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Le transfert des tolérances, du besoin à la
fabrication
Max Giordano
2
Le transfert des tolérances, du besoin à la
fabrication
- Les tolérances géométriques dans le cycle de
vie du produit 3 - Les conditions fonctionnelles
géométriques 6 - Le transfert vers les
spécifications des pièces 9 - Les modèles pour
le calcul du transfert 11 - Le transfert des
spécifications pour la fabrication 15 -
Conclusion 18
3
Le tolérancement au cœur du concept de cycle
de vie du produit
Le cycle de vie du produit - marché, commande -
cahier des charges - conception - analyse,
calculs - fabrication, contrôle - assemblage -
mise en service - maintenance - usage -
démantèlement, recyclage
Aspect transversal du tolérancement
Gestion du Cycle de Vie du Produit Product
Life-cycle Management (PLM)
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Le tolérancement du modèle du produit au produit
réalisé
réel
modèle
Contrôle produit
Besoin client
Produit réalisé
Bureau detudes
Assemblage
Contrôle pièce
Définition des pièces
Pièces réalisées
Méthodes
Fabrication
Contrôle opérations
Opérations élémentaires de fabrications
Définition des opérations de fabrication
5
Les différents dessins techniques

• Le transfert, nécessaire pour linterchangeabilité
  , diminue le domaine dacceptation des pièces.
• La détermination des tolérances doit partir des
  besoins du client mais tenir compte du processus
  complet

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Bien partir formaliser les besoins du client
analyse
Conditions fonctionnelles géométriques
Besoin client éléments du cahier des charges
transfert 
- besoin directement exprimé sous forme
géométrique - détermination à partir dun modèle
(théorique ou expérimental)
68
Exemple de conditions fonctionnelles géométriques
A
A
0,4
Problème Ce type de spécification nest pas
prévu par la norme GPS
0,06
A
0,03
?
rotation
7
Expression des conditions fonctionnelles géométriq
ues cas de mécanismes
Faux rond
battement
1
2
voile
Charge de mesurage
Spécification non prévue par l ISO
Effets pris en compte - forme des surfaces -
position, orientation / surfaces de liaisons -
forme des surfaces de liaisons
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Exemple dune condition donnée en terme de
rigidité (système précontraint)
F
F0
x
F
x
tx
1/2 ts
1/2s0
Serrage cible s0 et tolérance sur le serrage ts0
donnée dun domaine de comportement acceptable
s
Condition en terme géométrique
s0 1/2 ts0 gt s gt s0 - 1/2 ts0
Le modèle doit être validé (expérimentation)
9
Transfert dune condition géométrique
mécanisme vers des spécifications pièces
A
0.01
32
C
0,02
0,2
C
A
B
Zone commune
0,02
A
C
Ø0.01
68
R50.03
Ø560.05
A
0,4
A
Ø0.05
16
0,06
A

0,03
20
C
0,1
Zone commune
Ø0.01
R50.03m
Ø560.05
32
pour toute position angulaire du moyeu par
rapport à la bague extérieure
0,02
C
C
16
R50.03m
Précontrainte axiale s0 ts
Ø560.05
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Transfert dune condition géométrique
mécanisme vers des spécifications pièces
Tolérancement  optimal 
système
pièces
Les conditions fonctionnelles sont respectées
Toutes les spécifications des pièces sont
respectées
Interchangeabilité pire des cas
Il existe au moins un assemblage possible qui ne
satisfait pas une condition fonctionnelle
Au moins une spécification n est pas respectée
conformité du lot dassemblages
Conformité de chaque lot de pièce
Approche statistique
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Les outils de calcul de transfert
J
X1
X2
Le modèle des chaînes de cotes
(1)
(2)
ITJ S ITXi
au pire des cas
(4)
(3)
X3
X4
(ITJ)2 S (ITXi)2
ou statistique (capabilités égales, moyenne
statistique cote moyenne)
Je dq
- non prise en compte des différentes liaisons -
écarts angulaires négligeables - ne conduit pas à
des spécifications ISO - limité à des cas
unidirectionnels
e
dq
12
Les outils de calcul de transfert
r0
Le modèle paramétrique variationnel
Condition fonctionnelle s f(pij) ( paramètre
N i pour la pièce j )
ITs S
ds S S
?f
dpij
ITqj
?pij
j
i
j
(chaîne minimale)
- difficulté de prendre en compte certains jeux -
nombre important de paramètres - conditions
fonctionnelles paramétrées - plusieurs paramètres
pour la même pièce
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Les outils de calcul de transfert
Modèle prenant en compte jeux et écarts de taille
et de position et orientation relatives entre les
surfaces
y
ry
ØD
4 surfaces fonctionnelles
ty
rx
6 paramètres pris en compte ( 3 pour le nominal)
tx
x
p
48
32
Ø12H8
Spécifications données
Ø0.04
M
M
A
B
40
28
Relations entre les écarts admissibles des
paramètres par rapport à une géométrie cible.
5
24h7 E
Zone commune
B
0.01
A
14
Les outils de calcul de transfert
Modèle prenant en compte jeux et écarts linéaires
et angulaires
y
ry
h
ty
y
ry
ØD
ty
rx
z
J pmax - p t t0 D - Dmin t00.04 tool
localisation
tx
tx
x
rx
p
(tx ry h/2 - J/2)2 (ty - rx h/2)2 lt (t/2)2
si tx ry h/2 gt J/2
(tx ry h/2 J/2)2 (ty - rx h/2)2 lt (t/2)2 si
tx ry h/2 gt J/2
(tx- rx h/2)2 lt (t/2)2 autres cas
(tx- ry h/2 - J/2)2 (ty rx h/2)2 lt (t/2)2
si tx - ry h/2 gt J/2
et
tx
(tx - ry h/2 J/2)2 (ty rx h/2)2 lt (t/2)2 si
tx - ry h/2 gt J/2
rt/2
(tx rx h/2)2 lt (t/2)2 autres cas
tx
Domaine des écarts admissibles
J/2
15
Transfert dune spécification pièce vers des
paramètres de fabrication
x?
Contrôle dimension minimale
Contrôle par calibre
Information binaire insuffisante pour contrôler
le procédé besoin de quantifier les écarts
- capabilité du procédé ( machine,
gamme), - réglage
16
Transfert dune spécification pièce vers une
spécification de fabrication
Mesure des écarts géométrie obtenue / géométrie
cible
ty
ex
stx
rt/2
sty
tx
ey
J/2
- écart systématique (réglage, précision machine
) - dispersion aléatoire (contrôle capabilité)
Comment définir des indices de capabilté dans le
cas multidimensionnel?
17
Transfert dune spécification pièce vers une
spécification de fabrication
4 x M12
Ø t1
A
B
A
Ø t2
Transfert
-t/2
18
Conclusion
- Les conditions fonctionnelles du produit sont
au début d un processus de maîtrise de sa
qualité géométrique. Intérêt du concept de
tolérancement par zone mais insuffisance pour les
mécanismes. -Elles sont transférées en
spécifications pièces, suivant lISO (zones de
tolérances). Le modèle paramétré plus ou moins
simplifié est nécessaire pour le calcul. - La
mesure des paramètres des pièces en cours de
fabrication permet - le contrôle des
spécifications - le contrôle du procédé