Votre tolérance serrée pourrait affecter sérieusement le coût des pièces

Où avez-vous vraiment besoin de tolérances serrées ?

Les fondamentaux de l'approvisionnement en petites pièces – dimensions , tolérances , et matériaux - ont beaucoup à voir avec l'optimisation d'une pièce pour la fabricabilité.

Les tolérances affectent la conception, la fabrication et le contrôle de la qualité des produits, ce qui les rend essentiels à la bonne performance d'un produit final. Par conséquent, la détermination des tolérances et de la quantité de variation acceptable dans les pièces usinées ou découpées est un élément essentiel du coût de la qualité.

Lors d'une demande de devis, il peut être tentant de supposer qu'une tolérance très serrée - peut-être la tolérance la plus stricte possible - devrait être votre choix par défaut. Au lieu de cela, il est important de trouver un équilibre entre une réduction excessive des coûts et la mise en œuvre d'exigences inutiles.

Coûts potentiels de l'usinage à tolérances serrées

Les clients demandent parfois pourquoi une pièce est si chère, sans se rendre compte que l'extension des tolérances juste une décimale de plus peut augmenter le coût d'un facteur deux ou trois. En effet, une tolérance plus stricte nécessite un plus grand soin lors de la fabrication et de l'inspection pour garantir la précision.

En réalité, plus la tolérance est étroite, plus il est probable que vous devrez ajouter le coût des éléments suivants à votre pièce :

• Plus grande fréquence des inspections de qualité
• Équipement d'inspection plus sophistiqué ou spécialisé
• Plus grande fréquence de changement d'outil
• Rendements inférieurs des pièces finales acceptables
• Taux de rebut plus élevés
• Plus d'utilisation de matières premières en raison des retombées de pièces

En plus d'avoir un impact sur le coût des pièces et des assemblages, la spécification d'une tolérance serrée affecte les outils et les machines à utiliser et la technique de coupe qui sera employée, ce qui à son tour affecte également les coûts.

Vous devez vous demander :la méthode économique utilise-t-elle des machines avec les capacités de tolérance nominale nécessaires ? Sinon, une tolérance serrée pourrait entraîner une méthode de production très coûteuse.

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De plus, plus les tolérances sont serrées, plus les composants peuvent être difficiles à assembler. Cela signifie qu'en aval, des tolérances serrées peuvent également augmenter le coût d'assemblage en raison de l'augmentation de la main-d'œuvre et des taux de rebut plus élevés.

Quelques normes pour les tolérances par défaut

Il existe des normes en place pour différentes industries, avec des tolérances recommandées en fonction de facteurs tels que la fonction, le matériau, la machine et le processus. Il existe également des manuels, des guides techniques et des fiches d'information qui fournissent des tolérances par défaut pour une variété de produits et de processus.

En fait, la plupart des dessins nommeront une tolérance par défaut sous le titre "Sauf indication contraire".

Ceci indique que, à moins qu'une valeur de tolérance spéciale ne soit donnée, la tolérance par défaut doit être utilisée - variant selon l'autre convention du nombre de valeurs présentées à droite de la virgule décimale, même si ces valeurs sont nulles.

Pourquoi une tolérance par défaut n'est pas toujours la meilleure option

Accepter les tolérances par défaut sans comprendre si elles sont vraiment nécessaires, ou simplement ne pas les remarquer du tout, peut augmenter inutilement les coûts. Voici quelques exemples courants :

• Une décimale de tolérance supplémentaire n'est pas spécifiée pour une raison technique - c'est-à-dire, non pas parce que la pièce particulière a besoin de ce niveau de précision - mais parce que "c'est comme ça que ça a toujours été fait".
• Dans un projet avec un certain nombre de composants nécessitant une tolérance de ±0,001 en raison de la façon dont ils doivent s'emboîter, une pièce distincte est automatiquement spécifiée en utilisant la même tolérance, même si la pièce n'interagit pas avec les autres et peut ou peut ne pas avoir besoin de la même tolérance serrée.
• Dans un effort pour maintenir la cohérence des étiquettes de dessin mécanique avec la même virgule décimale, un zéro est accidentellement égaré , étiquetant une tolérance ±0,001 au lieu de ±0,010.
• Deux pièces qui n'ont pas réussi à s'emboîter correctement sont respécifiées à des tolérances plus strictes, mais l'échec d'origine était dû au fait que les pièces ont été coupées à deux tolérances lâches différentes.

Avez-vous vraiment besoin de ± 0,001 contre ± 0,01 (ou ± 0,1) ?

Bien que l'idée d'un usinage ou d'une découpe à tolérance zéro puisse sembler attrayante, il est important de reconnaître que la "tolérance zéro" n'existe pas vraiment.

Mais il y a sans aucun doute des moments où une tolérance très stricte est absolument obligatoire — lorsque la différence entre un produit qui fonctionne et un produit qui échoue signifie utiliser des tolérances dimensionnelles exprimées en décimales qui vont beaucoup plus loin que ce à quoi vous vous attendiez initialement.

Dans ces scénarios, de petites variations dans les dimensions de chaque pièce peuvent se multiplier, en particulier avec des assemblages complexes, entraînant une accumulation de tolérances et des variations inacceptables dans la conception prévue.

Cependant, si une tolérance est plus stricte que ce dont vous avez vraiment besoin, vous finirez par en payer le prix. Mais en examinant attentivement l'utilisation finale, la destination de la pièce et ce qu'elle doit faire, vous pouvez :

• Distinguer les tolérances critiques et non critiques
• Évitez les tolérances inutilement serrées
• Minimiser votre coût de la qualité

Exemple de tolérance serrée à risque

Parfois, les interactions au sein d'une pièce peuvent rendre une tolérance stricte peu pratique ou plus difficile (et coûteuse) à atteindre.

Par exemple, un client de Metal Cutting a déclaré qu'il avait besoin d'une « pièce simple » :un solide avec une longueur et un diamètre spécifiés avec une tolérance serrée à quatre décimales (±0,000X). Cependant, en cherchant des détails, nous avons découvert que la pièce avait besoin d'un grand rayon d'angle, sans arêtes vives - une interaction qui mettrait en danger le diamètre de tolérance serré

De plus, la pièce avait besoin d'une finition de surface lisse qui nécessiterait un polissage mécanique, qui à son tour enlèverait de la matière et affecterait la tolérance serrée spécifiée.

Heureusement, après avoir découvert ces détails critiques, nous avons pu travailler avec le client et ajuster les spécifications pour fabriquer une pièce qui fonctionne pour l'utilisation prévue.

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Opter pour une tolérance lâche dans la phase de conception

La bonne nouvelle est qu'il existe de nombreux cas où une tolérance plus lâche peut être parfaitement acceptable.

Par exemple, selon l'utilisation finale d'un produit, vous pourrez en effet opter pour une tolérance par défaut standard si le risque de défaillance du produit est faible ou n'aurait pas de conséquences graves.

Les concepteurs programment parfois automatiquement leur logiciel avec une certaine tolérance, ce qui fait que toutes les dimensions sont spécifiées avec la même tolérance, qu'elles le soient ou non. Cela peut entraîner des tolérances inutilement serrées et des coûts inutiles .

Dans la mesure du possible, à moins qu'une tolérance serrée ne soit requise pour un ajustement ou un fonctionnement correct de la pièce ou de l'assemblage final, opter dans la phase de conception pour une tolérance lâche peut aider à réduire les coûts de développement et de production.

Et bien sûr, il est essentiel de garder à l'esprit le rôle que la complexité et les dimensions d'une conception, ainsi que ses tolérances, joueront finalement dans les coûts de fabrication.

Quelques conseils de bon sens sur le choix des tolérances

Alors, quelle est la tolérance appropriée pour les pièces usinées ou les pièces découpées ? Avant de vous engager dans un usinage ou une découpe à tolérances serrées, considérez :

• Comment la pièce fonctionne-t-elle dans son utilisation finale ?
• Quelles tolérances sont importantes pour l'environnement dans lequel la pièce sera utilisée ?
• La pièce interagit-elle avec une ou plusieurs autres pièces ? Sinon, vous n'aurez peut-être pas besoin d'une tolérance aussi serrée. Si tel est le cas, vous devez être conscient du potentiel d'accumulation de tolérance.
• Si la même pièce possède différents attributs nécessitant des tolérances, comme un diamètre et un rayon, quelle est la dimension la plus critique ?
• Comme dans l'exemple client ci-dessus, existe-t-il une tolérance très stricte qui peut être contrée par une certaine interaction au sein de la pièce et, par conséquent, ne pas être pratique ?
• Êtes-vous prêt à tester une pièce légèrement hors spécifications pour voir si une tolérance plus faible fonctionnera pour votre application ?

Prendre une décision éclairée sur le niveau de tolérance réellement nécessaire peut vous aider à garantir la qualité du produit, à optimiser la fabricabilité et à accélérer la mise sur le marché.

Si vous ne savez pas ou n'êtes pas sûr des tolérances qui conviennent à votre application, ne vous inquiétez pas. Vous et votre partenaire de fabrication pouvez parcourir ensemble les points de décision, pour vous aider à identifier les tolérances critiques pour vos pièces. Demandez !

Pour plus de conseils sur la façon d'améliorer votre demande de devis afin d'optimiser la fabricabilité et de produire les résultats que vous recherchez, téléchargez notre livre blanc Comment affiner votre demande de devis pour en tirer le maximum d'avantages :Foire aux questions sur l'approvisionnement en petites pièces.