Tolérance d'emmanchement à la presse, ajustement incertain et ajustement avec jeu

Partir de la fonction, pas d'un tableau

Deux règles de lecture rendent le reste de cette page utilisable. La lettre d'une classe de tolérance fixe la position de la zone de tolérance par rapport à la dimension nominale. Le chiffre, le degré IT, fixe la largeur de cette zone. Pour la plupart des classes, ce sont deux choix distincts, et c'est cette séparation qui rend le système compact. Elle n'est pas universelle. Quelques classes sont définies en fonction du degré lui-même, et plusieurs lettres portent une correction qui dépend aussi du degré. Ces positions doivent être lues dans le tableau plutôt que déduites par raisonnement.

Les majuscules désignent les éléments intérieurs, que la norme appelle alésages. Les minuscules désignent les éléments extérieurs, qu'elle appelle arbres. Un ajustement est toujours une paire, et on l'écrit en commençant par l'alésage, comme dans H7/g6. La casse n'est pas décorative. Elle vous indique quel membre de la paire vous regardez, et la même lettre dans les deux casses ne décrit pas la même zone. Ce que la casse ne vous dit pas, c'est de quel côté de la dimension nominale tombe la zone. Cela vient de la lettre, et pour plusieurs lettres, cela varie aussi avec le degré.

Presque tout le reste découle de deux faits. Un alésage H n'est jamais plus petit que la dimension nominale. Un arbre h n'est jamais plus grand qu'elle. Retenez ces deux faits et vous pourrez raisonner sur un grand nombre d'ajustements sans lire une seule valeur.

Ce que la norme ne fera pas, c'est vous dire si l'assemblage fonctionne. Elle n'a aucune opinion sur votre charge, votre température, votre lubrifiant, votre méthode d'assemblage ou la fréquence à laquelle la pièce doit être démontée. Choisir l'ajustement relève de l'ingénierie. La désignation n'est que la façon d'écrire la réponse.

Choisir un ajustement, étape par étape

Parcourez cette liste dans l'ordre. Les premières questions éliminent la plus grande partie des possibilités, et la dernière est le seul endroit où une lettre apparaît.

1. Demandez-vous à quoi sert l'assemblage. Il y a quatre réponses. Il permet un mouvement relatif. Il positionne des pièces pendant que quelque chose d'autre porte la charge. Il transmet la charge par frottement, au moyen de l'ajustement lui-même. Ou il reçoit un composant de précision acheté.
2. S'il reçoit un composant acheté, arrêtez-vous et ouvrez le catalogue de ce composant. Les roulements, les joints d'étanchéité, les douilles et les patins de rails linéaires ont tous leurs propres recommandations d'ajustement, et celles-ci ont préséance sur le système général.
3. S'il bouge, dimensionnez le jeu à partir du film de lubrifiant, de la dilatation thermique différentielle, de l'erreur de forme des deux pièces, de la contamination prévue et de l'usure que vous êtes prêt à accepter. Le jeu est une dimension conçue, pas un reste.
4. S'il ne fait que positionner, déterminez ce qui porte réellement la charge. Une clavette, des cannelures, des boulons ou une bride veulent dire que l'ajustement n'a qu'à maintenir la concentricité. C'est le domaine des ajustements incertains, ou tout au plus d'un léger serrage.
5. Si l'ajustement est le seul chemin de charge, dimensionnez la pression de contact et vérifiez la contrainte circonférentielle dans la pièce extérieure. Vous faites un calcul de contraintes, pas un choix de lettre dans une liste.
6. Demandez-vous comment et où il se démonte. Jamais, en usine avec une presse, ou sur le terrain à deux heures du matin avec ce qu'il y a dans la camionnette. Ce sont trois ajustements différents.
7. Vérifiez les effets transversaux avant de vous engager. La température de service, la vitesse de rotation, les matériaux différents, le placage et les revêtements peuvent chacun défaire une désignation correcte.
8. Maintenant seulement, choisissez les classes. Spécifiez l'alésage un degré IT plus grossier que l'arbre, sauf si vous avez une raison de ne pas le faire, car un alésage est plus difficile à tenir en dimension qu'un arbre pour le même effort de fabrication.

S'il doit bouger : ce qui fixe le jeu

Le jeu est une dimension fonctionnelle, et il doit être établi délibérément. Additionnez le film de lubrifiant nécessaire, la dilatation différentielle entre les deux pièces à la température de service, l'erreur de forme permise pour chaque pièce, la saleté avec laquelle vous prévoyez de vivre et l'usure que vous accepterez avant que l'assemblage soit bon pour la ferraille. Cette somme est votre jeu minimal. La classe est choisie pour la couvrir, pas l'inverse.

Certains cas vous donnent la réponse par leur propre physique. Un palier hydrodynamique tourne sur un film dont l'épaisseur, la perte de puissance et la stabilité découlent toutes du jeu. Trop de jeu, et le film s'effondre à basse vitesse. Trop peu, et vous obtenez de la chaleur, puis le grippage. C'est un calcul de palier, et il vous donne un jeu cible pour lequel vous trouvez ensuite une classe qui le couvre.

La fuite par un interstice annulaire est extrêmement sensible à la taille de l'interstice. Le jeu d'un tiroir de distributeur ou d'un plongeur est fixé par la fuite admissible, et de petites variations de l'interstice entraînent de grandes variations du débit. Tout ce qui fonctionne chaud, sale ou sans lubrification demande plus de jeu que le même assemblage qui fonctionne propre et froid.

S'il ne doit que positionner : les ajustements incertains et ce qu'ils ne promettent pas

Un ajustement incertain est un ajustement dans lequel les zones de tolérance de l'alésage et de l'arbre se chevauchent. Une paire donnée peut se retrouver avec un léger jeu ou un léger serrage selon l'endroit où chaque pièce est tombée dans sa propre zone. C'est la définition, et elle comporte une conséquence que la plupart des explications passent sous silence.

Un ajustement incertain n'a pas de réponse. Il a une distribution. Et cette distribution n'est pas un partage égal entre les deux résultats, contrairement à ce que les gens supposent sans le dire. L'endroit où elle tombe dépend de la position réelle de vos deux procédés dans leurs zones, et les procédés ne se tiennent pas au milieu. Un alésoir produit des trous qui dérivent dans la zone à mesure que l'outil s'use. Les machinistes orientent couramment les arbres vers le haut de la zone et les trous vers le bas, parce qu'un arbre trop gros ou un trou trop petit peut être repris, alors que l'inverse est bon pour la ferraille. Dans une paire à alésage normal, ces deux tendances poussent dans le même sens, vers le serrage.

La planification de l'assemblage doit donc fonctionner pour les deux résultats. Si le procédé ne peut pas composer avec une paire lâche, ou si la fonction dépend de la tenue, un ajustement incertain est le mauvais choix, peu importe à quel point la moyenne semble bonne. Utilisez-le là où vous voulez un positionnement concentrique précis avec très peu de jeu radial, et là où quelque chose d'autre porte la charge.

Si l'ajustement est le chemin de charge : le serrage, et pourquoi plus n'est pas plus sûr

Un ajustement avec serrage tient par frottement. Le serrage étire le moyeu et comprime l'arbre, ce retour élastique produit une pression de contact à l'interface, et la force de maintien est cette pression multipliée par la surface de contact, multipliée par le coefficient de frottement. Tout le reste découle de cette phrase.

Deux faits d'échelle valent la peine d'être retenus, et ils viennent du même endroit. La force de frottement est la pression de contact multipliée par la surface de contact et par le coefficient de frottement, et la surface de contact augmente à la fois avec le diamètre et avec la longueur d'engagement. La capacité de maintien axiale augmente donc avec les deux. La capacité en couple augmente avec le même produit, puis gagne un facteur de diamètre de plus, parce que cette force de frottement agit à un rayon. À pression de contact égale, doubler le diamètre double à peu près la capacité axiale et quadruple à peu près la capacité en couple.

Voici maintenant pourquoi plus de serrage n'est pas plus sûr. La pression de contact qui serre l'arbre met aussi l'alésage du moyeu en traction, et pour un moyeu dont la surface extérieure est libre, la contrainte circonférentielle de traction à l'alésage est plus grande que la pression de contact qui l'a produite, quelle que soit l'épaisseur de paroi. Augmentez le serrage et vous augmentez une contrainte qui est déjà la plus élevée de la pièce. C'est dans les moyeux à paroi mince que cela fait le plus mal, parce que la pression de contact est très sensible au rapport de paroi quand la paroi est mince et peu sensible quand elle est épaisse. Un moyeu mince vous donne peu de tenue pour beaucoup de contrainte.

L'état de surface vous enlève discrètement une partie de votre serrage. L'emmanchement aplatit les aspérités des deux surfaces, de sorte que le serrage effectif après l'assemblage est inférieur au serrage mesuré avant. La perte dépend de l'état de surface des deux pièces et ne varie pas avec le diamètre, ce qui veut dire qu'un petit ajustement avec serrage est proportionnellement beaucoup plus sensible à l'état de surface qu'un gros. Un frettage à chaud ou par refroidissement évite le problème, parce que les surfaces ne glissent pas l'une contre l'autre sous pression pendant l'assemblage : il donne donc une capacité de maintien plus élevée qu'un emmanchement à froid à la presse, pour le même serrage nominal.

Deux autres pièges. Emmancher une douille à paroi mince dans un logement referme son alésage. À la limite de la paroi mince, la paroi se déplace vers l'intérieur d'un bloc plutôt que de se comprimer, de sorte que le diamètre de l'alésage se referme de presque tout le serrage diamétral. Usiner cet alésage à sa dimension finale avant l'emmanchement est donc une erreur, et la solution habituelle consiste à le finir après l'assemblage. Et deux assemblages qui respectent tous deux la même désignation peuvent demander des forces d'emmanchement très différentes, parce qu'une paire peut se situer aux extrémités opposées de ses zones par rapport à l'autre. Une limite de force d'emmanchement établie à partir d'un seul échantillon n'est pas une maîtrise du procédé.

S'il reçoit un roulement : c'est le catalogue qui décide, pas le système d'ajustements

Consultez le catalogue du fabricant du roulement pour ce numéro de pièce et appliquez ce qu'il indique. Ce n'est pas de la déférence de principe. Les alésages et les diamètres extérieurs des roulements sont tolérancés selon la norme sur les roulements, ISO 492 pour les roulements radiaux, plutôt que selon le système général d'ajustements, et les deux sont décalés sous la dimension nominale. Ainsi, une classe d'arbre qui donne un léger ajustement incertain contre un alésage ordinaire donne un véritable serrage contre l'alésage d'un roulement. Raisonner ici à partir du système général vous donne un ajustement plus serré que prévu.

La logique de décision sous le catalogue vaut la peine d'être connue, parce que les tableaux la laissent implicite. La question déterminante est de savoir quelle bague porte la charge tournante. Une bague porte une charge tournante quand la direction de la charge appliquée balaie la circonférence de cette bague. Ce n'est pas la même chose que la rotation de la bague elle-même, et c'est en confondant les deux qu'on commet la plupart des erreurs. La bague qui porte la charge tournante est celle qui a besoin du serrage.

Prenons des cas concrets. Sur un arbre tournant soumis à une charge fixe dans l'espace, le cas ordinaire d'une boîte de vitesses ou d'un moteur, la bague intérieure porte la charge tournante et reçoit le serrage. Sur un arbre fixe à l'intérieur d'un logement tournant, comme un moyeu de roue, c'est la bague extérieure qui la porte. Et sur un rotor déséquilibré, où le balourd domine la charge et où sa direction tourne avec l'arbre, la réponse s'inverse par rapport au cas ordinaire : c'est la bague extérieure qui porte la charge tournante. Les vrais rotors portent aussi des charges fixes dans l'espace, alors vérifiez laquelle est réellement déterminante avant d'inverser quoi que ce soit.

Si vous vous trompez, la bague chemine. Sous une charge tournante, la bague fléchit au point chargé, ce point se déplace autour de la portée, et la bague roule très lentement par rapport à sa portée. Le symptôme est la corrosion de contact : des débris d'oxyde brun rougeâtre autour de la portée, et une usure progressive qui rend la portée surdimensionnée et aggrave le problème. Aucun serrage axial ne corrige le cheminement.

L'autre moitié de la décision sur le roulement, c'est qu'un ajustement avec serrage comprime la bague, ce qui réduit le jeu interne radial du roulement. Le choix de l'ajustement et la classe de jeu interne doivent être décidés ensemble. Un ajustement choisi sans égard à la classe de jeu peut précharger le roulement contre lui-même, ce qui élève la température de fonctionnement et raccourcit sa durée de vie. C'est la forme la plus concrète de l'erreur selon laquelle plus serait plus sûr.

S'il positionne un montage : les goupilles sont un problème différent

Les ajustements de goupilles sont presque partout traités comme un problème de portée de roulement, et ils n'en sont pas un. Une portée de roulement transmet une charge et ne se démonte jamais. Une goupille donne un positionnement répétable et doit habituellement pouvoir se démonter. Cette différence détermine tout.

La convention est un serrage dans une pièce et un ajustement de positionnement dans l'autre, pour que l'assemblage puisse être séparé et remis exactement où il était. Emmanchez les deux et vous ne pourrez plus démonter sans dommage, en plus d'obliger les positions des deux trous à concorder parfaitement ou à se contrarier.

Deux goupilles rondes dans deux trous ronds surcontraignent l'assemblage. L'entraxe sur une pièce doit correspondre exactement à l'entraxe sur l'autre, ce qu'aucun procédé ne vous donne. La solution habituelle consiste à dégager la deuxième goupille le long de la ligne qui relie les deux trous, pour qu'elle bloque la rotation sans chercher aussi à imposer l'entraxe.

Deux points pratiques qui coûtent de l'argent. Les trous de goupille borgnes ont besoin d'un évent, car l'air emprisonné empêche la goupille de s'asseoir complètement et un fluide emprisonné peut fendre la pièce. Et les trous alésés avant le traitement thermique bougent en dimension comme en position pendant la trempe : c'est pourquoi les plaques trempées sont rectifiées par coordonnées ou découpées par électroérosion à fil après le traitement thermique plutôt qu'alésées avant.

Lire la désignation que vous avez choisie

Le degré IT exprime un niveau de précision de fabrication plutôt qu'une largeur physique. Deux éléments de même degré et de dimensions différentes sont à peu près aussi difficiles à fabriquer, et ils n'ont pas la même variation permise. La largeur permise augmente avec la dimension, parce que la déformation, la dilatation thermique, l'incertitude de mesure, l'usure des outils et la distorsion due au bridage augmentent toutes avec la dimension, mais elle augmente moins que proportionnellement. Doubler la dimension ne double pas la tolérance.

Le système est étagé plutôt que continu. Les dimensions sont divisées en paliers et une même largeur s'applique à tout un palier : la variation permise est donc constante à l'intérieur d'un palier et fait un saut à la limite. Un concepteur qui fait passer une dimension nominale de l'autre côté d'une limite de palier change la tolérance sans rien changer d'autre au dessin. Cela vaut la peine d'être connu, et ce n'est presque jamais enseigné.

Les lettres fonctionnent par bandes. Face à un alésage H, les lettres d'arbre jusqu'à h inclusivement donnent du jeu, le jeu prévu diminuant à chaque pas à mesure qu'on avance dans l'alphabet. h est la limite : c'est l'arbre le plus serré qui ne peut toujours pas produire de serrage. Autour de js, j, k, m et n, vous êtes dans le domaine des ajustements incertains. À partir de p, vous êtes dans le serrage. Traitez ces bandes comme une carte plutôt que comme une règle, parce que le point où l'incertain devient serré varie à la fois avec la dimension nominale et avec les degrés.

Ce dernier point se généralise en la correction la plus utile sur ce sujet. La catégorie d'ajustement est une propriété de la paire de classes, pas de la lettre de l'arbre à elle seule. La même lettre d'arbre donne un ajustement incertain contre une classe d'alésage et autre chose contre une autre, parce que changer les degrés change la largeur des zones, et donc le fait qu'elles se chevauchent ou non. Quiconque vous dit qu'une lettre donnée est une lettre d'ajustement incertain, sans nommer la classe d'alésage et les deux degrés, devine.

• H7/h6 est un ajustement avec jeu, pas un ajustement incertain. Un alésage H n'est jamais sous la dimension nominale et un arbre h n'est jamais au-dessus : les zones ne peuvent donc pas se chevaucher, quels que soient les degrés. Son jeu minimal est nul, et un ajustement dont le jeu minimal est nul reste un ajustement avec jeu. C'est l'erreur de classement la plus courante dans les explications publiées.
• Les noms descriptifs, glissant, tournant juste, incertain de positionnement, serré moyen, viennent de la pratique des manuels et des ajustements métriques préférentiels plutôt que du texte de la norme sur les ajustements elle-même. C'est un vocabulaire utile. Ce ne sont pas des définitions que vous pouvez citer.
• Un alésage d'un degré plus grossier que l'arbre est une convention, pas une loi. Des degrés égaux sur les deux membres sont parfaitement admissibles. Ils coûtent seulement plus cher pour le même résultat.

La température, la vitesse et les revêtements déplacent l'ajustement après que vous l'avez spécifié

Une tolérance dimensionnelle est un énoncé sur la pièce à la température de référence normalisée de vingt degrés Celsius, fixée par ISO 1, et à aucune autre température. Tout ce qui suit dans cette section porte sur ce qui se passe entre cet énoncé et une machine qui tourne dans un vrai bâtiment.

Deux pièces du même matériau à la même température uniforme gardent le même ajustement, dans le sens qui compte. Chaque dimension varie du même facteur, le serrage varie avec elles, et la pression de contact reste donc inchangée. L'écart absolu bouge un peu. La nature de l'ajustement, non. Les matériaux différents n'ont pas cette protection. Un arbre en acier dans un logement en aluminium perd du serrage à mesure que l'assemblage chauffe, parce que l'aluminium se dilate plus vite que l'acier. Cela doit être vérifié à la température de service plutôt qu'à l'établi. Pire encore, des cycles thermiques répétés sur un ajustement avec serrage entre matériaux différents peuvent le desserrer progressivement, parce que les pièces glissent un peu à chaque cycle et ne reviennent pas complètement.

La vitesse fait la même chose par un autre chemin. Un moyeu en rotation grossit radialement en proportion du carré de sa vitesse angulaire, et cette croissance mange le serrage que vous avez au repos. Un ajustement correct à l'arrêt peut être limite à la vitesse de fonctionnement.

Enfin, rappelez-vous que le traitement de surface a lieu après l'usinage. L'électrodéposition et l'anodisation dure modifient les dimensions finies. Un arbre revêtu finit plus gros qu'il a été usiné, et un alésage revêtu finit plus petit. Précisez à quel moment du procédé la dimension s'applique, sinon vous aurez une dispute là-dessus plus tard.

Les deux pièces respectaient la spécification et refusaient quand même de s'assembler

C'est le pont entre la conception et l'inspection, et c'est là que la mesure deux points vous laisse discrètement tomber.

La première cause est la règle sous laquelle votre dessin est établi. Dans le système ISO, la valeur par défaut est le principe de l'indépendance, énoncé dans la révision de 2011 d'ISO 8015 : la dimension et la forme sont donc des exigences indépendantes, sauf si l'exigence de l'enveloppe est expressément invoquée. Les dessins plus anciens peuvent ne pas porter cette valeur par défaut, alors vérifiez ce qu'invoque le cartouche. Selon ASME Y14.5, la règle nº 1 exige une forme parfaite à l'état au maximum de matière pour un élément de dimension régulier, l'erreur de forme pouvant augmenter à mesure que l'élément s'éloigne de cet état. Même dessin nominal, sens différent. Une pièce ISO parfaitement conforme peut présenter une erreur de forme qu'une pièce ASME équivalente ne pourrait pas avoir.

La deuxième cause est le lobage. Un alésage à nombre impair de lobes, l'alésage trilobé étant le cas classique, peut mesurer un diamètre constant avec n'importe quel instrument deux points dans toutes les orientations, et refuser quand même un tampon de ce diamètre. La pièce passe toutes les vérifications au micromètre que vous pouvez imaginer et ne s'assemble pas. Le lobage impair est typiquement produit par la rectification sans centres et par le serrage en mandrin à trois mors : il n'a donc rien d'exotique.

Vérifier l'ajustement : ce que chaque type de vérification prouve réellement

Il existe deux types de vérification, et ils produisent des preuves différentes. Les vérifications par attributs vous donnent une décision et aucun chiffre. Les vérifications par variables vous donnent un chiffre. Celle que vous utilisez change ce que vous pourrez détecter plus tard : c'est donc une décision plus importante qu'il n'y paraît.

Les calibres à limites sont le cas des attributs. Selon le principe de Taylor, le côté ENTRE (GO) vérifie la limite au maximum de matière sur toute la longueur et toute la forme de l'élément, et évalue donc la dimension et la forme ensemble, tandis que le côté N'ENTRE PAS (NO-GO) vérifie la limite au minimum de matière à des sections individuelles, avec un contact essentiellement deux points. C'est pourquoi un alésage qui accepte un tampon ENTRE n'est pas simplement dans la dimension : il est dans la dimension sur toute sa longueur, y compris toute courbure, toute conicité ou tout lobage. Notez qu'il s'agit du principe, et non d'une description de chaque calibre sur l'étagère. Les tampons et les bagues N'ENTRE PAS réels sont souvent faits à forme complète plutôt qu'en contrôle deux points comme le demande le principe : ils peuvent donc être bloqués par une erreur de forme et accepter une pièce qu'un véritable contrôle deux points aurait rejetée.

Le cas des variables fonctionne comme une échelle de capacité. Aux degrés grossiers, les instruments à main conviennent vraiment. Dans la bande du milieu, les micromètres, les comparateurs d'alésage et les calibres à limites font tous l'affaire, et c'est là que se situe la plus grande partie de la pratique en atelier. Aux degrés fins, tout devient comparatif. Un comparateur d'alésage ou un calibre pneumatique ne mesure pas un alésage : il mesure la différence entre cet alésage et un étalon, de sorte que toute l'exactitude de la vérification est héritée d'une bague de réglage ou d'un empilement de cales étalons. Aux degrés les plus fins, il vous faut une salle à température contrôlée, des pièces stabilisées en température et un vrai budget d'incertitude, et sans cela, vous ne pouvez pas vérifier le degré honnêtement, peu importe l'instrument que vous achetez.

La mesure pneumatique mérite une mention, parce que les responsables qualité ignorent souvent que c'est une option. Elle est sans contact, donc elle n'use pas la pièce, elle est assez rapide pour la production et elle fonctionne bien dans les alésages étroits. En contrepartie, elle est comparative sur une plage étroite autour d'un étalon de réglage, elle exige un étalon pour chaque dimension, et elle réagit à la texture de surface autant qu'à la dimension.

Pour une MMT, faites attention à ce que signifie la spécification. Un chiffre d'erreur maximale tolérée issu d'un essai de réception ISO 10360 est une spécification de machine obtenue dans des conditions d'essai définies. Ce n'est pas l'incertitude propre à la tâche de votre mesure. Pour l'établir, il faut une comparaison avec des pièces étalonnées, soit la méthode décrite dans ISO 15530-3.

• Les calibres ENTRE s'usent dans le sens qui augmente ce qu'ils acceptent. Un tampon ENTRE rapetisse et commence à accepter des alésages trop petits. Une bague ENTRE grossit et commence à accepter des arbres trop gros. Les deux modes d'usure mènent à de fausses acceptations, ce qui est le sens dangereux.
• Un calibre à attributs ne produit aucune valeur mesurée : rien dans vos données par pièce ne peut donc montrer que le calibre a dérivé. Il existe un signal indirect au niveau du procédé, parce que l'usure déplace la proportion de rejets dans un sens prévisible, et suivre cette proportion sur une carte ou revérifier les pièces rejetées avec un instrument à variables peut éveiller les soupçons. Ce signal est tardif, il se confond facilement avec un véritable changement du procédé et il ne vous dit jamais quelles pièces ont été touchées. Le dossier d'étalonnage est la preuve directe.
• La tolérance de fabrication des calibres à limites et leur marge d'usure sont conventionnellement fixées comme des fractions de la tolérance de la pièce. La même usure physique consomme donc la marge plus vite sur un calibre utilisé pour un élément de degré fin que sur un calibre utilisé pour un élément de degré grossier.

Ce que l'incertitude de mesure fait à la décision d'acceptation ou de rejet

Voici le point de bascule. À mesure que le degré se resserre, la tolérance rétrécit alors que l'incertitude de votre processus de mesure reste exactement où elle était. Le rapport entre les deux baisse donc uniquement parce que quelqu'un a modifié le dessin. À un moment donné, la jauge n'est plus capable de prendre la décision que le dessin lui demande de prendre, et rien de tout cela n'est visible dans la mesure elle-même.

Le chiffre qui suit cette évolution est le TUR, le rapport tolérance-incertitude. Il divise la tolérance de la caractéristique jugée, exprimée en demi-largeur, par l'incertitude élargie du processus de mesure tel que vous l'exécutez réellement. C'est sur ce dénominateur que les gens se trompent. Il doit inclure l'étalon de réglage, le comparateur, la résolution, la répétabilité, la reproductibilité entre opérateurs, les effets thermiques et la pièce elle-même. Y mettre plutôt l'exactitude inscrite sur la fiche technique de l'instrument vous donne un TAR, un rapport tolérance-exactitude, qui est un chiffre différent et plus flatteur.

Sur les conventions, soyez précis quant à leur origine. Le rapport familier de quatre pour un provient de la pratique d'étalonnage militaire américaine et a été repris dans ANSI/NCSL Z540.3 comme une des façons de respecter sa limite de risque de fausse acceptation. L'ancienne règle de dix du contrôle par calibres est venue en premier, et le rapport militaire en était un assouplissement délibéré, pour des raisons de coût. La tolérance de fabrication appliquée aux calibres à limites et les seuils en pourcentage du Gage R&R de l'AIAG expriment encore la même idée de fond, à des rapports différents et à des fins différentes. Ils sont donc apparentés plutôt qu'indépendants. Ils ne sont pas pour autant interchangeables, et citer l'un pour satisfaire une exigence rédigée en fonction d'un autre est un argument que vous perdez en audit.

ISO/IEC 17025 ne fixe aucun rapport numérique. Elle exige qu'une règle de décision soit documentée et appliquée de façon cohérente. La règle par défaut d'ISO 14253-1, la norme GPS sur les règles de décision, soustrait l'incertitude de mesure de la zone de spécification : la conformité n'est donc prouvée qu'à l'intérieur d'une zone de conformité rétrécie, le fournisseur devant prouver la conformité et le client, la non-conformité. Si votre pratique d'acceptation n'a jamais été mise par écrit, cette règle par défaut n'est pas ce que vous avez appliqué.

Un dernier piège, parce qu'il est très courant. Une étude de répétabilité et de reproductibilité des instruments de mesure (Gage R&R) n'estime que la fidélité. Elle n'inclut pas l'incertitude de l'étalon de référence et ne détecte pas le biais. Un instrument peut réussir haut la main une étude Gage R&R et avoir quand même un TUR trop faible pour juger la tolérance à laquelle vous le destinez.

• Vérifiez votre TUR avec le calculateur gratuit
• Calculateur de bande de garde
• Bandes de garde et règles de décision
• Analyse de cumul des tolérances

Les erreurs qui coûtent le plus cher

• Choisir un ajustement dans une liste parce qu'il semble à peu près correct, au lieu de déterminer ce que l'assemblage doit faire.
• Déduire une portée de roulement du système général d'ajustements plutôt que du catalogue du roulement, ce qui vous donne plus de serrage que prévu.
• Traiter un ajustement incertain comme s'il allait donner du jeu environ une fois sur deux. Il tombera là où vos procédés se situent, et les deux tendances d'usinage courantes poussent dans le même sens.
• Ajouter du serrage par sécurité, alors que la contrainte circonférentielle à l'alésage du moyeu est déjà plus élevée que la pression de contact que vous cherchez à augmenter.
• Choisir un ajustement de roulement sans décider en même temps de la classe de jeu interne.
• Spécifier un ajustement pour un assemblage où une clavette ou des boulons portent la charge et où seule la concentricité est nécessaire.
• Ignorer à quel moment du procédé la dimension s'applique, puis découvrir que le placage l'a déplacée.
• Resserrer un degré sur le dessin sans se demander si la jauge de l'atelier peut encore en juger.
• Supposer qu'une étude Gage R&R réussie veut dire que la mesure est assez bonne pour la tolérance.

Pourquoi cette page ne donne aucune valeur de tolérance, et où les obtenir

Les tableaux de tolérances et d'ajustements sont publiés dans ISO 286-1 et ISO 286-2, des documents protégés par le droit d'auteur que vendent l'ISO et les organismes nationaux de normalisation. Nous n'avons pas le droit de les reproduire et nous ne le ferons pas. Cela vaut tout autant pour un calculateur qui produit les mêmes valeurs que pour un tableau, et c'est pourquoi vous n'en trouverez pas ici non plus.

Il y a une deuxième raison, et c'est celle qui compte le plus pour vous. Le tableau publié fait autorité. Les valeurs générées à partir des formules de tolérance ne tombent pas de façon fiable sur les valeurs publiées : une page qui les calcule discrètement vous offre donc quelque chose qui a l'air de faire autorité sans l'être. Si un chiffre va sur un dessin, il doit venir de la source.

Obtenez donc les valeurs d'une copie sous licence. Achetez les deux parties de la norme auprès de l'ISO ou de votre organisme national de normalisation, utilisez un manuel d'ingénierie sous licence, ou utilisez les tableaux intégrés à votre système de CAO ou de PLM si votre licence les inclut. N'importe laquelle de ces sources vous donne un chiffre que vous pouvez défendre dans un litige avec un fournisseur. Un tableau pris au hasard sur le Web, non.

La place d'Axiospec

Axiospec ne choisit pas les ajustements et ne contient pas les tableaux de tolérances. C'est un logiciel de gestion des étalonnages, et tout ce qui précède est du contenu de référence gratuit, sans compte derrière.

Le lien, c'est la jauge. Revenez aux deux faits de la section sur la vérification. Un calibre à limites s'use dans le sens qui lui fait accepter davantage, et un calibre à limites ne produit aucune valeur mesurée. Mettez ces deux faits ensemble et aucune quantité de données de production ne peut vous dire qu'un tampon ENTRE s'est usé. Le dossier d'étalonnage est le seul mécanisme qui peut le détecter, et plus le degré est fin, moins il faut d'usure pour que cela compte.

C'est le côté qu'Axiospec prend en charge. Le statut d'étalonnage de chaque jauge, les lectures avant et après ajustage à chaque événement, et des budgets d'incertitude par instrument qui alimentent un TUR, pour que vous voyiez quelles tolérances vos jauges ont réellement le droit de juger.

La lecture avant ajustage est celle qui prouve son utilité ici. Quand un tampon revient hors tolérance, la question n'est pas de savoir quoi faire du tampon. C'est de savoir quelles pièces vous avez acceptées avec lui depuis le dernier étalonnage, et si certaines ont été expédiées. C'est une question de dossiers, et on ne peut y répondre que si les dossiers ont été bien tenus avant que quiconque sache qu'on en aurait besoin.

• Calculateur de budget d'incertitude de mesure
• Lectures avant et après ajustage
• Étalonnage ou vérification