Tolérance d'ajustement serré, 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 nombre, la qualité IT, fixe la largeur de cette zone. Pour la plupart des classes, ce sont deux choix indépendants, et c'est cette indépendance qui rend le système compact. Elle n'est pas universelle. Quelques classes sont définies en fonction de la qualité elle-même, et plusieurs lettres portent une correction qui dépend aussi de la qualité. 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 il s'écrit en commençant par l'alésage, comme dans H7/g6. La casse n'est pas décorative. Elle vous dit quel élément 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 la qualité.

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 la liaison fonctionne. Elle n'a pas d'avis sur votre charge, votre température, votre lubrifiant, votre mode d'assemblage ou la fréquence à laquelle l'ensemble doit être démonté. 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 l'essentiel des possibilités, et la dernière est le seul endroit où une lettre apparaît.

1. Demandez-vous à quoi sert la liaison. Il y a quatre réponses. Elle permet un mouvement relatif. Elle positionne des pièces pendant que quelque chose d'autre porte la charge. Elle transmet la charge par frottement à travers l'ajustement lui-même. Ou elle maintient un composant de précision acheté.
2. Si elle maintient un composant acheté, arrêtez-vous et ouvrez le catalogue de ce composant. Les roulements, les joints, les bagues et les patins de guidage linéaire ont tous leurs propres recommandations d'ajustement, et elles priment sur le système général.
3. Si elle bouge, dimensionnez le jeu à partir du film de lubrifiant, de la dilatation thermique différentielle, du défaut de forme des deux pièces, de la contamination que vous attendez et de l'usure que vous êtes prêt à tolérer. Le jeu est une dimension conçue, pas un reste.
4. Si elle ne fait que positionner, déterminez ce qui porte réellement la charge. Une clavette, des cannelures, des vis ou une bride signifient que l'ajustement n'a qu'à maintenir la concentricité. C'est le domaine de l'ajustement incertain, ou tout au plus d'un léger serrage.
5. Si l'ajustement est le seul chemin d'effort, 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 la liaison 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 fonctionnement, la vitesse de rotation, l'association de matériaux différents, les dépôts et les revêtements peuvent chacun défaire une désignation correcte.
8. Ce n'est qu'à ce moment-là que vous choisissez les classes. Spécifiez l'alésage une qualité IT plus grossière que l'arbre, sauf raison contraire, car un alésage est plus difficile à tenir en dimension qu'un arbre pour le même effort de fabrication.

Si la liaison doit bouger : ce qui fixe le jeu

Le jeu est une dimension fonctionnelle et il doit être obtenu délibérément. Additionnez le film de lubrifiant dont vous avez besoin, la dilatation différentielle entre les deux pièces à la température de fonctionnement, le défaut de forme autorisé sur chaque pièce, la saleté avec laquelle vous vous attendez à vivre et l'usure que vous accepterez avant que la liaison ne soit bonne à jeter. 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 fonctionne sur un film dont l'épaisseur, les pertes de puissance et la stabilité découlent toutes du jeu. Trop de jeu, et le film s'effondre à basse vitesse. Pas assez, et vous obtenez de la chaleur, puis un grippage. C'est un calcul de palier, et il vous donne un jeu cible que vous couvrez ensuite avec une classe.

Une fuite à travers un interstice annulaire est extrêmement sensible à la taille de l'interstice. Le jeu d'un tiroir de distributeur ou d'un piston plongeur est fixé par la fuite admissible, et de petites variations de l'interstice produisent de grandes variations de débit. Tout ce qui fonctionne chaud, sale ou sans lubrification demande plus de jeu que la même liaison fonctionnant propre et froide.

Si elle ne doit que positionner : les ajustements incertains et ce qu'ils ne promettent pas

Un ajustement incertain est un ajustement où les zones de tolérance de l'alésage et de l'arbre se chevauchent. Une paire donnée peut présenter un petit jeu ou un petit serrage selon l'endroit où chaque pièce est tombée dans sa propre zone. C'est la définition, et elle a 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, ce que l'on suppose pourtant souvent sans le dire. Son point d'arrivée dépend de l'endroit où vos deux procédés tournent réellement dans leurs zones, et les procédés ne se placent pas au milieu. Un alésoir produit des alésages qui dérivent à travers la zone à mesure que l'outil s'use. Les usineurs décalent couramment les arbres vers le haut de la zone et les alésages vers le bas, car un arbre trop gros ou un alésage trop petit peut être repris alors que l'inverse part au rebut. Dans une paire en système de l'alésage normal, ces deux décalages 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 s'accommoder d'une paire avec du jeu, ou si la fonction dépend de la tenue, un ajustement incertain est le mauvais choix, aussi bonne que paraisse la moyenne. Utilisez-le quand vous voulez un positionnement concentrique précis avec très peu de jeu radial, et quand quelque chose d'autre porte la charge.

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

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

Deux relations d'échelle valent la peine d'être retenues, et elles ont la même origine. L'effort 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 avec le diamètre comme avec la longueur d'engagement. La capacité de tenue 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 cet effort de frottement agit à un certain 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 sur les moyeux à paroi mince que cela fait le plus mal, car 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 prend discrètement une partie de votre serrage. L'emmanchement écrase les aspérités des deux surfaces, si bien que le serrage effectif après assemblage est inférieur au serrage que vous avez mesuré avant. La perte dépend de l'état de surface des deux pièces et elle ne varie pas avec le diamètre, ce qui veut dire qu'un petit ajustement avec serrage est proportionnellement bien plus sensible à l'état de surface qu'un grand. Un frettage, à chaud ou par refroidissement, évite le problème, car les surfaces ne glissent pas l'une contre l'autre sous pression pendant l'assemblage. Il donne donc une capacité de tenue plus grande qu'un emmanchement à froid à la presse pour le même serrage nominal.

Deux autres points piègent souvent. Emmancher une bague à paroi mince dans un logement referme son alésage. À la limite de la paroi mince, la paroi se déplace en bloc vers l'intérieur au lieu de se comprimer, si bien que le diamètre de l'alésage se referme de presque tout le serrage diamétral. Usiner cet alésage à sa cote finale avant l'emmanchement est donc une erreur, et la réponse habituelle consiste à le finir après l'assemblage. Par ailleurs, deux assemblages conformes à la même désignation peuvent demander des efforts d'emmanchement très différents, car une paire peut se trouver aux extrémités opposées de ses zones par rapport à l'autre. Une limite d'effort d'emmanchement fixée à partir d'un seul échantillon n'est pas une maîtrise de procédé.

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

Allez dans le catalogue du fabricant du roulement pour cette référence et appliquez ce qu'il dit. Ce n'est pas de la déférence gratuite. Les alésages et les diamètres extérieurs des roulements sont tolérancés selon la norme des roulements, l'ISO 492 pour les roulements radiaux, et non selon le système général d'ajustements, et tous deux sont décalés sous la dimension nominale. Une classe d'arbre qui donne un léger ajustement incertain avec un alésage ordinaire donne donc un vrai serrage avec l'alésage d'un roulement. Raisonner ici à partir du système général vous donne un ajustement plus serré que prévu.

La logique de décision qui sous-tend le catalogue mérite d'être connue, car 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 de la confusion entre les deux que viennent la plupart des erreurs. La bague qui porte la charge tournante est celle qui a besoin du serrage.

Déroulons le raisonnement. Sur un arbre tournant sous une charge fixe dans l'espace, qui est le cas ordinaire d'un réducteur 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 et c'est la bague extérieure qui porte la charge tournante. Les rotors réels 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-rouge autour de la portée, et une usure progressive qui agrandit la portée et aggrave le problème. Aucun serrage axial ne corrige le cheminement.

L'autre moitié de la décision tient au fait que monter une bague avec serrage la comprime, ce qui réduit le jeu radial interne du roulement. Le choix de l'ajustement et la classe de jeu interne doivent être décidés ensemble. Un ajustement choisi sans tenir compte de la classe de jeu peut précharger le roulement contre lui-même, ce qui élève la température de fonctionnement et raccourcit la durée de vie. C'est la forme la plus concrète de l'erreur qui veut que plus de serrage soit plus sûr.

S'il positionne un montage : les pieds de centrage sont un autre problème

Les ajustements de pieds de centrage 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. Un pied de centrage donne un positionnement répétable et doit généralement se démonter. Cette différence commande tout le reste.

La convention est un serrage dans une pièce et un ajustement de positionnement dans l'autre, pour que l'assemblage puisse être séparé puis remis exactement à sa place. Emmanchez les deux côtés et vous ne pouvez plus démonter sans dommage, et vous avez en plus obligé les positions des deux trous à concorder parfaitement ou à se combattre.

Deux pieds ronds dans deux trous ronds rendent l'assemblage hyperstatique. 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 le second pied le long de la ligne qui joint les deux trous, pour qu'il bloque la rotation sans chercher aussi à imposer l'entraxe.

Deux points pratiques qui coûtent cher. Les trous borgnes de pieds de centrage ont besoin d'un évent, car l'air emprisonné empêche le pied de se loger complètement et un fluide emprisonné peut faire éclater la pièce. Et les trous alésés avant traitement thermique bougent en dimension comme en position pendant la trempe, c'est pourquoi les plaques trempées sont rectifiées sur pointeuse ou découpées au fil après traitement thermique plutôt qu'alésées avant.

Lire la désignation que vous avez choisie

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

Le système est en escalier plutôt que continu. Les dimensions sont réparties en paliers et une même largeur s'applique à tout un palier, si bien que la variation admise est constante à l'intérieur d'un palier et fait un saut à la frontière. Un concepteur qui fait passer une dimension nominale d'un palier à l'autre change la tolérance sans rien changer d'autre sur le plan. Cela mérite d'être su, et ce n'est presque jamais enseigné.

Les lettres fonctionnent par bandes. Face à un alésage H, les lettres d'arbre jusqu'à h inclus donnent du jeu, le jeu prévu diminuant à chaque pas à mesure que l'on avance dans l'alphabet. h est la frontière, et 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 de l'ajustement incertain. À partir de p, vous entrez dans le serrage. Traitez ces bandes comme une carte plutôt que comme une règle, car le point où l'incertain devient serré varie à la fois avec la dimension nominale et avec les qualités.

Ce dernier point se généralise en la correction la plus utile de tout ce sujet. La catégorie d'ajustement est une propriété de la paire de classes, pas de la seule lettre de l'arbre. La même lettre d'arbre donne un ajustement incertain avec une classe d'alésage et autre chose avec une autre, car changer les qualités 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 qualités, 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, si bien que les zones ne peuvent pas se chevaucher, quelles que soient les qualités. 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, comme glissant, tournant juste, incertain de positionnement ou serré moyen, viennent de la pratique des manuels et des ajustements métriques préférentiels plutôt que du texte même de la norme sur les ajustements. C'est un vocabulaire utile. Ce ne sont pas des définitions que vous pouvez citer.
• Un alésage d'une qualité plus grossière que l'arbre est une convention, pas une loi. Des qualités égales sur les deux éléments sont parfaitement admises. Elles coûtent simplement plus cher pour le même résultat.

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

Une tolérance de taille est une affirmation sur la pièce à la température normale de référence de vingt degrés Celsius, fixée par la NF EN ISO 1, et à aucune autre température. Toute cette section porte sur ce qui se passe entre cette affirmation et une machine qui tourne dans un vrai bâtiment.

Deux pièces du même matériau à la même température uniforme gardent le même ajustement, au 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. Des matériaux différents n'ont pas cette protection. Un arbre en acier dans un logement en aluminium perd du serrage à mesure que l'ensemble chauffe, car l'aluminium se dilate plus vite que l'acier. Cela doit être vérifié à la température de fonctionnement plutôt qu'au banc. Pire encore, des cycles thermiques répétés sur un ajustement avec serrage entre matériaux différents peuvent le desserrer progressivement, car les pièces glissent un peu à chaque cycle et ne reviennent pas complètement.

La vitesse fait la même chose par une autre voie. Un moyeu en rotation grandit radialement en proportion du carré de sa vitesse angulaire, et cette croissance mange le serrage que vous avez à l'arrêt. Un ajustement correct à l'arrêt peut devenir limite à la vitesse de service.

Enfin, n'oubliez pas que le traitement de surface intervient après l'usinage. Les dépôts électrolytiques et l'anodisation dure modifient les dimensions finies. Un arbre revêtu finit plus gros qu'il n'a été usiné et un alésage revêtu finit plus petit. Précisez à quelle étape du procédé la cote s'applique, sinon vous aurez une discussion à ce sujet plus tard.

Les deux pièces étaient dans les tolérances et refusaient quand même de s'assembler

C'est le passage de la conception au contrôle, et c'est là que la mesure en deux points vous lâche sans prévenir.

La première cause est la règle sous laquelle votre plan est établi. Dans le système ISO, la règle par défaut est le principe de l'indépendance, énoncé dans la révision 2011 de la NF EN ISO 8015, si bien que la taille et la forme sont des exigences indépendantes, sauf si l'exigence de l'enveloppe est expressément invoquée. Les plans plus anciens peuvent ne pas comporter cette règle par défaut, alors vérifiez ce qu'invoque le cartouche. Selon l'ASME Y14.5, la règle n° 1 exige une forme parfaite au maximum de matière pour un élément de taille régulier, le défaut de forme pouvant augmenter à mesure que l'élément s'éloigne de cet état. Même plan nominal, sens différent. Une pièce ISO parfaitement conforme peut présenter un défaut de forme qu'une pièce ASME équivalente ne pourrait pas avoir.

La seconde 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 à deux points, dans toutes les orientations, et refuser quand même un tampon de ce diamètre. La pièce passe tous les contrôles au micromètre que vous pouvez imaginer et échoue à l'assemblage. Le lobage impair est typiquement produit par la rectification sans centres et par le serrage en mandrin trois mors, il n'a donc rien d'exotique.

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

Il existe deux types de contrôle, et ils produisent des preuves différentes. Les contrôles par attribut donnent une décision et aucun nombre. Les contrôles par variable donnent un nombre. Le choix de l'un ou de l'autre 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 du contrôle par attribut. Selon le principe de Taylor, le côté ENTRE vérifie la limite au maximum de matière sur toute la longueur et toute la forme de l'élément, il évalue donc la taille et la forme ensemble, tandis que le côté N'ENTRE PAS vérifie la limite au minimum de matière sur des sections individuelles, avec un contact qui revient à deux points. C'est pourquoi un alésage qui accepte un tampon ENTRE ne respecte pas seulement sa taille : il la respecte sur toute sa longueur, flexion, conicité ou lobage compris. Notez qu'il s'agit du principe, et non de la description de chaque calibre en rayon. Les tampons et bagues N'ENTRE PAS réels sont souvent réalisés à forme complète plutôt que comme le contrôle en deux points que demande le principe, ce qui veut dire qu'ils peuvent être bloqués par un défaut de forme et accepter une pièce qu'un vrai contrôle en deux points aurait arrêtée.

Le contrôle par variable suit une échelle de capacité. Aux qualités grossières, les instruments à main conviennent parfaitement. Dans la bande intermédiaire, les micromètres, les alésomètres à comparateur et les calibres à limites font tous l'affaire, et c'est là que se situe l'essentiel de la pratique en atelier. Aux qualités fines, tout devient comparatif. Un alésomètre ou un calibre pneumatique ne mesure pas un alésage, il mesure la différence entre cet alésage et un étalon, si bien que toute l'exactitude du contrôle est héritée d'une bague étalon ou d'un empilage de cales étalons. Aux qualités les plus fines, il vous faut une salle climatisée, des pièces stabilisées en température et un vrai bilan d'incertitude, et sans cela vous ne pouvez pas vérifier honnêtement la qualité, quel que soit l'instrument que vous achetez.

La mesure pneumatique mérite d'être mentionnée, car les responsables qualité ignorent souvent qu'elle existe. Elle est sans contact, elle n'use donc pas la pièce, elle est assez rapide pour la production, et elle fonctionne bien dans les alésages étroits. La contrepartie est qu'elle est comparative sur une plage étroite autour d'un étalon de réglage, qu'il faut un étalon pour chaque dimension, et qu'elle réagit à l'état de surface autant qu'à la taille.

Pour une MMT, faites attention à ce que signifie la spécification. Une erreur maximale tolérée issue d'un essai de réception selon la NF EN ISO 10360 est une spécification de la machine, obtenue dans des conditions d'essai définies. Ce n'est pas l'incertitude spécifique à la tâche de votre mesure. L'établir demande une comparaison avec des pièces étalonnées, qui est la méthode décrite dans la NF EN ISO 15530-3.

• Les calibres ENTRE s'usent dans le sens qui élargit ce qu'ils acceptent. Un tampon ENTRE diminue et se met à accepter des alésages trop petits. Une bague ENTRE grandit et se met à accepter des arbres trop gros. Les deux modes d'usure dérivent vers l'acceptation à tort, qui est le sens dangereux.
• Un calibre par attribut ne produit aucune valeur mesurée, si bien que rien dans vos données pièce par pièce ne peut montrer que le calibre a dérivé. Il existe un signal indirect au niveau du procédé, car l'usure fait évoluer la proportion de rejets dans un sens prévisible, et suivre cette proportion sur une carte ou recontrôler les pièces rejetées avec un instrument à variable peut éveiller les soupçons. Ce signal arrive en retard, il se confond facilement avec une vraie évolution du procédé, et il ne vous dit jamais quelles pièces ont été touchées. L'enregistrement d'étalonnage est la preuve directe.
• La tolérance de fabrication et la marge d'usure des calibres à limites sont habituellement fixées en 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 qualité fine que sur un calibre utilisé pour un élément de qualité grossière.

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

Voici le point de bascule. À mesure que la qualité 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 plan. À un certain point, le calibre n'est plus capable de prendre la décision que le plan lui demande de prendre, et rien de cela n'est visible dans la mesure elle-même.

Le nombre qui suit ce phénomène est le rapport de capabilité (TUR). Il divise la tolérance de la caractéristique jugée, exprimée en demi-largeur, par l'incertitude élargie du processus de mesure tel que vous le réalisez réellement. C'est sur ce dénominateur que l'on se trompe. 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 à la place l'exactitude indiquée sur la fiche technique de l'instrument vous donne un rapport d'exactitude (TAR), qui est un nombre différent et plus flatteur.

Sur les conventions, soyez précis quant à leur origine. Le rapport familier de quatre pour un vient de la pratique d'étalonnage militaire des États-Unis et il est repris dans l'ANSI/NCSL Z540.3 comme l'une des voies pour respecter sa limite de risque d'acceptation erronée. L'ancienne règle de dix du contrôle par calibres est venue en premier, et le rapport militaire en a été un assouplissement délibéré pour des raisons de coût. La tolérance de fabrication appliquée lorsque les calibres à limites sont fabriqués, et les seuils en pourcentage de l'étude R&R de l'AIAG, expriment encore la même idée de fond, à d'autres rapports et à d'autres fins. Ils sont donc liés plutôt qu'indépendants. Ils ne sont pas pour autant interchangeables, et citer l'un pour satisfaire une exigence écrite par rapport à un autre est un argument que vous perdez en audit.

L'ISO/IEC 17025 ne fixe aucun rapport numérique. Elle exige qu'une règle de décision soit documentée et appliquée de manière cohérente. La règle par défaut de la NF EN ISO 14253-1, la norme GPS sur les règles de décision, soustrait l'incertitude de mesure de la zone de spécification, si bien que la conformité n'est prouvée qu'à l'intérieur d'une zone de conformité réduite, 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 (R&R) d'un moyen de mesure n'estime que la fidélité. Elle n'inclut pas l'incertitude de l'étalon de référence et elle ne détecte pas le biais. Un instrument peut réussir largement une étude R&R et avoir quand même un rapport de capabilité trop faible pour juger la tolérance à laquelle vous le destinez.

• Vérifiez votre TUR avec le calculateur gratuit
• Calculateur de bande de garde
• Bande de garde et règles de décision
• Analyse des chaînes de cotes

Les erreurs qui coûtent le plus cher

• Choisir un ajustement dans une liste parce qu'il semble à peu près convenir, au lieu de déterminer ce que la liaison 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 tournent, et les deux décalages d'usinage courants poussent dans le même sens.
• Ajouter du serrage par sécurité, alors que la contrainte circonférentielle à l'alésage du moyeu est déjà supérieure à la pression de contact que vous cherchez à augmenter.
• Choisir l'ajustement d'un roulement sans décider en même temps de la classe de jeu interne.
• Spécifier un ajustement pour une liaison où une clavette ou des vis portent la charge et où seule la concentricité est nécessaire.
• Ignorer à quelle étape du procédé la cote s'applique, puis découvrir que le dépôt l'a déplacée.
• Resserrer une qualité sur le plan sans se demander si le calibre de l'atelier peut encore en juger.
• Supposer qu'une étude R&R réussie signifie que la mesure est assez bonne pour la tolérance.

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

Les tableaux de tolérances et d'ajustements sont publiés dans l'ISO 286-1 et l'ISO 286-2, reprises en France sous les références NF EN ISO 286-1 et NF EN ISO 286-2. Ce sont des documents protégés par le droit d'auteur, vendus par l'ISO et par 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, c'est pourquoi vous n'en trouverez pas non plus ici.

Il y a une seconde raison, et c'est celle qui compte le plus pour vous. Le tableau publié fait foi. Les valeurs calculées à partir des formules de tolérance ne tombent pas de façon fiable sur les valeurs publiées, si bien qu'une page qui les calcule discrètement vous offre quelque chose qui semble faire autorité sans en avoir la valeur. Si un nombre doit figurer sur un plan, il doit venir de la source.

Procurez-vous donc les valeurs dans un exemplaire sous licence. Achetez les deux parties de la norme auprès de l'ISO ou de votre organisme national de normalisation, utilisez un manuel technique sous licence, ou utilisez les tableaux intégrés à votre système de CAO ou de PLM si votre licence les inclut. Chacune de ces sources vous donne un nombre que vous pouvez défendre dans un litige avec un fournisseur. Un tableau trouvé 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 un contenu de référence gratuit, sans compte derrière.

Le lien, c'est le calibre. 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 les deux ensemble, et aucune quantité de données de production ne peut vous dire qu'un tampon ENTRE s'est usé. L'enregistrement d'étalonnage est le seul mécanisme capable de le détecter, et plus la qualité est fine, moins il faut d'usure pour que cela compte.

C'est le côté dont Axiospec s'occupe. Le statut d'étalonnage de tous vos calibres, les relevés avant et après ajustage à chaque événement, et des bilans d'incertitude par instrument qui alimentent un rapport de capabilité (TUR), pour que vous voyiez quelles tolérances vos calibres sont réellement en mesure de juger.

C'est le relevé avant ajustage qui fait ici ses preuves. Quand un tampon revient hors tolérance, la question n'est pas de savoir quoi faire du calibre. 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 d'enregistrements, et on ne peut y répondre que si les enregistrements ont été correctement tenus avant que quiconque sache qu'on en aurait besoin.

• Calculateur de bilan d'incertitude de mesure
• Relevés avant et après ajustage
• Étalonnage ou vérification