Cotation : tolérances de localisation et références

[goodvibes69]

Bonjour à tous,

Voilà maintenant presque 4 ans que je travaille en tant qu’ingénieur mécanique et je me retrouve tout le temps confronté à différentes interrogations au moment de mes mises en plan et plus particulièrement au moment de l’ajout de tolérances géométriques.

Mon souci se situe au niveau des tolérances de localisation pour des perçages que j’applique quasi tout le temps (peut être une erreur de « sur-qualité » d’ailleurs, ou peut être que je devrai passer à la norme Iso 2788 pour la cotation mais prenons le problème en l’état) et qui nécessitent de définir des plans de références. Les pièces à fabriquer sont toujours des pièces usinées en totalités.

Une tolérance de localisation pour un perçage va nécessiter 3 références : un appui plan, une orientation et une butée afin d’éliminer mes 6 degrés de libertés. Mon problème concerne le choix du plan de référence pour l’appui plan :

1. ce plan de référence doit il forcement être le plan sur lequel le perçage sera réalisé afin de « garantir » l’orthogonalité de l’axe de perçage ? Dans ce cas, je me retrouve alors avec des plans de références parallèles les uns aux autres ? Cela ne me parait très judicieux comme façon de faire (cf. image mise en plan N°1 avec tolérance générale de ±0,2)

2. Ou est ce que ce plan de référence peut être un plan parallèle au plan de perçage, relié par exemple par une tolérance de position ou de parallélisme ? (cf. image mise en plan N°2 avec tolérance générale de ±0,2)

Avant d’aller plus loin, je souhaiterai clarifier un détail. Pour les pièces brutes issues d’un moulage, les plan de références servent de plan d’appui/bridage pour la pièce afin d’effectuer les usinages nécessaires. Est-ce vrai pour pièce qui sera usinée en totalité ? Ou est ce que les plans de références servent uniquement à garantir la fonctionnalité de la surface choisie ?
Par exemple, dans les deux mises en plans en PJ, sur le cas N°1, les références A et F servent d’appui pour 2 pièces de révolutions pour lesquelles je veux garantir l’orthogonalité de leur axe de révolution avec la surface d’appui. La référence B sert d’appui pour un joint plat. Les références C et D servent comme plans de symétrie.

Je suis donc un peu perdu dans ce choix de référence et j’aurai grand besoin de vos avis afin de figer définitivement mes interrogations (étant employé dans un labo de recherche, je suis le seul « mécanicien » d’où mon recours au forum afin d’échanger sur mon problème).
Quel type de cotation serait à privilégier ? (comme la cuisine, la cotation est un art propre à chacun où différentes façon de faire sont possibles tout en obtenant le même résultat final donc je suis bien conscient qu’il ne doit pas y avoir une seule façon de faire).

Merci d’avance pour ceux qui prendront le temps de me lire et/ou de me répondre et bonne journée à tous.

[verdifre]

Bonjour,

Avant d’aller plus loin, je souhaiterai clarifier un détail. Pour les pièces brutes issues d’un moulage, les plan de références servent de plan d’appui/bridage pour la pièce afin d’effectuer les usinages nécessaires. Est-ce vrai pour pièce qui sera usinée en totalité ? Ou est ce que les plans de références servent uniquement à garantir la fonctionnalité de la surface choisie ?
Par exemple, dans les deux mises en plans en PJ, sur le cas N°1, les références A et F servent d’appui pour 2 pièces de révolutions pour lesquelles je veux garantir l’orthogonalité de leur axe de révolution avec la surface d’appui. La référence B sert d’appui pour un joint plat. Les références C et D servent comme plans de symétrie.

Pour une piece de moulage qui doit être entierement usinée, les references (qui sont à negocier avec le mouleur) te servent à garantir que ta piece finie se trouve bien à l'interieur du brut (epaisseurs mini d'usinage comprises
Aprés, avant de coter, il faut que tu imagines la methose de controle (hors mmt)
tes references et tes specifications finalement ne traduisent que cela
donc avant d'ecrire la moindre specification il faut que tu imagines avant comment va être controlé ce que tu veux
les plans de references necessaires viendront alors naturellement
se prononcer sur une cotation fonctionelle sans connaitre la fonction de la pièce est impossible
il faut au minimum connaitre toutes les pièces en contact avec celle ci
fred

[Kiri44-127]

Bonsoir,

Aprés, avant de coter, il faut que tu imagines la methose de controle (hors mmt)
tes references et tes specifications finalement ne traduisent que cela
donc avant d'ecrire la moindre specification il faut que tu imagines avant comment va être controlé ce que tu veux

Tiens dans mon esprit la méthode de contrôle découlait de la spécification? La spécification quant à elle ne provient que d'une analyse des surfaces fonctionnelles de la pièce.

Cordialement,
Kiri

[verdifre]

bonsoir,

Tiens dans mon esprit la méthode de contrôle découlait de la spécification? La spécification quant à elle ne provient que d'une analyse des surfaces fonctionnelles de la pièce.

C'est un point de vue, et c'est surement le meilleur, cependant , pour moi, il est beaucoup plus facile d'imaginer la pièce en fonctionnement et d'imaginer le moyen de contrôler le bon fonctionnement de la pièce
bien entendu ce doit être une démarche globale, on ne cote pas une seule pièce à la fois, mais la fonction
La méthode GPS d'ailleurs s'applique très bien à des montages de contrôles type "gabarits" qui ne font en fin de compte que simuler les autres pièces à leur maximum de matière

d'imaginer la méthode de contrôle avant de coter permet de bien choisir ses surfaces de références puisque en fin de compte ce que l'on cherche à faire , c'est venir recréer un gabarit (virtuel ou réel)

Tout cela aboutit , il faut espérer à des résultats semblables, ma façon de voir n'est peut être pas très académique mais me semble plus pratique.
Cette méthode , à mon sens, aboutit souvent à des spécifications plus simples à mettre en œuvre quoique parfois plus complexes à écrire
fred

[goodvibes69]

Bonjour Verdifre,

Merci pour tes remarques. J'avoue avoir plus une approche comme celle décrite par Kiri44, à savoir, je choisis mes surfaces de références d'après les fonctionnalités auxquelles celles-ci doivent répondre.

Comme énoncé dans mon 1er poste :
- ref A et F = portée pour une pièce de révolution pour laquelle je souhaite garantir l'orthogonalité de son axe de révolution avec la surface
- ref B = portée pour accueillir un jont plat

Si on essaie de prendre le problème en l'état, ma question concernait surtout le fait de se retrouver avec des surfaces/plan de référence parallèles entre eux. Est ce que celà est judicieux ou est ce que dans la "culture méca" cela est une abbération ?

Merci en tout cas d'avoir pris le temps de me répondre.

Bonne journée à vous.

[verdifre]

Bonjour,
dans l'absolu, avoir un système de surfaces de references par specification (ou par groupe de specification) n'est pas forcément génant
j'envisagerai même facilement un systeme de references par pièces en contact avec la pièce que tu cotes
le seul probleme est que cela peut facilement mener à des dessins illisibles.
De plus , trés souvent les specifications demandées sont plus larges que ce que sont capables de faire facilement les commandes numèriques modernes alors il est parfois pratique de prendre un systeme de references unique en sachant que les pièces bonnes refusées à cause de ce choix seront trés rares.
prendre plusieures systemes de surfaces de reference oui, mais il se pose la question de la cotation de ces systemes de references entre eux
fred

[Zozo_MP]

Bonjour

Je donne un autre point de vue sous forme de lapalissade. (Bougadul vous donnera un avis pratique d'usineur s'il passe par là).

Les plans parallèles ne sont pas un problème à condition que les conditions du parallélisme n'induisent pas la nécessaire prise en compte de ces défauts (cumul des erreurs).

Personnellement je me place toujours du double point de vue de l'usineur et de la fonctionnalité.

Du point de vue fonctionnelle c'est : ""quelles sont les surfaces importantes pour vous"". Pour les carters ce sont souvent les surfaces en contact à l'assemblage mais pas toujours, c'est souvent les axes des arbres.
Par exemple dans l'automobile la cotation se fait par rapport à un ""point virtuel" absolu situé à l'arrière de la voiture pour les avions même principe mais c'est encore pire.
Dans l'aviation j'avais souvent des surfaces de référence qui étaient dans le vide en dehors de la pièce ou de l'ensemble. Il fallait donc contruire une surface de référence sur un autre objet (cale rectifiée, sphère, cônes, etc...)

Du point de vue de l'usineur il est souvent obligé de créer une surface de référence autre que la surface de contact puisqu'il faut bien qu'il pose et tienne la pièce à usiner.
Vous verrez que l'usineur vous demandera souvent sur quoi il peut s'appuyer. Ca sera sa surface de référence qui conditionnera toutes les autres.
Après il vous demandera quelle est la surface qui vous est la plus utile et pour la quelle la cote doit être absolument tenue (exemple le plan de joint ou des alésages d'un arbre) et après il construira tout à partir de là.


Le meilleur exemple est pour les grosses pièces de fonderies où la plupart du temps il n'y a même pas une SR pour commencer à travailler. Souvent la SR du plan est à construire par rapport a des SR fictives. Un fois le système calé tout sera usiné à partir de là comme décrit précédemment.

Avec les CN est beaucoup simplifié mais le problème est presque toujours comment je tiens ma pièce et comment je la reprend pour usiner toutes les faces. On fait souvent des trous ou des bossages qui servent uniquement à tenir la pièce pour l'usinage.

Par exemple en cas de retournement de la pièce on prend une surface qui est perpendiculaire aux deux surfaces à usiner ce qui évite d'avoir un démontage qui induit des écarts. Et pourtant cette surface perpendiculaire de sert à rien pour la fonctionnalité de la pièce.

Pour les pièces en plastique injecté le problème est plus simple puisque vous donnez les surfaces de références pièces finies. Au mouliste à tout restituer par rapport à vos SR fonctionnelles.

Pour moi le contrôle est un moyen et pas une finalité. Le contrôle doit toujours se faire par rapport à plusieurs surfaces de référence fonctionnelles ou fictives.

Cordialement
.

[verdifre]

Bonjour,
En prenant l'exemple du detail B, je separerai deux specifications qui à mon avis sont decouplées (c'est toujours dur a dire quand on a qu'une pièce)
1 les positions relatives des percages entre eux (sur un cercle de tant etc .....)
2) la position du centre de ce cercle (si tout ce cercle est decalé de x mm est ce un drame ?)
la , tu decouples deux fonctionnalités, si c'est bien un systeme genre bride qui vient se monter au niveau du detail B
tu traites separément le montage de la bride et son centrage
si l'orientation de cette bride n'est pas primordiale, tu peux encore elargir certaines specifications
toujours si c'est une bride, il faut utiliser une projection de ta specification, car ce qui t'interesse, ce n'est pas que les taraudages soient bien positionnés mais que les vis soient bien positionnées et cela se passe quelques mm hors de la matière
il te faut donc un modele de ta bride au maximum de matière afin de coter corectement tes trous
fred

[Kiri44-127]

Bonsoir,

Ce qui te gène c'est que tes surfaces de référence A, B et F soient en fait parallèles?

Cordialement,
Kiri

[goodvibes69]

Bonjour Messieurs,

Merci de votre intêret pour mon sujet.

Pour répondre à Verdifre :

Je joints en PJ une impression ecran de mon ensemble.

La pièce couleur bordeau va me servir de guidage pour un fourreau qui se loge à l'intérieur. Donc je veux garantir sa position par rapport à l'ouverture centrale de ma pièce (cf. mise en plan precedente). Le centrage et orientation est réalisé à l'aide de 2 goupilles fendues. Je souhaite également garantir l'orthogonalité de l'axe de révolution de cette pièce par rapport à le surface d'appui de ma pièce principale d'où la reference. Enfin, cette pièce vient egalement ecraser un joint plat entre la pièce principale et ce guidage (le guidage dispose d'un epaulement pour s'assurer du contact plan entre 2 surfaces rigides).

Donc pour répondre à vos questions, sur le détail B du dessin, oui si le cercle R24 sur lequel est présent les perçages est décalé s'est un drame. C'est donc surtout la specification de localisation des 2 lamages pour les goupilles qui est important (d'ou une tolerance restreintes par rapport aux taraudages).

Pur Kiri44 : oui en effet, c'est le fait de retrouver avec des references parallèles qui me gênent...mais peut être que je suis en train de me poser trop de questions et que finalement, cela n'est pas plus gênant que ça.

Encore merci à vous tous.

[verdifre]

Bonjour,
plusieurs choses
je n'ai pas vu de définition qui me satisfasse de tes plans B et C ou D et E selon les versions
pour moi, ces plans doivent garantir le passage d'un "poincon" dans le detail B
il faut donc les définir par rapport au detail B et pas par rapport a toute la pièce
le détail B n'étant pas coté, je suppose qu'il vient de fonderie
avec le plan "d'ensemble" fourni que tout le detail B soit tourné par rapport au reste de la pièce ne semble pas genant
pour moi tu as deux ensembles de cotes , celles du detail B et celles concernant ton "chapeau" qui ont une relative independance
reste maintenant a voir quelles contraintes il existe quand au positionnement du chapeau par rapport à ta pièce
quel jeu est disponible au niveau du couvercle du chapeau
etc...
c'est la que d'imaginer le controle de la pièce avant de coter peut être interessant
finalement que veux tu ?
que cela se passe bien au niveau du detail B principalement si j'ai bien compris
Comment vas tu controler que cela est bon au niveau du detail B ?
le plus simple est d'essayer de monter un gabarit (reel ou virtuel) de ta piece cylindique et de son "poincon" au maximum de matière
Pour garantir le fonctionnement et le montage, il te faut aprés travailler avec des specifications projetées au niveau de ton joint torique (si j'ai bien vu au niveau du haut de ta pièce cylindrique)

tes spécifications principales devront alors être au niveau du detail B
Pour ma part je définirais les plans ABC en relation directe avec le detail B et selon les autres contraintes je garderais un systeme de references unique ou j'en mettrais deux
fred

[verdifre]

Re,
finalement un point primordial de ta cotation sera sur l'axe de ton detail B au centre de la rotule definie pour ton joint torique
fred

[Zozo_MP]

Bonjour

Je ne disais rien mais je partage totalement le point de vue de Fred.

Je dirais même que je ne mettrais pas les goupilles là où elles sont actuellement et en plus on peut les supprimer elles ne servent à rien.

Finalement, ce qui compte c'est le centrage de la pièce bordeaux sur la pièce beige. Donc il suffit d'encastrer la pièce bordeaux par un lamage tolérancé H7quitte à augmenter un peu son épaisseur de coque.

De fait cette dernière sera toujours parfaitement centrée par rapport à la pièce beige qui sert de support à la sonde.

La pièce bordeaux se transforme de fait en cimblot de centrage pour la totalité des pièces qui sont en contact avec elle : les autres ne requérant pas de précision.

Les autres pièces gris-vert ne servent que de carter pour la circulation du liquide de plus comme il y a des joints dans tous les sens cela démontre qu'il ne peut pas y avoir de contraintes de précision extraordinaires.

De plus des goupilles fendues ne sont jamais utilisées en principe pour du centrage de précision mais au contraire pour rattraper des petits défauts d’alignements et pour rendre le démontage difficile ou impossible (double trous borgnes).
Pour un véritable centrage par goupille il faut toujours travailler par contreperçage et avec des goupilles cylindriques ou coniques pleines.

En plus les trous des goupilles sont placées très loin du centre de la pièce bordeaux donc elles ne constituent pas un référence valable à priori vu la déformation de la pièce.
Vouloir faire tout le centrage à partir de là et compte tenu des jeux pilotés par des joints dans tous les sens, vous n’obtiendrez jamais la précision voulue même avec une cotation GPS en plus vous aurez un coût de précision exorbitant.

En plus, il faudrait que la matière entre les quatre pièces soit la même alu ou acier avec des POM ce n’est même pas la peine d’y penser.

Résumé selon la méthode Kiss:
- un cimblot bordeaux parfaitement usiné (et solide)
- un lamage parfaitement usiné et centré dans la pièce beige
- un alésage tolérancé pour le joint torique de la pièce gris-vert du dessus.

Les pièces sont usinées individuellement sans se soucier plus que des tolérances ordinaires au 1/10 ème pour les autres et c'est tout.


Voilà ce que je pense du point de vue conception et non pas cotation qui n'est pas le problème à mon avis.

Comme vous me l’avez rappelé plusieurs fois on peut concevoir de mille façons différentes.
Mais pour avoir fait beaucoup de mécanique de grande précision (notamment les outils à suivre) peut être suis-je peut être déformé mais précis.

Cordialement

PS : Skype pour des arguments complémentaires si vous le souhaitez
.

[Zozo_MP]

Bonjour

[Petit HS amical On]
Pouvez vous m'expliquer l'inconvénient qu'il y aurait à part celui d'un coût moindre d'avoir une seule pièce gris verte au lieu de deux ce qui revient à avoir deux couvercles superposés bien compliqués pour juste revoir pour un deux raccords pour liquide.

Vous y gagneriez en simplicité d'usinage (= coût moindre), moins de joints, moins de vis, moins de déformation de serrage, moins de etc...
En plus vous auriez aussi possibilité d'alléger la pièce unique qui a des bords vraiment épais.

[petit HS amical /Off]

[goodvibes69]

Re-bonjour Verdifre et Zozo,

Je reviens sur le centrage de ma pièce bordeau :

Je ne dispose pas de la place necessaire pour effectuer un centrage par rapport à un alésage sur ma pièce principale (qui est en Peek, et oui, bonjour le coût de l'appro matière mais ça, c'est notre partenaire industriel qui decide) car chose non enoncé jusqu'à présent, il y a une carte electronique (dimensionner au plus juste) qui repose sur la même surface que mo, guidage bordeau. Ce CI à une ouverture centrale de 70mm non modifiable. Ensuite, il y a mon joint plat au centre (cf. discussion "Dimensionner ecrasement pour joint plat") que je dois venir pincer, toujours avec ma pièce bordeau...donc difficile de mettre tout cela dans cet espace, d'où mon recours aux goupilles.

A ce sujet, j'utilise d'habitude des goupilles (couple pleins/tronqué pour un montage isostatique) pour réaliser mes centrages, sauf que pas la place de les mettre (diamètre 8 mini pour ces types là c hez mon sous-traitant habituel) d'ou mon recours à des goupilles plus petites en diamètre et longueurs...j'ai fait le choix de ces goupilles elastiques car leur avantage etant de ne pas creer d'hyperstaticité au montage du fait de leur elasticité (sachant que j'ai ajouter un oblong sur ma pièce bordeau pour eviter cela aussi)...je vais donc opter pour des goupilles pleines à la place en vu de vos conseils

Enfin pour Verdifre :

La pièce bordeau va accueillir un fourreau dans lequel sera monté une sonde échographique avec une orientation unique. Cette sonde dispose d'un champ de vision angulaire. La position vertical de cette sonde sera réglable. Le controle de la pièce sera donc réalisé par la sonde écho : il faut que son champs de vision ne touche pas la pièce principale et passe au travers de l'ouverture centrale (ouverture 30,5x19,5).

En esperant avoir été un peu plus clair.

Bonne journée à vous Messieurs