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TOLÉRANCEMENT GÉOMÉTRIQUE INTERPRÉTATION

TOL RANCEMENTG OM TRIQUEINTERPR TATIONFABIEN SCHNEIDERIUFM DE LORRAINEUNIVERSIT DE METZ LE DU SAULCY57 045 METZ 99 Tol rancement Interpr tationFabien SCHNEIDER 19992 Avant-proposL objectif premier de ce document est d apporter les l ments n cessaires uneinterpr tation g om trique certaine des diff rentes tol rances g om triques apparaissantsur un dessin atteindre cet objectif, il est n cessaire de s appuyer sur les normes ISO du domainedu dessin technique, du tol rancement et de la m trologie. Ces normes sont en cours der vision, de r criture ou plus simplement de r daction suite l introduction du conceptGPS (sp cification g om trique du produit) en de comprendre cette volution et de faciliter la compr hension des documentsnormalis s venir, il nous a sembl judicieux d avoir une lecture synth tique des , nous nous sommes attach s faire ressortir le mod le g om trique implicite dutol rancement g om la norme qui pr sente incompl tement une douzaine d exemples pourd crire les r f rences ou syst me de r f rence, nous avons pr f r apporter une m thodesynth tique de constitution des r f rences.

fur et à mesure de leur écriture. Pour l'instant les normes sont encore très centrées sur la définition des tolérances et très peu sur la définition des exigences fonctionnelles géométriques du produit et leurs implications sur la fabrication et la métrologie. L'aspect humain du tolérancement est

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1 TOL RANCEMENTG OM TRIQUEINTERPR TATIONFABIEN SCHNEIDERIUFM DE LORRAINEUNIVERSIT DE METZ LE DU SAULCY57 045 METZ 99 Tol rancement Interpr tationFabien SCHNEIDER 19992 Avant-proposL objectif premier de ce document est d apporter les l ments n cessaires uneinterpr tation g om trique certaine des diff rentes tol rances g om triques apparaissantsur un dessin atteindre cet objectif, il est n cessaire de s appuyer sur les normes ISO du domainedu dessin technique, du tol rancement et de la m trologie. Ces normes sont en cours der vision, de r criture ou plus simplement de r daction suite l introduction du conceptGPS (sp cification g om trique du produit) en de comprendre cette volution et de faciliter la compr hension des documentsnormalis s venir, il nous a sembl judicieux d avoir une lecture synth tique des , nous nous sommes attach s faire ressortir le mod le g om trique implicite dutol rancement g om la norme qui pr sente incompl tement une douzaine d exemples pourd crire les r f rences ou syst me de r f rence, nous avons pr f r apporter une m thodesynth tique de constitution des r f rences.

2 Cette m thode en trois points permet nonseulement d expliquer la douzaine de cas particuliers de la norme, mais elle permet ausside d crire de fa on univoque tous les syst mes de r f rence qui peuvent se pr senter surun le m me esprit, nous avons utilis une approche qui s appuie sur la fonctionnalit d un m canisme pour expliquer les diff rentes exigences du maximum et du minimum demati re. Ceci nous a permis de prolonger la m thode jusqu' la description compl te de lazone de tol rance et de l' tat document a t r dig en prenant en compte les sensibilit s des trois principauxintervenants concern s par la sp cification g om trique du produit : le concepteur, lefabricant et le m est certain que ce document est susceptible d voluer dans un tr s proche avenir,certaines questions soulev es par l tude des normes devraient obtenir une r ponse dansles ann es, voire les mois rancement Interpr tationFabien SCHNEIDER 19993I.

3 INTERPR TATION DU TOL RANCEMENTL'interpr tation de la signification des tol rances apparaissant sur un dessin de d finition nepeut s'envisager qu' partir d'une tude approfondie des normes 1 et une connaissance ducontexte dans lequel les dessins ont t pour un texte, un tol rancement utilise des indications syntaxiques etgrammaticales pour apporter un sens. Il s appuie aussi sur des directives de normes de tol rancement d finissent donc un langage. Ce langage a la particularit d tre g om objectif reconnu du tol rancement consiste fixer des limites admissibles de variation dela g om trie r elle des pi ces d un m g om trie r elle d une pi ce est mat rialis e par les surfaces r elles qui d limitent samati diff rentes raisons (fonctionnelles, fabrication, dessin, bon sens ..) cette surface estd coup e en l ments simples.

4 A chaque l ment, on fait correspondre un l mentg om trique id al d fini en forme, dimension, position et orientation. Cette g om trieid ale d finit la g om trie limites admissibles sont caract ris es par des zones de tol g om trie (g om trie nominale et zones de tol rance) est d crite par letol rancement en utilisant le langage d fini par les normes de tol on d crit l'op ration d'interpr tation d'un tol rancement :L'interpr tation d un tol rancement consiste d crire g om triquement uneg om trie nominale et une zone de tol rance associ e l aide de interpr tation d un tol rancement se termine par l expression d une condition deconformit qui relie la surface r elle la zone de tol g n ral, la condition de conformit consiste imposer que l l ment r el sp cifi soitinclus dans la zone de tol une forme plus labor e, l interpr tation consiste rechercher le sens ou la raison dela sp cification.

5 L interpr tation est d autant meilleure que l on conna t l auteur de lasp cification et le contexte d laboration. On d passe ici le domaine g om trique pouratteindre le domaine de la pens e. 1 Les caract res du texte seront en italique lorsque la norme sera cit rancement Interpr tationFabien SCHNEIDER 19994La premi re phase (phase g om trique) de description de la zone de tol rance pr sentepeu de probl mes si les exemples fournis par les normes en vigueur correspondentexactement la sp cification, et si l auteur de la sp cification s est content d exprimeruniquement l aspect g om , dans la pratique, on d bouche souvent sur des impr cisions ou m me desincompr hensions. Essentiellement parce que l auteur n a pas r ussi exprimerproprement ses id es et a t oblig de prendre des libert s par rapport aux autre raison vient du fait que le langage normalis n est pas toujours rigoureux, il estm me parfois contradictoire.

6 Tous les mots n cessaires pour exprimer l id e de l auteur nesont pas pr sents, il manque aussi des r gles d normes de tol rancement (en l tat actuel) peuvent tre consid r es comme le pluspetit commun d nominateur entre les diff rents intervenants de l industrialisation d unproduit. Elles sont le r sultat d un oblige l auteur des sp cifications d former son id e pour r ussir l exprimer avec lelangage normalis . Il lui arrive donc de prendre des libert s par rapport la norme, parm connaissance ou par impuissance. Ce qui pose bien videmment des probl mes aulecteur pour comprendre la pens e de l' malgr ces faiblesses, les normes constituent le seul langage commun ladisposition du concepteur, du fabricant et du m trologue pour exprimer l aspectg om trique d un m canisme. Ce langage est international, c est dire que parl interm diaire des normes ISO, un tol rancement aura la m me interpr tation quel que soitle pays ou le m tier du lecteur.

7 D autre part les normes sur le tol rancement voluent etdeviennent novatrices. On voit d j appara tre des outils et des concepts nouveaux quitendent, dans un premier temps, rendre l interpr tation cet ouvrage, nous tudierons principalement l'expression g om trique destol rancements, c est dire la phase d analyse ou de lecture. Cependant, nous donneronsquelques l ments qui permettront d'aborder la phase de synth se du tol rancement oud' PR SENTATION DES NORMES DE TOL RANCEMENT (ANALYSE)A. CONCEPT GPS (GEOMETRICAL PRODUCT SPECIFICATION)Depuis le d but des ann es 1990, les normes voluent plus vite, 30% des normes ont t revues entre le recueil des normes sur le dessin technique de 1992 et celui de 1994. CeciTol rancement Interpr tationFabien SCHNEIDER 19995justifie notamment la n cessit de pr ciser sur les documents (dans ou au voisinage ducartouche) le num ro et aussi la date de parution de la norme de r f norme ISO/TR 14638 2 de 1995 repr sente certainement l'apport essentiel l volutionfuture des normes concernant la sp cification g om trique des produits (GPS :Geometrical product specification).

8 Ce rapport technique de l ISO pr sente une vue d ensemble de la normalisationinternationale dans le domaine du GPS. Il explique le concept GPS et fournit un sch madirecteur sur les normes existantes, modifier et tablir dans le d ensemble du sch ma directeur GPS - Matrice GPSM aillon n 123456 Caract ristique g om triquede l l mentIndication dans ladocumentation duproduit -codificationD finition destol rances -D finitionth orique etvaleursD finitions descaract ristiquesou param tres del l ment extrait valuation des carts de la pi ce -Comparaison avecles limites de latol ranceExigences pourl quipement demesureExigencesd talonnage - talonsd talonnage1 Taille2 Distance3 Rayon4 Angle 5 Forme d une ligne(ind pendante d uner f rence)6 Forme d une ligne(d pendant d uner f rence)7 Forme d une surface(ind pendante d uner f rence)8 Forme d une surface(d pendant d uner f rence)

9 9 Orientation10 Position11 Battement circulaire12 Battement total13R f rences14 Profil de rugosit 15 Profil d ondulation16 Profil primaire17D fauts de surface18Ar tesStructure des cha nes de normes GPS g n rales - Matrice GPS g n rale r duite 2 ISO/TR 14638 1995 : Sp cification g om trique des produits (GPS) - Sch ma directeur. Reprise par la normefran aise sous FD CR ISO/TR 14638 d cembre 1996 NormesGPSde baseNormes GPS globalesCha nes de normes GPS g n ralesCha nes de normes GPS compl mentairesTol rancement Interpr tationFabien SCHNEIDER 19996L' laboration des normes, tal e dans le temps (depuis 1967 nos jours) et non concert e,a donn des normes incompl tes et parfois recherche de la qualification ISO 9000 demande notamment de s'assurer que "lesexigences sont d finies et document es de fa on ad quate".

10 Cet objectif est hors de port eavec le contenu actuel des r soudre cette impossibilit , l'ISO a constitu un comit technique (grouped'harmonisation 3) qui a labor un sch ma directeur pour planifier tous les travaux descomit s techniques concern s par le exemple, ce sch ma directeur se retrouve depuis 1996 dans la structure de la tabledes mati res des recueils de sch ma directeur a t b ti pour mettre en place le concept GPS (sp cificationg om trique du produit). L'apport essentiel du concept GPS est de centrer le classementdes normes et l' laboration des nouvelles normes sur le exemple, historiquement, les normes fran aises taient labor es par diff rentescommissions : Dessins techniques, tats de surface, M trologie dimensionnelle travaillantsouvent de fa on ind pendante. Maintenant, ces commissions ont t regroup es en deuxcommissions GPS-Sp cification et GPS-Mesure qui mettent le produit au centre despr int r t vident de ce concept est d apporter une homog n it et une 'compl tude' l volution future des normes de tol 'ailleurs, les travaux actuels et futurs des comit s de l ISO pour la r daction de nouvellesnormes ou pour la r vision d anciennes sont r gis par trois r gles : univocit , exhaustivit etcompl mentarit.


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