Manuel de tolérancement, volume 4 : cotation de fabrication avec les normes ISO

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La cotation ISO en production impose de nouvelles méthodologies pour élaborer les documents de maîtrise de la qualité géométrique des produits : les dessins de phase, du brut et d'états intermédiaires pour la conformité des pièces et les fiches de production, de réglage, de contrôle et de surveillance pour la conformité des moyens de production. Une méthode de transfert unidirectionnelle simple permet d'établir des dessins de phase en normes ISO et d'optimiser la répartition des tolérances à isocapabilité.
Cette cotation est déclinée en cotation d'état intermédiaire, de production et de réglage. Une méthode tridimensionnelle est proposée pour prendre en compte les effets des défauts angulaires. Une maquette montre les fonctionnalités envisageables pour les futurs outils d'aides au tolérancement de fabrication au sein de la CFAO.
De nombreux exercices illustrent les différentes démarches. Ce Manuel de tolérancement est principalement destiné aux préparateurs méthodes et aux concepteurs des bureaux.
Avant-propos. Introduction. Chapitre 1. Caractérisation des pièces mécaniques. Chapitre 2. Transfert unidirectionnel. Chapitre 3. Optimisation des tolérances. Chapitre 4. Modèle des zones de dispersion. Chapitre 5. Production, réglage et contrôle. Chapitre 6. Dessins de définition intermédiaire. Chapitre 7. Maximum et minimum de matière. Chapitre 8. Géométrie réaliste. Chapitre 9. Méthode TZT. Chapitre 10. Résultante 3D par les droites d'analyse. Chapitre 11. Tolérancement assisté par ordinateur. Chapitre 12. Exercices de cotation de fabrication. Chapitre 13. Exercices de cotation de production. Conclusion. Bibliographie. Index.

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Date de parution 05 février 2010
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EAN13 9782746240018
Langue Français

Informations légales : prix de location à la page 0,0615 €. Cette information est donnée uniquement à titre indicatif conformément à la législation en vigueur.

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Manuel de tolérancement
volume 4



































' LAVOISIER, 2010
LAVOISIER
11, rue Lavoisier
75008 Paris

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

ISBN volume 4 978-2-7462-1598-6
ISBN gØnØral 978-2-7462-1594-8


Le Code de la propriØtØ intellectuelle n’autorisant, aux termes de l’article L. 122-5, d’une part,
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soit, constituerait donc une contrefa on sanctio nnØe par les articles L. 335-2 et suivants du
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Tous les noms de sociØtØs ou de produits citØs dans cet ouvrage sont utilisØs des fins
d identification et sont des marque s de leurs dØtenteurs respectifs.


Printed and bound in England by Antony Rowe Ltd, Chippenham, March 2010.





Manuel de tolérancement

volume 4



cotation de fabrication

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 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 3D : 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 et contrôle des spécifications 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 ....................................... 13
Introduction ........................................ 15
Chapitre 1. Caractérisation des pièces mécaniques ............... 19
1.1. Documents de spécifications.......................... 19 
1.2. Répartition du travail dans l’entreprise .................... 20 
1.3. Dossier produit.................................. 21 
1.4. Dossier de fabrication.............................. 22 
1.4.1. Définitions des étapes de production (point de vue cotation) ... 22 
1.4.2. Dossier de gamme ............................ 23 
1.4.3. Dossier de phase ............................. 24 
1.5. Dessin d’état intermédiaire........................... 25 
1.6. Méthodes effectives en entreprise....................... 25 
Chapitre 2. Transfert unidirectionnel ........................ 27
2.1. Définition d’une spécification fabriquée ................... 27 
2.1.1. Phase simple avec une seule référence ................ 27 
2.1.2. Spécification de fabrication28 
2.1.3. Phase avec plusieurs références..................... 29 
2.2. Méthode de détermination des cotes fabriquées .............. 30 
2.2.1. Recensement des exigences ....................... 30 
2.2.2. Modélisation de l’écriture ISO des exigences
et des cotes fabriquées .............................. 31 
2.2.3. Description de la gamme d’usinage .................. 31 
2.2.4. Principe des chaînes de spécifications de fabrication ........ 32 
2.2.5. Règle de détermination des spécifications de fabrication en
unidirectionnel .................................. 33 
2.2.6. Exemple .................................. 34 
2.2.7. Forme générale des transferts ...................... 35 



















6 Cotation de fabrication avec les normes ISO
2.2.8. Application................................. 36 
2.3. Représentation de l’isostatisme avec les systèmes de références .... 37 
2.3.1. Système de références construit sur les surfaces
de mise en position ................................ 37 
2.3.2. Montage en mandrin concentrique et butée.............. 38 
2.3.3. Montage en étau et butée ........................ 38 
2.3.4. Montage isostatique ........................... 39 
2.3.5. Montage avec centreur .......................... 40 
2.4. Présentation détaillée de la méthode sur un exemple ........... 41 
2.4.1. Dessin de définition fonctionnel .................... 41 
2.4.2. Processus de production ......................... 42 
2.4.3. Exigences de fabrication43 
2.4.4. Tableau de synthèse du processus d’usinage ............. 43 
2.4.5. Construction des dessins de phases .................. 44 
2.4.6. Préparation du tableau de transfert ................... 44 
2.4.7. Règle d’affectation des références45 
2.5. Transfert de cotes pour l’exemple....................... 47 
2.5.1. Feuille de transfert de cotes ....................... 47 
2.5.2. Exemple d’exigence directe47 
2.5.3. Exemple de transfert en deux phases ................. 48 
2.5.4. Exemple de transfert en trois phases.................. 49 
2.6. Algorithme de répartition des tolérances sur les cotes fabriquées .... 49 
2.6.1. Initialisation du tableau de calcul .................... 49 
2.6.2. Recherche de l’exigence la plus sévère ................ 50 
2.6.3. Simplification et itération ........................ 50 
2.6.4. Affectation des références en cas de conflits ............. 52 
2.7. Ecriture ISO des spécifications fabriquées ................. 53 
2.7.1. Cas 1 : cote fabriquée comportant un triangle ............ 53 
2.7.2. Cas 2 : cote fabriquée comportant un rond .............. 53 
2.7.3. Cas 3 : cote fabriquée comportant deux flèches ........... 53 
2.8. Cotation de fabrication de l’exemple ..................... 54 
2.9. Synthèse...................................... 55 
Chapitre 3. Optimisation des tolérances ...................... 57
3.1. Rappel de la répartition uniforme ....................... 57 
3.1.1. Tableau de transfert de cotes de fabrication ............. 57 
3.1.2. Commentaires relatifs à la notion de dispersion ........... 58 
3.1.3. Répartition iso-capabilité ........................ 58 
3.1.4. Répartition des tolérances en ingénierie simultanée ......... 61 
3.1.5. Affinage des cotes fabriquées en production stabilisée ....... 62 
3.2. Traitement des exigences unilimites ..................... 62 
Chapitre 4. Modèle des zones de dispersion .................... 65
4.1. Principe des zones de dispersion ....................... 65 
4.1.1. Forme générale des exigences ..................... 65 






























Table des matières 7
4.1.2. Modèle des Δl sur machines conventionnelles ............ 66 
4.1.3. Modèle des Δl en commande numérique ............... 67 
4.1.4. Représentation des dispersions par un tableau69 
4.1.5. Changements de variables ........................ 69 
4.1.6. Cas du fraisage en commande numérique70 
4.2. Exigences bidimensionnelles ou tridimensionnelles ............ 72 
4.3. Répartition statistique des tolérances ..................... 75 
4.4. Rés olution ..................................... 77 
Chapitre 5. Production, réglage et contrôle .................... 79
5.1. Définitions générales .............................. 79 
5.1.1. Réglage et production .......................... 79 
5.1.2. Validation d’une pièce et validation d’un réglage .......... 79 
5.1.3. Problème de l’indépendance du réglage des outils ......... 80 
5.1.4. Fiche de réglage et fiche de production ................ 80 
5.1.5. Principe du calcul des cotes de production .............. 81 
5.2. Détermination des spécifications de production82 
5.2.1. Décomposition en spécifications de production ........... 82 
5.2.2. Spécifications machines ......................... 84 
5.2.3. Travail en référence auxiliaire ..................... 85 
5.2.4. Nature des spécifications de production................ 86 
5.2.5. Algorithme de détermination des spécifications de production . . 86 
5.2.6. Application à l’exemple87 
5.3. Optimisation des tolérances de production ................. 87 
5.4. Fiche de réglage ................................. 89 
5.4.1. Principe ................................... 89 
5.4.2. Spécifications de réglage avec présérie ................ 89 
5.4.3. Spécifications de réglage sur la première pièce de la série ..... 90 
5.5. Fiche de contrôle92 
5.5.1. Contrôle en ligne ............................. 92 
5.5.2. Surveillance de la production ...................... 93 
5.6. Synthèse...................................... 96 
5.6.1. Mise en œuvre du processus de cotation de fabrication....... 96 
5.6.2. Décomposition des tolérances ..................... 97 
Chapitre 6. Dessins de définition intermédiaire ................. 101
6.1. Principe101 
6.2. Règles de détermination des spécifications d’état intermédiaire..... 102 
6.3. Dessins de définition intermédiaire ...................... 104 
6.4. Dessin de définition intermédiaire réduit .................. 106 
6.5. Conformité des pièces et conformité des moyens de production..... 106 
6.6. Gestion des spécifications hors tolérances109 


























8 Cotation de fabrication avec les normes ISO
Chapitre 7. Maximum et minimum de matière .................. 111
7.1. Particularité du maximum et du minimum de matière........... 111 
7.2. Spécifications de fabrication avec une exigence au maximum
de matière ....................................... 112 
7.2.1. Exigence fonctionnelle au maximum de matière .......... 112 
7.2.2. Fabrication en une seule phase ..................... 112 
7.2.3. Fabrication en deux phases ....................... 112 
7.3. Spécification de fabrication avec un centreur ................ 115 
7.3.1. Exigence avec une référence au maximum de matière ....... 115 
7.3.2. Exigence avec une référence au minimum de matière117 
7.3.3. Synthèse .................................. 119 
7.4. Transfert avec une référence au maximum de matière .......... 120 
7.4.1. Exemple avec référence au maximum de matière120 
7.4.2. Fabrication en une seule phase ..................... 121 
7.4.3. Fabrication en deux phases sur la même mise en position ..... 121 
7.4.4. Fabrication en deux phases avec reprise dans l’alésage ...... 124 
7.5. Spécifications de production avec le maximum de matière........ 125 
7.5.1. Principe ................................... 125 
7.5.2. Surface tolérancée au maximum de matière ............. 125 
7.5.3. Surveillance des machines avec le maximum de matière ...... 127 
7.6. Spécifications de production avec référence au maximum de matière ... 128 
7.6.1. Référence au maximum de matière .................. 128 
7.6.2. Référence au maximum de matière avec centreur .......... 131 
7.7. Synthèse...................................... 132 
Chapitre 8. Géométrie réaliste ............................ 133
8.1. Introduction.................................... 133 
8.2. Déformation des pièces en production .................... 133 
8.2.1. Déformations dues au bridage ..................... 133 
8.2.2. Déformations des outils ......................... 134 
8.2.3. Déformations des pièces en fabrication ................ 135 
8.2.4. Déformations des pièces en assemblage136 
8.3. Influence des défauts sur la définition des références ........... 137 
8.3.1. Différence entre références partielles et référence
simple primaire .................................. 137 
8.3.2. Différence entre référeréférence
simple secondaire................................. 138 
8.3.3. Analyse des repères en cours d’usinage ................ 139 
8.4. Analyse détaillée des dispersions en tournage commande numérique ... 141 
8.4.1. Analyse des défauts de la machine en tournage ........... 141 
8.4.2. Définition des zones de dispersion d’usinage ............ 142 
8.4.3.ition des zones de disp de reprise 144 
8.5. Mesure et réglage ................................ 145 
8.5.1. Mesure d’une pièce ............................ 145 






























Table des matières 9
8.5.2. Réglage d’un outil ............................ 146 
8.5.3. Suivi statistique .............................. 147 
8.5.4. Synthèse .................................. 148 
Chapitre 9. Méthode TZT ............................... 149
9.1. Introduction.................................... 149 
9.1.1. Nécessité d’un transfert 3D ....................... 149 
9.1.2. Exemple de transfert ........................... 150 
9.1.3. Principe de transfert151 
9.2. Description des données ............................ 152 
9.2.1. Dessin de définition de la pièce ..................... 152 
9.2.2. Processus d’usinage153 
9.2.3. Préparation des dessins de phase .................... 154 
9.2.4. Description du processus d’usinage .................. 156 
9.2.5. Représentation vectorielle des zones de tolérance .......... 158 
9.2.6. Rôle des références pour une exigence ................ 159 
9.2.7. Rôle des références pour une spécification de fabrication ..... 161 
9.2.8. Feuille de synthèse des spécifications fabriquées .......... 162 
9.3. Règles de transfert................................ 164 
9.3.1. Règle 1 : spécifications intrinsèques .................. 164 
9.3.2. Règle 2 : initialisation du tableau de transfert ............ 164 
9.3.3. Règle 3 : exigence directe ........................ 165 
9.3.4. Règle 4 : transfert de cotes 3D ..................... 166 
9.3.5. Règle 5 : réduction du tableau167 
9.3.6. Règle 6 : transfert entre références partielles
d’une même surface ............................... 168 
9.3.7. Règle 7 : spécifications entre surfaces usinées
dans la même phase169 
9.3.8. Règle 8 : convergence dans une phase................. 170 
9.3.9. Règle 9 : cotation du brut ........................ 172 
9.4. Application .................................... 172 
9.4.1. Exigence C7 ................................ 172 
9.4.2. Exigence C8174 
9.4.3. Exigence C9177 
9.4.4. Exigence C10179 
9.4.5. Exigence C12 ............................... 182 
9.5. Dessins de phase................................. 183 
9.6. Conclusion185 
Chapitre 10. Résultante 3D par les droites d’analyse .............. 187
10.1. Problématique187 
10.1.1. Méthodologie générale ......................... 187 
10.1.2. Rappel des données ........................... 188 
10.1.3. Discrétisation de la surface terminale de l’exigence ........ 190 
10.1.4. Expression de l’exigence........................ 191 


































10 Cotation de fabrication avec les normes ISO
10.2. Transfert de l’exigence C8 .......................... 192 
10.2.1. Etude de l’exigence ........................... 192 
10.2.2. Etude du cumul des écarts en phase 40 ............... 193 
10.3. Mise en position isostatique sur trois plans quelconques ........ 195 
10.3.1. Renvoi au volume 3195 
10.3.2. Cas général avec trois plans quelconques .............. 196 
10.3.3. Cas général avec trois plans perpendiculaires............ 198 
10.3.4. Droite d’analyse parallèle au plan secondaire198 
10.3.5. Droite d’analyse parallèle au plan primaire ............. 199 
10.3.6. Droite d’analyse perpendiculaire au plan tertiaire ......... 200 
10.4. Application au transfert de l’exigence C8 en phase 30.......... 200 
10.4.1. Déplacement du nominal d (F1, )200 uGHJ /AB
10.4.2. Déplacement d (P1, z ) et d (S1, x ) en phase 30 ... 203 G /AB H /AB
10.4.3. Calcul global de la résultante 3D ................... 204 
10.5. Application à l’exigence C9 ......................... 205 
10.5.1. Analyse de l’exigence et des dessins de phase ........... 205 
10.5.2. Déplacement du nominal d (F1, x ) en phase 30 ..... 207 AB /GHJ
10.5.3. Déplacement d (S1, x ) et d (S2, x ) en phase 30 . . 209 B /GHJ B /GHJ
10.5.4. Angle a(plan A, ) et a(plan A, - ) en phase 30 ... 210 y y/GHJ /GHJ
10.5.5. Déplacement d(F1, - ) en phase 20 .............. 211 x /GHJ
10.5.6. Calcul global de la résultante 3D ................... 212 
10.6. Application à l’exigence C10 ........................ 213 
10.6.1. Analyse de l’exigence et des dessins de phase ........... 213 
10.6.2. Déplacement du nominal d (F1, - x ) en phase 30 .... 214 AB /GHJ
10.6.3. Déplacement d (S1, - ) xB /GHJ
et angle a(plan A, ) en phase 30 .................... 217 y /GHJ
10.6.4. Déplacement d(F1, x ) en phase 20 .............. 217 /GHJ
10.6.5. Déplacement d (S1, - x ) H /GEF
et angle a(plan G, ) en phase 20219 y /GEF
10.6.6. Déplacement d(F1, ) en phase 10 .............. 220 x /GEF
10.6.7. Déplacement a(plan G, - ) en phase 10 ........... 221 y /DEF
10.6.8. Déplacement d(F1, ) sur le brut ............... 222 x /DEF
10.6.9. Calcul global de la résultante 3D ................... 222 
10.7. Conclusion ................................... 223 
10.7.1. Résumé de la méthode des droites d’analyse ............ 223 
10.7.2. Synthèse.................................. 225 
10.7.3. Exploitation de la méthode....................... 225 
10.7.4. Approche statistique .......................... 226 
10.7.5. Bilan .................................... 227 



































Table des matières 11
Chapitre 11. Tolérancement assisté par ordinateur ............... 229
11.1. Présentation du projet ............................. 229 
11.1.1. Introduction................................ 229 
11.1.2. Géométrie de la pièce finie ....................... 229 
11.1.3. Cotation de la pièce ........................... 230 
11.1.4. Démarche adoptée............................ 230 
11.1.5. Architecture informatique ....................... 232 
11.2. Création des surfaces d’ébauche et des posages.............. 232 
11.2.1. Création des surfaces intermédiaires d’ébauche et du brut .... 232 
11.2.2. Création des posages .......................... 234 
11.2.3. Acquisition de la géométrie ...................... 236 
11.3. Définition de la gamme237 
11.3.1. Stratégies de description de la gamme ................ 237 
11.3.2. Organigramme de description de la gamme............. 239 
11.3.3. Application à la pièce239 
11.3.4. Image de la gamme dans Excel .................... 240 
11.3.5. Modification de la pièce ........................ 241 
11.4. Exigences à respecter ............................. 241 
11.4.1. Définition des exigences fonctionnelles ............... 241 
11.4.2. Définition des exigences de fabrication 242 
11.5. Génération des spécifications de fabrication................ 243 
11.5.1. Méthode de transfert .......................... 243 
11.5.2. Direction de transfert .......................... 243 
11.5.3. Recherche de la référence active ................... 243 
11.5.4. Limitation................................. 244 
11.5.5. Description des spécifications de fabrication ............ 245 
11.5.6. Description d’une chaîne de cotes .................. 246 
11.5.7. Ajout de conditions spécifiques .................... 247 
11.5.8. Tableau de synthèse........................... 247 
11.6. Calcul de la résultante et de la marge .................... 247 
11.6.1. Définition de la marge sur une exigence ............... 247 
11.6.2. Cas d’une exigence exprimée par une cote ............. 248 
11.6.3. Cas des localisations .......................... 249 
11.6.4. Prise en compte du jeu dans un centreur............... 250 
11.7. Optimisation de la répartition des tolérances 251 
11.7.1. Répartition manuelle des tolérances ................. 251 
11.7.2. Principe de répartition iso-capabilité 252 
11.7.3. Maîtrise de l’optimisation ....................... 254 
11.7.4. Résultats obtenus ............................ 254 
11.8. Exploitation des résultats ........................... 255 
11.8.1. Mise à jour des surépaisseurs ..................... 255 
11.8.2. Définition des états intermédiaires .................. 256 






























12 Cotation de fabrication avec les normes ISO
Chapitre 12. Exercices de cotation de fabrication ................ 257
12.1. Transfert de cotes 1D qualitatif ....................... 257 
12.1.1. Sujet .................................... 257 
12.1.2. Proposition de correction........................ 258 
12.2. Transfert 1D en normes ISO ......................... 259 
12.2.1. Sujet259 
12.2.2. Proposition de correction262 
12.3. Réalisation d’une symétrie .......................... 265 
12.3.1. Sujet265 
12.3.2. Proposition de correction266 
12.4. Transfert avec cotation du brut269 
12.4.1. Sujet269 
12.4.2. Proposition de correction........................ 271 
12.5. Simulation tridimensionnelle......................... 274 
12.5.1. Sujet .................................... 274 
12.5.2. Proposition de correction275 
12.6. Simulation unidirectionnelle276 
12.6.1. Sujet276 
12.6.2. Proposition de correction278 
Chapitre 13. Exercices de cotation de production ................ 295
13.1. Cotes de production .............................. 295 
13.1.1. Sujet .................................... 295 
13.1.2. Proposition de correction........................ 297 
13.2. Mors doux301 
13.2.1. Sujet301 
13.2.2. Proposition de correction307 
Conclusion ......................................... 313
Bibliographie ....................................... 315
Index ............................................ 321
Sommaire du volume 1 ................................. 325
Sommaire du volume 2329
Sommaire du volume 3333




























AVANT-PROPOS
La cotation ISO est aujourd’hui un moyen performant et reconnu pour
caractériser les défauts géométriques des pièces mécaniques, au sein d’une
entreprise mais aussi pour toutes les activités contractuelles entre des partenaires
industriels. La CAO évolue également en apportant maintenant des moyens de
reporter dans le 3D directement les spécifications de cotation avec un contrôle
syntaxique de chaque spécification.
Les formations en lycées, IUT et écoles d’ingénieurs, mais aussi en
intraentreprise et dans le cadre de la formation continue commencent à montrer des
résultats très positifs pour ce qui est de la lecture des spécifications ISO, mais les
méthodes sont encore loin d’être maîtrisées pour assurer la qualité des pièces à
moindre coût. Cette maîtrise du langage de cotation et des méthodes concerne tous
les acteurs de l’entreprise (concepteur, technicien méthodes, fabricant, métrologue,
service achat et service qualité).
Cette série d’ouvrages Manuel de tolérancement apporte un éclairage
pédagogique sur toutes les notions de base extraites notamment des normes, des
réponses à des problèmes concrets rencontrés en entreprise et quelques chapitres sur
les dernières évolutions proposées par la recherche du domaine. Quatre thèmes sont
traités :
– langage des normes ISO de cotation : les concepts des normes ISO sont
analysés afin de permettre la lecture des spécifications portées sur un dessin de
définition ou des fiches de production ;
– méthode de cotation fonctionnelle : le processus complet de tolérancement
fonctionnel est décrit en trois étapes, l’analyse du mécanisme, le choix des
spécifications de cotation et la répartition des tolérances. Le volume 2 permet de
traiter les cas simples et classiques avec un calcul unidirectionnel des résultantes. 14 Cotation de fabrication avec les normes ISO
Le volume 3 s’attache à traiter les cas complexes avec notamment le calcul
tridimensionnel et statistique des résultantes ;
– cotation de fabrication avec les normes ISO : les différents documents utilisés
pour maîtriser la qualité géométrique des pièces en cours de production sont définis.
Les méthodes de détermination de la cotation de fabrication en normes ISO à partir
de la cotation fonctionnelle sont détaillées dans le présent volume avec plusieurs
niveaux d’approfondissement ;
– métrologie : les matériels de mesure, les processus de mesure en ligne et en
métrologie sont présentés avec l’objectif de vérifier au mieux les nouvelles
spécifications ISO, notamment en exploitant la chaîne numérique. De nombreux
algorithmes classiques et spécifiques de traitement des mesures sont développés.
Les dessins de définition comportent de nombreuses spécifications ISO 3D. Ce
volume 4, Cotation de fabrication avec les normes ISO, donne une vue générale du
processus de maîtrise de la qualité en production, en insistant sur les différents
documents à élaborer en fonction de l’utilisateur : dessins de phase, du brut et d’état
intermédiaire pour la conformité des pièces et fiches de production, de réglage, de
contrôle et de surveillance pour la conformité des moyens de production. La
méthode de transfert de cotes unidirectionnelle présentée au chapitre 2 donne déjà
un outil très efficace pour établir des dessins de phase avec une cotation ISO. Les
méthodes TZT et des droites d’analyse permettent de traiter les cas 3D en faisant
intervenir l’influence des défauts angulaires en cours de production.
De nombreux exercices permettent d’acquérir les mécanismes de base et
illustrent quelques difficultés spécifiques.
Cet ouvrage est principalement destiné aux services des méthodes, mais il est
intéressant que les concepteurs aient connaissance de la cascade de tolérances qui
conduit souvent à des intervalles de tolérances très sévères en production. Les
services qualité et achats doivent également collaborer avec le service méthodes
pour adapter de manière cohérente toutes les procédures aux spécificités de
l’entreprise. INTRODUCTION
Cotation avec les normes ISO
Les normes ISO de cotation constituent un excellent langage pour décrire les
défauts géométriques admissibles sur les pièces. Les dessins de définition
fonctionnels spécifiés en ISO doivent décrire le juste nécessaire en utilisant une
bonne méthodologie de choix des spécifications et en maximisant les tolérances par
la résolution de l’ensemble des chaînes de cotes du mécanisme.
Ces dessins sont analysés par le gammiste qui choisit un process de fabrication et
les machines. Le gammiste répartit les tolérances sur chaque phase en rédigeant des
contrats de phase en normes ISO qui décrivent les défauts admissibles sur les pièces
après chaque phase.
En production de petites et moyenne séries, le régleur gère tout le processus de
sa machine à partir de ce dessin de phase. Le métrologue vérifie la conformité de la
pièce au dessin de phase ou la conformité de la pièce finie au dessin de définition.
En grandes séries, il faut formaliser plus précisément les démarches pour aider
les régleurs et minimiser les coûts d’exploitation. Il est par exemple beaucoup moins
coûteux de s’assurer que la machine et les outillages sont capables à chaque instant
de respecter les exigences de la pièce que de vérifier que les pièces produites sont
conformes. La réaction sur la machine est aussi beaucoup plus rapide en cas
d’incident, souvent avant de produire des pièces non conformes. Les corrections à
apporter peuvent être parfaitement ciblées en fonction de la grandeur surveillée qui
est souvent différente des caractéristiques définies dans le dessin de phase. Le dessin
de phase est donc analysé par l’agent machine qui définit les fiches de réglage et de
surveillance de la machine. Ce dessin de phase est ensuite quasi inutile. 16 Cotation de fabrication avec les normes ISO
Le premier objectif de cet ouvrage est de donner des règles précises pour
déterminer les spécifications à porter sur les dessins de phase en utilisant les normes
ISO. Une méthode simple pour les cas simples unidirectionnels et une méthode
tridimensionnelle plus complexe pour intégrer l’effet des défauts angulaires.
Le second objectif est de prendre en compte le processus de réglage et de
surveillance des machines pour établir les fiches de production et de réglage.
Certaines spécifications peuvent s’écrire avec les normes ISO. D’autres
spécifications doivent être décrites spécifiquement en indiquant par exemple le point
de mesure et le moyen de mesure.
Le protocole de suivi peut par exemple imposer une mesure très locale d’un
point de la pièce avant démontage de la pièce de la machine. Ce contrôle est
suffisant si on est sûr par ailleurs que l’orientation de la pièce dans le montage est
satisfaisante. Pour s’assurer de cette orientation, il suffit de mesurer de temps en
temps hors machine le parallélisme de deux points par rapport à une référence… Par
contre, en cas d’incidents, des mesures spécifiques doivent être effectuées pour
identifier la cause et générer des corrections. Il suffit alors de faire une métrologie
complète de la pièce sur un prélèvement pour s’assurer qu’aucun autre phénomène
ne perturbe cette production.
Une éternelle question porte sur la faisabilité des corrections à partir de la norme
ISO. En effet, la métrologie d’une spécification exprimée en ISO peut se réduire par
l’expression d’un écart par un nombre, par exemple un écart de parallélisme d’un
plan de 0,04. Ce nombre ne permet pas à lui seul de déterminer le sens et la valeur
de l’erreur angulaire, ni la direction de la plus grande pente de ce plan, trois
indications qui sont indispensables pour permettre au régleur d’effectuer les
corrections. Il appartient au métrologue de compléter le procès verbal de contrôle
avec par exemple les composantes de la normale au plan ainsi que l’écart d’un point
parfaitement défini de ce plan.
La surveillance des machines peut couvrir de nombreux domaines en dehors du
champ de cet ouvrage. On peut citer la surveillance de la température des moteurs, la
mesure des efforts sur les axes, le contrôle acoustique en cours d’usinage, la mesure
de puissance à la broche… Toutes ces méthodes ont pour but de détecter des
anomalies sur la machine.
Enfin, il faut se souvenir que toute mesure a un coût, qu’il est inutile de mesurer
trois grandeurs dont la déviation proviendrait du même phénomène.
Introduction 17
En conclusion, la maîtrise de la qualité en production est un métier spécifique
qui intègre de multiples aspects. Il faut éviter des erreurs imposées parfois par des
marchés passés entre clients et fournisseurs qui imposent par exemple un contrôle à
100 % des spécifications du dessin, alors qu’il est beaucoup plus efficace de se
concentrer sur la surveillance de la machine. CHAPITRE 1
Caractérisation des pièces mécaniques
1.1. Documents de spécifications
La conception d’un produit et la préparation du processus de production de ce
produit nécessitent de nombreux documents qui ont généralement un caractère
contractuel entre les différents intervenants.
Auteur Document Cotation Fonction
Désignation des piècesDessinConcepteur
Description du mécanismed’ensemble
+
préparateur
Plan Exigences Conditions de fonctionnementassemblage
fonctionnel fonctionnelles du mécanisme
Gamme
Spécifications Caractéristiques à vérifier en
d'assemblage
d'assemblage cours d'assemblage
et de réglage
Dessin de
Spécifications Caractéristiques de la
Dessinateur définition fonctionnelles pièce en service
fonctionnel
Spécifications Caractéristiques de laDessin de
Dessinateur
de définition pièce livréedéfinition

Figure 1.1. Documents élaborés par le bureau d’études 20 Cotation de fabrication avec les normes ISO
Auteur Document Données Fonction
Caractéristiques des
Dessin Spécifications
Gammiste surfaces actives de la pièce
de phase fabriquées
après la phase
SpécificationsDessin d’état Caractéristiques de toute la
d’étatintermédiaire pièce après la phase
intermédiaire
Caractéristiques à vérifier
Préparateur Fiche de Spécifications lors de la série sur le poste
méthode production de production de travail
(chargé de
la phase n) Caractéristiques à vérifierFiche de Spécifications
lors de la pré-série sur leréglage de réglage
poste de travail
Fiche de Spécifications Indicateurs de suivi
contrôle de contrôle de production
Limites de Analyse statistique d’une
Fiche de
surveillance caractéristique de
surveillance
et de réglage production
Figure 1.2. Documents élaborés par le bureau des méthodes
Suivant la structure de l’entreprise et le type de produit, tous les documents ne
sont pas tous toujours indispensables.
1.2. Répartition du travail dans l’entreprise
Une structure complète d’entreprise avec un bureau d’études et un bureau des
méthodes comporte sept types de personnels :
– les concepteurs conçoivent le mécanisme, déterminent les formes et les dimensions
des pièces et définissent les exigences fonctionnelles du produit en service ;
– le préparateur assemblage conçoit le processus d’assemblage du mécanisme
en collaboration avec les concepteurs. Il détermine les outillages d’assemblage et les
spécifications à vérifier en cours d’assemblage ;
– pour chaque pièce, un dessinateur effectue le dessin de définition fonctionnel
en proposant une cotation fonctionnelle. Le cas échéant, il réalise également le
dessin de définition de la pièce dans son état de livraison (par exemple si des
opérations d’usinage sont effectuées pendant l’assemblage). Un dessinateur prend en
charge le dossier des chaînes de cotes fonctionnelles pour répartir les tolérances sur
l’ensemble des pièces ;
Caractérisation des pièces mécaniques 21
– pour chaque pièce, un gammiste détermine le processus de fabrication en
fonction des moyens de production disponibles, fait le dossier de chaînes de cotes de
fabrication et élabore les dessins de phase avec les spécifications fabriquées à
respecter ;
– pour chaque phase, le préparateur méthode conçoit le processus détaillé d’usinage
de la phase, les outillages, le poste de travail. Il réalise les fiches de production, de
réglage, de contrôle et de surveillance ;
– pour chaque phase, le gérant machine (ou régleur) installe la production et effectue
les réglages. Il intervient également en cas d’anomalie de production ;
– pour chaque phase, l’opérateur assure la production en effectuant éventuellement
les contrôles de production, les changements d’outils et les réglages de routine.
Très souvent, un même homme assure plusieurs fonctions.
1.3. Dossier produit
Ce dossier est constitué au bureau d’études par le concepteur et les dessinateurs
en collaboration avec le préparateur assemblage. Il comprend :
– le dessin d’ensemble : il décrit tout le mécanisme, en définissant les formes et
les dimensions des pièces ;
– le plan fonctionnel : un plan fonctionnel est un dessin d’ensemble représentant
le mécanisme dans une configuration donnée et sur lequel sont définies les
exigences fonctionnelles sous forme de cotes ou de spécifications géométriques ;
– le tableau d’analyse fonctionnelle technique : il recense les exigences
fonctionnelles de service, de conception, de maintenance et de recyclage en
précisant les défaillances pouvant être induites et le niveau de hiérarchisation de la
criticité de l’exigence ;
– le dossier des chaînes de cotes : il donne les relations entre les exigences
fonctionnelles du produit et les spécifications fonctionnelles de chaque pièce. Ce
document permet la répartition des tolérances fonctionnelles ;
– le dessin de définition fonctionnel : il définit complètement et sans ambiguïté
les spécifications fonctionnelles auxquelles doit satisfaire la pièce finie, dans son
état de fonctionnement dans le mécanisme ;
– le dessin de définition : il définit complètement et sans ambiguïté les
spécifications fonctionnelles auxquelles doit satisfaire la pièce finie dans son état de
livraison sur la ligne de montage. Toutes les pièces livrées doivent respecter le
dessin de définition de la pièce.
22 Cotation de fabrication avec les normes ISO
Le dessin de définition fonctionnel permet au concepteur de vérifier que la pièce
pourra bien s’assembler et qu’elle répond bien aux sollicitations mécaniques. Le
dessin de définition est le document contractuel pour l’achat des pièces.
Schématiquement, on a :
Exigence fonctionnelle du mécanisme
= résultante des spécifications fonctionnelles des pièces
En général, le dessin de définition et le dessin de définition fonctionnel sont
identiques et confondus sauf si des opérations d’usinage ou de déformations sont
réalisées sur les pièces en cours de l’assemblage (par contre-perçages par exemple).
Pour un clip qui se déforme lors de l’assemblage, le dessin de définition
fonctionnel le décrit en position assemblé (déformé). Le dessin de définition le
décrit à l’état libre.
Pour une pièce non rigide (carter fin, anneau en caoutchouc, clip…),
conformément à la norme ISO 10579-NR, le dessin de définition peut décrire un
protocole de mesure permettant de simuler l’état de la pièce en situation de
fonctionnement.
1.4. Dossier de fabrication
1.4.1. Définitions des étapes de production (point de vue cotation)
Ces définitions n’étant pas normalisées, il existe de nombreuses variantes au sein
des entreprises :
– opération d’usinage : travail réalisé par un outil pour produire une et une seule
forme géométrique (par exemple : cycle d’ébauche, groupe de perçages avec
débourrages…) ;
– sous-phase : une sous-phase est un ensemble d’opérations réalisées sans
démontage de la pièce ni transfert du couple « pièce, porte-pièce » d’une broche de
machine à une autre ;
– phase d’usinage : succession de sous-phases réalisées sur une même cellule ou
un même îlot de fabrication ;
– îlot de fabrication : ensemble de machines sous la responsabilité d’un seul
régleur, permettant d’effectuer en continu l’usinage d’une pièce avec transfert
(automatique ou non) des pièces d’un poste à l’autre, avec conservation de l’ordre
d’usinage sur chaque poste (donc sans stockage aléatoire des pièces dans un bac,
afin de conserver la dépendance des réglages). Caractérisation des pièces mécaniques 23
Le plus souvent, une phase ne comporte qu’une seule sous-phase, si bien que les
termes sont souvent confondus. En revanche, si une phase est réalisée en plusieurs
sous-phases, il peut y avoir des optimisations pertinentes des tolérances pour tenir
compte des interdépendances entre les réglages.
1.4.2. Dossier de gamme
Ce dossier est établi par le gammiste. Il comprend :
– la description du processus d’usinage avec pour chaque sous-phase :
- la désignation de la machine,
- la prise de pièce,
- les volumes de matière enlevée ;
– la simulation d’usinage (chaînes de cotes de fabrication) ;
– la liste des exigences de fabrication imposées par le gammiste ;
– les temps de production.
Et pour chaque phase :
– les dessins de phase.
Pour le gammiste, les spécifications fonctionnelles du dessin de définition de la
pièce à réaliser deviennent des exigences fonctionnelles à respecter.
La simulation d’usinage a pour but de simuler le comportement des opérations
de fabrication du point de vue dispersion, afin de déterminer les spécifications de
fabrication et de proposer une répartition optimale des tolérances de fabrication. La
simulation d’usinage nécessite de connaître le processus de fabrication. La
simulation pourra être détaillée et précise si la description du processus identifie
toutes les interdépendances entre les usinages (plusieurs surfaces usinées par un
même outil par exemple). La simulation s’applique à tous les procédés de
fabrication, de mise en forme des pièces et d’assemblage. Pour la simplicité de cet
ouvrage, les exemples sont restreints à l’usinage, mais les méthodes peuvent être
généralisées à de nombreux procédés.
Les spécifications fabriquées d’une phase doivent pouvoir être maîtrisées par
l’agent machine responsable de la phase, indépendamment des dimensions des
pièces obtenues dans les phases précédentes, c’est pourquoi les spécifications de
fabrication ne sont définies qu’à partir des surface actives de la phase (surfaces
usinées et surfaces de références).
Le dessin de phase définit partiellement la pièce en donnant les spécifications
fabriquées de la phase qui concernent les surfaces présentes sur la pièce après la
phase. Après la phase, toutes les pièces doivent respecter le dessin de phase. Le
24 Cotation de fabrication avec les normes ISO
dessin de phase décrit la pièce devant être produite, sans indiquer comment
l’obtenir. Le dessin de phase ne donne aucune indication sur les états de la pièce
entre les opérations de la phase (pas de cotes fabriquées relatives à des surfaces
d’ébauche ou à des surfaces intermédiaires entre les sous-phases). On peut avoir du
maximum de matière sur le dessin de phase.
Pour une phase décomposée en plusieurs sous-phases, il y a un dessin pour
chaque sous-phase et un dessin pour la phase.
Schématiquement on a :
Exigence fonctionnelle ou de fabrication
= résultante des spécifications fabriquées
1.4.3. Dossier de phase
Le dossier de phase est établi par le préparateur méthode à partir du dossier de
gamme, notamment du dessin de phase et de la simulation d’usinage. Le préparateur
méthode peut ainsi travailler sans avoir à connaître les autres postes de travail
(ingénierie simultanée). Le dossier de phase décrit toutes les consignes nécessaires
au gérant machine, responsable du poste de travail, dans une fiche de phase. Cette
fiche de phase comprend le dessin de la phase (ou de sous-phase) et définit pour
chaque opération :
– le processus détaillé d’usinage (les outils, les surfaces obtenues, les conditions
de coupe, le programme de commande numérique…) ;
– toutes les informations nécessaires aux réglages et au suivi de la production (en
indiquant notamment les moyens de mesure) :
- fiche de production,
- fiche de réglage,
- fiche de contrôle,
- fiche de surveillance ;
– les dessins des outillages (montage d’usinage, outils spécifiques…).
Le dossier de phase est évolutif. Il faut distinguer l’étape d’élaboration du
processus de fabrication au cours de laquelle les dossiers se construisent et la
situation finale dans laquelle les dossiers récapitulent toutes les données nécessaires
à la production après les mises au point et les validations, pour un dialogue avec le
client ou pour relancer ultérieurement la production. Caractérisation des pièces mécaniques 25
1.5. Dessin d’état intermédiaire
Pour valider les caractéristiques géométriques des pièces en cours de production,
il existe au moins trois types de documents (figure 1.3) :
– le dessin de définition définit le produit fini. Le dessin de phase définit
partiellement la pièce en donnant les spécifications fabriquées des surfaces obtenues
dans la phase et présentes sur la pièce après la phase ;
– le dessin d’état intermédiaire définit complètement et sans ambiguïté les
exigences auxquelles doit satisfaire la pièce dans son état après la phase donnée ;
– le dessin du brut est un dessin de phase dans l’état brut.
Conformité de la pièce Conformité de
en cours de fabrication la pièce finie
Dessins de définition intermédiaire Dessin de
définition
Ph 10 Ph 20 Ph 30
Pièce finieBrut
Dessin du brut Dessins de phase
Validation de la production après chaque phase
Figure 1.3. Conformité des pièces
De nombreuses opérations ne sont pas forcément maîtrisables, notamment en
raison des déformations de la pièce (libération de contraintes en usinage ou en
traitement thermique). Dans ces différents cas, le dessin de phase n’est pas suffisant
pour garantir la conformité de la pièce. Il faut définir le dessin d’état intermédiaire
de la pièce après la phase et vérifier la conformité des pièces à ce dessin.
Dans le cas de pièces partiellement sous-traitées, ce dessin d’état intermédiaire
après la sous-traitance est le document contractuel. Schématiquement, on a :
Spécification d’état intermédiaire = spécification fonctionnelle
– résultante des spécifications fabriquées des phases suivantes
1.6. Méthodes effectives en entreprise
Le contenu du dossier de fabrication est très variable suivant les entreprises, le
type de production, la qualification des opérateurs sur machines et la demande du
client. Trois stratégies sont employées :
26 Cotation de fabrication avec les normes ISO
– aucun dossier de fabrication : les opérateurs travaillent directement à partir des
dessins de définition avec quelques indications rudimentaires comme des surépaisseurs ;
– stratégie courante : le bureau des méthodes établit des fiches opérations qui
regroupent sur un même dessin toutes les informations, notamment les spécifications
de fabrication, de réglage et de contrôle. Ce cumul engendre souvent de nombreuses
ambiguïtés et probablement des pertes financières importantes en production et au
contrôle ;
– stratégie complète : elle consiste à établir les spécifications fabriquées pour
chaque phase, puis les fiches de production. Les spécifications fonctionnelles sont
alors directement exprimées en fonction des spécifications de production pour faire
une répartition optimale des tolérances. Dans ce cas, les fiches de production sont
utilisées pour valider le bon fonctionnement de la machine. Les dessins d’états
intermédiaires sont utilisés pour valider la conformité des pièces. Les contrats de
phase ne sont plus utilisés en production. CHAPITRE 2
Transfert unidirectionnel
2.1. Définition d’une spécification fabriquée
2.1.1. Phase simple avec une seule référence
Pour une phase donnée, les références sont les surfaces de la pièce qui assurent
la mise en position de la pièce sur le montage d’usinage de cette phase :
– les références sont des références partielles au sens de la norme ISO 5459, car
seulement une partie de la surface de la pièce est au contact avec les appuis du
montage d’usinage ;
– les surfaces actives de la phase sont les surfaces usinées dans la phase et les
surfaces de références principales de cette phase ;
– l’axe ou le plan de symétrie de deux surfaces actives d’une même phase est
actif dans cette phase (par exemple : plan médian d’une rainure) ;
– l’intersection de deux surfaces actives d’une phase est active dans cette phase.
Dans la figure 2.1, la face d’appui 1 est active (sa position est définie). Les mors
concentriques assurent la mise en position de l’axe de révolution 2 qui est donc actif.
En revanche, la surface cylindrique 3 n’est pas une surface active, car la variation de
diamètre modifie la position de la surface par rapport à un référentiel machine.
Toutes les surfaces usinées sont actives. L’intersection de la surface usinée avec le
cylindre 3 n’est pas une intersection active. 28 Cotation de fabrication avec les normes ISO
intersection non active
intersections actives
31
2
plan de jauge actif

Figure 2.1. Exemple de groupe de surfaces actives
2.1.2. Spécification de fabrication
Une spécification fabriquée (ou spécification de fabrication) est une spécification
géométrique (au sens des normes ISO de cotation) imposée entre des surfaces
actives d’un même groupe de surfaces actives pour obtenir le respect des exigences
fonctionnelles ou de fabrication (les désignations suivantes sont des synonymes :
cote fabriquée, cote de fabrication, spécification fabriquée, spécification de
fabrication).
Seules les spécifications fabriquées qui sont définies sur la pièce après la phase
sont sur le dessin de phase. Toutes les pièces fabriquées doivent vérifier ces
spécifications fabriquées. Les autres spécifications fabriquées se trouveront sur les
fiches de production et ne pourront plus être vérifiées sur la pièce après la phase
(exemple : spécification relative à une surface obtenue en demi-finition, lorsque la
finition est réalisée dans la même phase).
Il ne doit pas être nécessaire de mesurer les pièces qui arrivent sur un poste de
travail pour effectuer les réglages correspondant aux cotes fabriquées. Un régleur ne
peut maîtriser que les positions relatives des surfaces actives d’un même groupe. Les
spécifications fabriquées ne peuvent donc relier que des surfaces actives du même
groupe.
Les spécifications fabriquées s’obtiennent par transfert des exigences fonctionnelles
et de fabrication.
Lorsqu’une phase est composée de plusieurs sous-phases, chaque sous-phase
possède son dessin de sous-phase, avec ses références, ses surfaces usinées qui
∅Transfert unidirectionnel 29
donnent les surfaces actives de la sous-phase. Les spécifications fabriquées d’une
sous-phase ne peuvent relier que les surfaces actives de la sous-phase.
Quelques gammes particulières génèrent des dépendances fortes des réglages
entre les sous-phases. C’est par exemple le cas du retournement des pièces sur le
même montage. Dans ce cas, il est possible de définir une spécification fabriquée
entre des surfaces qui sont actives sur l’ensemble de la phase, si le régleur est bien
capable de maîtriser seul cette spécification.
2.1.3. Phase avec plusieurs références
Sur les machines à commande numérique modernes, il est possible de définir un
repère programme local sur certaines surfaces, à l’aide d’un palpeur à contact. Les
surfaces usinées par rapport à ce repère ne sont plus positionnées par rapport au
montage d’usinage.
Dans ce cas, il faut distinguer le groupe de surfaces actives par rapport au repère
principal défini sur les surfaces d’appui dans le montage d’usinage et les groupes de
surfaces actives complémentaires définis par rapport à des références complémentaires.
Si la référence complémentaire appartient à un groupe de surfaces actives de
cette sous-phase, les deux groupes fusionnent.
Dans la figure 2.2a, l’encoche et la rainure du groupe principal sont réalisées par
rapport au système de références principal. Le trou et le chambrage du groupe
complémentaire sont réalisés par rapport au système de références complémentaires
construit à partir du plan médian des surfaces palpées sur le brut. Les deux groupes
sont indépendants.
La figure 2.2b représente une phase de tournage sur un tour parallèle
conventionnel. La référence principale est donnée par le mandrin. Les surfaces
extérieures et la face avant sont usinées par rapport à ce mandrin et forment le
groupe principal de surfaces actives. L’alésage est réalisé avec un foret équipé d’une
bague. L’opérateur arête le perçage lorsque la bague est en appui sur la face avant.
La face avant et le perçage forment un groupe complémentaire. Par contre, la
position du groupe complémentaire dépend de la face avant. Les deux groupes
fusionnent car la face avant est commune aux deux groupes.
Les spécifications fabriquées doivent être définies entre les surfaces d’un même
groupe. En pratique, tout ce passe comme si chaque groupe était une phase différente.
30 Cotation de fabrication avec les normes ISO
Par contre, il n’y a qu’un seul dessin de phase qui cumule toutes les spécifications de
fabrication.
Références
complémentaires(a) Groupe (plan médian des
principal surfaces palpées)
Groupe
complémentaire
Références
principales
(surface d'appui)
Groupe (b)
principal
Références
principales
(surface
d’appui + axe)
Butée fixée sur le foret
Référence
groupe complémentaire
complémentaire
Figure 2.2. Surfaces de références d’une sous-phase
2.2. Méthode de détermination des cotes fabriquées
2.2.1. Recensement des exigences
Les exigences fonctionnelles sont les spécifications de position, d’orientation et
de forme présentes sur un dessin de définition. Elles sont imposées par le concepteur
pour garantir le bon fonctionnement du produit.
Les exigences de fabrication sont imposées par le gammiste pour garantir le bon
déroulement de la fabrication :
– surépaisseur minimale et maximale,
– variation maximale de la surépaisseur,
– dimensions et tolérances réalisables avec des outils standard (outils à gorges),
– espace pour le passage des outils.
La sous-phase pour laquelle la spécification est exigée doit être clairement
identifiée. Transfert unidirectionnel 31
2.2.2. Modélisation de l’écriture ISO des exigences et des cotes fabriquées
Le dessin de définition et les dessins de phase doivent être spécifiés en ISO avec
toute la richesse d’écriture. Pour faciliter les traitements dans les tableaux de calcul,
on propose une notation simplifiée de cette cotation.
Les cotes (au sens ISO des dimensions locales) sont indiquées en cote moyenne
et intervalle de tolérance centré (figure 2.3).
40 IT 0,3Cote 40 ± 0,15
Figure 2.3. Représentation d’une cote
Les localisations comportent une surface tolérancée et un système de références
complet. La localisation sera simplement repérée par une flèche indiquant la surface
tolérancée et un triangle sur la surface du système de références qui est orientée dans
la direction de la chaîne de cotes. Ce triangle représente l’ensemble du système de
références (figure 2.4).
40
Représentation ISO
0,06 A BB
A
élément Représentation
tolérancé40 IT 0,06simplifiée du
= A Bsystème de
références
Figure 2.4. Notation synthétique d’une localisation
2.2.3. Description de la gamme d’usinage
Le processus d’usinage est décrit dans un graphe (figure 2.5) qui possède une
ligne pour le brut et une ligne pour chaque phase d’usinage. Chaque surface brute ou
usinée est numérotée et apparaît dans une colonne. Un axe ou un plan médian est
représenté par un trait mixte. Pour une phase donnée, les croix représentent les
surfaces usinées dans cette phase. Un rond représente la surface d’appui de la pièce
dans cette phase. Pour la ligne de brut, les croix représentent les surfaces présentes