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RÉSUMÉ
Cet article présente les nouveaux outils introduits principalement dans les normes 1101, 5459 et 2692 depuis 2011 (zones de tolérance spécifiques, références au minimum de matière, décalages dans les systèmes de références, duplication, éléments de contact, élément de situation), avec des exemples montrant leurs domaines d’emploi et leurs exploitations. Certains concepts qui doivent bientôt paraître, sont présentés en montrant les limites et les compléments qu’il faut apporter pour répondre aux besoins industriels.
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Bernard ANSELMETTI : Ancien Professeur des universités - Université Paris Saclay (Cachan, France)
INTRODUCTION
L’avenir étant assurément dans le contexte de la CAO 3D, les spécifications doivent être complètement définies dans ce modèle numérique, sans attacher de signification à la représentation graphique, comme à la présence ou non d’une cote encadrée, la vue dans laquelle la spécification est dessinée ou la direction d’une ligne repère.
Les surfaces spécifiées et les références sont parfaitement identifiées dans le modèle 3D. Cela permet d’exprimer complètement la spécification dans une base de données ou par un autre langage.
La cotation ISO classique suppose qu’un mécanisme est composé de pièces rigides assemblées sans déformation, ni réglage, et que les références sont des plans, des cylindres, des sphères, des révolutions, des prismatiques ou des surfaces complexes d’étendues suffisantes pour bloquer les degrés de liberté correspondants. Le besoin des entreprises est beaucoup plus vaste. Un plan peut être de très faible largeur, une surface gauche peut être presque plate, une surface peut avoir une forte influence sur une exigence dans une seule direction, la flexion des pièces ou des réglages peuvent compenser certains défauts, la pièce à fabriquer peut être peinte ultérieurement….
Pour réduire les coûts de production en maximisant les tolérances, il faut optimiser la cotation au juste nécessaire et ce, quitte à avoir une écriture un peu plus lourde.
Pour répondre à ces multiples besoins des entreprises, les normes ISO de cotation NF EN ISO 1101 : 2017, et NF EN ISO 5459 : 2011 décrivent, souvent très succinctement, de nouveaux modificateurs qui offrent de multiples possibilités. Pour les utiliser, il est parfois nécessaire de définir de la géométrie complémentaire dans le modèle nominal (élément de situation, éléments de contact, élément de direction…).
Ces avancées sont encore très peu détaillées dans les normes, ce qui laisse une grande liberté d’exploitation. La réelle difficulté est que certaines propositions ont sans doute été publiées prématurément, avec de très nombreuses limitations qu’il faut pouvoir contourner en apportant des compléments pour répondre aux besoins industriels.
Le paradoxe, c’est que ces besoins existent depuis longtemps et que chaque entreprise a déjà développé sa propre écriture avec plus ou moins de réussite. Pour permettre aux entreprises de travailler sur des cas réels, parfois complexes, il faut mettre en forme ces différents usages dans le contexte des nouvelles normes.
Le premier objectif de cet article est de décrire les domaines d’emploi des nouveaux outils définis par les normes, les limitations et les règles d’écriture, en complétant cela par des extensions utiles non décrites dans la norme, mais a priori compréhensibles et exploitables actuellement.
Le second objectif est de montrer les informations nécessaires pour répondre à des besoins recensés qui ne sont pas couverts par les normes. Pour cela, de nouvelles indications hors normes sont proposées dans l’esprit de la norme. Leurs utilisations imposeraient des commentaires explicatifs.
Face à tout cela, il appartiendra toujours au concepteur de suivre l’évolution de ces normes, de prendre la responsabilité de ses spécifications et de bien définir ce qu’il veut en nota, lorsqu’il adopte une spécification hors norme, pour éviter les incompréhensions et les litiges.
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- Version courante de janv. 2025 par Bernard ANSELMETTI
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7. Conclusion
Cet article montre que les besoins industriels sont très variés et que le langage ISO est potentiellement capable de très bien répondre aux attentes. Les normes publiées couvrent déjà très largement les besoins classiques. Les nouveaux outils apportent de nouvelles fonctionnalités pour optimiser la cotation et maximiser les tolérances.
Il faut toutefois surveiller l’évolution des normes 2692 et 5459, principalement pour valider la nouvelle écriture de la dimension de l’état virtuel et pour le choix de la solution qui sera retenue « surface associée à une référence par défaut en position nominale ou décalée ? ».
Dans l’état actuel des normes, certains nouveaux concepts très utiles ne sont pas encore suffisamment développés. Le manque de précision et les limitations imposent une grande prudence. En cas de nécessité, les compléments proposés dans cet article peuvent être utilisés, en ajoutant tous les notas nécessaires pour assurer la bonne compréhension des spécifications souhaitées.
Les logiciels de CAO intègrent déjà la cotation ISO dans les modèles 3D. Les annotations définissent sans aucune ambiguïté les surfaces spécifiées et les références. Le contrôle sémantique vérifie déjà que chaque spécification proposée par un concepteur a bien une signification au sens de la cohérence du symbole avec la géométrie des surfaces spécifiées et de références.
Actuellement, le choix de la cotation est intégralement sous la responsabilité du concepteur. Il peut, par exemple, déterminer les spécifications nécessaires à la cotation fonctionnelle d’un mécanisme en appliquant la méthode QUICK GPS publiée dans TI [AG 2 463].
Les nouveaux outils de CAO vont très prochainement proposer des assistants encore plus performants qui vont recueillir l’expertise et les besoins fonctionnels des concepteurs, puis traduire automatiquement ces besoins en spécifications ISO. Le concepteur devra alors être capable de lire et de valider cette...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANSELMETTI (B.) - Tolérancement. - Éditions Hermes Sciences, Lavoisier, Vol. 1 : Langage des normes ISO de cotation, 252 p. (2007), Vol 5 : Métrologie avec les normes ISO, 399p (2011).
-
(2) - RADOUANI (M.), ANSELMETTI (B.) - « Application d’un solveur à l’identification de surfaces réelles et au contrôle des spécifications ISO ». - Revue Mécanique et Industrie, vol 4/3 p 249-258, juin 2003.
-
(3) - ANSELMETTI (B.), PIERRE (L.) - « Complementary writing of maximum and least material requirement with an extension to complex surfaces - Procedia CIRP 43 (2016 ) 220 – 225 ELSEVIER (mai 2016 Suède), https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01335595, http://doi:10.1016/j. procir.2016.02.153.
-
(4) - PIERRE (L), ANSELMETTI (B.), ANWER (N.) - « On the usage of Least Material Requirement for Functional Tolerancing » - Procedia CIRP 44 (2018) (mai 2018 Italie).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Spécification géométrique des produits (GPS) – Système de codification ISO pour les tolérances sur les tailles linéaires – Partie 1 : bases des tolérances, écarts et ajustements - NF EN ISO 286-1 - 2010
-
ISO 965 Filetages métriques ISO pour usages généraux – Tolérances – Partie 1 : principes et données fondamentales - NF ISO 965-1 - 2013
-
Spécification géométrique des produits (GPS) – Tolérancement géométrique – Tolérancement de forme, orientation, position et battement - NF EN ISO1101 - 2017
-
Spécification géométrique des produits (GPS) – Tolérancement géométrique – Tolérancement des profils - NF EN ISO 1660 - 2017
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Spécification géométrique des produits (GPS) – Tolérancement géométrique – Exigence du maximum de matière (MMR), exigence du minimum de matière (LMR) et exigence de réciprocité (RPR) - NF EN ISO 2692 - 2015
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Tolérances des éléments de fixation – Partie 1 : Vis, goujons et écrous – Grades A,...
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