incertitudes de méthode. De nombreux algorithmes classiques et spécifiques
de traitement des mesures sont développés.
Table des matières
Avant-propos....................................... 17
Chapitre 1. Principe de mesure............................ 19
1.1. Méthodologie générale ............................. 19
1.2. Lecture de la spécification à vérifier ..................... 19
1.2.1. Références normatives .......................... 19
1.2.2. Vocabulaire et objets utilisés pour la lecture
des spécifications ................................. 20
1.2.3. Lecture d’une spécification ....................... 20
1.3. Caractérisation des défauts d’une pièce ................... 21
1.3.1. Contrôle, mesure et identification 21
1.3.2. Contrôle d’une pièce ........................... 26
1.3.3. Etat des normes .............................. 26
1.4. Mesure d’une spécification .......................... 27
1.4.1. Mesure d’une dimension......................... 27
1.4.2. Mesure d’une spécification géométrique de forme ......... 27
1.4.3. Mesure d’une spécification géométrique d’orientation ....... 28
1.4.4. Mesure d’une spécification géométrique de position........ 28
1.4.5. Mesure d’une spécification au maximum ou au minimum
de matière ..................................... 30
1.4.6. Mesure d’une exigence de l’enveloppe................ 31
1.4.7. Mesure avec référence au maximum ou au minimum
de matière 31
1.5. Identification de la géométrie de la pièce .................. 33
1.5.1. Identification d’une surface d’une pièce ............... 33
















6 Métrologie avec les normes ISO
1.5.2. Identification de la forme d’une surface................ 34
1.5.3. Identification de la position d’une surface .............. 34
1.5.4. Identification de la position d’une surface complexe........ 35
Chapitre 2. Métrologie au marbre.......................... 37
2.1. Principe de mesure ............................... 37
2.1.1. Mesure au comparateur ......................... 37
2.1.2. Colonne de mesure ............................ 38
2.2. Identification des références par simulation................. 39
2.2.1. Simulation d’une référence sur une surface plane.......... 39
2.2.2. Simulation d’un système de références ................ 40
2.2.3. Simulation d’une référence sur une surface cylindrique ...... 40
2.3. Mesure des principales spécifications sur le plan.............. 41
2.3.1. Localisation d’un plan .......................... 41
2.3.2. Parallélisme d’un plan 42
2.3.3. Perpendicularité d’un plan........................ 42
2.3.4. Symétrie d’une rainure 44
2.3.5. Localisation d’un plan incliné...................... 45
2.3.6. Orientation d’un plan incliné...................... 47
2.4. Mesure des spécifications sur un cylindre .................. 47
2.4.1. Battement circulaire d’un cylindre ................... 47
2.4.2. Battement total d’un cylindre 48
2.4.3. Coaxialité d’un cylindre......................... 48
2.4.4. Localisation d’un cylindre........................ 50
2.5. Contrôle au calibre ............................... 51
2.5.1. Spécification au maximum de matière................. 51
2.5.2. Spécification au minimum de matière 52
2.5.3. Référence au minimum de matière................... 53
Chapitre 3. Mesure sur machine à mesurer.................... 55
3.1. Machine à mesurer tridimensionnelle 55
3.2. Processus de mesure .............................. 56
3.2.1. Principe ................................... 56
3.2.2. Lecture du dessin ............................. 57
3.2.3. Choix du posage 57
3.2.4. Conception du palpeur .......................... 58
3.2.5. Le calibrage ................................ 59
3.2.6. Le palpage et les constructions ..................... 60






























Table des matières 7
3.2.7. Le dépouillement............................. 61
3.2.8. Mode opératoire.............................. 61
3.3. Identification des surfaces........................... 62
3.3.1. Palpage d’une surface .......................... 62
3.3.2. Principe de l’identification d’une surface réelle ........... 65
3.3.3. Modélisation de la surface associée .................. 66
3.3.4. Base de données 69
3.3.5. Critères d’optimisation 70
3.4. Mesure d’un angle ou d’une distance..................... 70
3.4.1. Mesure d’un angle entre éléments géométriques .......... 70
3.4.2. Mesure de la distance d’un point à un élément géométrique.... 70
3.4.3. Mesure de la distance d’une droite à un élément géométrique. . . 70
3.4.4. Mesure de la distance de deux plans .................. 72
Chapitre 4. Identification par les moindres carrés................ 73
4.1. Identification d’une surface .......................... 73
4.2. Calcul de l’écart d’un point au plan associé................. 74
4.2.1. Plan approché et petit déplacement .................. 74
4.2.2. Exemple .................................. 75
4.2.3. Mesure de l’écart d’un point au plan approché............ 75
4.2.4. Définition du plan associé........................ 76
4.2.5. Démonstration par une approche torseur ............... 77
4.3. Méthode des moindres carrés ......................... 80
4.3.1. Principe de la méthode des moindres carrés ............. 80
4.3.2. Plan des moindres carrés 80
4.3.3. Résultats 82
4.3.4. Plan quelconque des moindres carrés ................. 83
4.4. Cercle des moindres carrés........................... 84
4.4.1. Calcul de l’écart d’un point au cercle associé ............ 84
4.4.2. Méthode graphique ............................ 85
4.4.3. Optimisation selon le critère des moindres carrés .......... 86
4.4.4. Résulta