Empilement de tolérance 101

Les tolérances indiquent dans quelle mesure les mesures d'une pièce peuvent s'écarter de ses dimensions idéales. Ils constituent un aspect essentiel de la dimension géométrique et du tolérancement (GD&T), qui traite de la communication de l'intention de conception à des fins de fabrication. L'intérêt de créer des tolérances n'est pas d'empêcher les variations inévitables d'une pièce à l'autre mais de les prendre en compte dès le début du processus de fabrication et de les contrôler au mieux. Un bon tolérancement peut vous aider à économiser de l'argent, du temps et des ressources pendant les cycles de production tout en garantissant des composants correctement fabriqués.

Un élément clé d'un tolérancement efficace est la prise en compte de l'empilement des tolérances. En effectuant une analyse de la pile de tolérances, vous pouvez vous assurer que les tolérances d'un composant sont mathématiquement correctes, physiquement possibles et réellement bénéfiques pour la production et les performances des pièces. Cet article vous donnera un aperçu général de ce qu'est l'empilement de tolérances, pourquoi il est important et comment l'utiliser dans vos conceptions de pièces.

Qu'est-ce que l'empilement ou l'empilement des tolérances ?

L'empilement des tolérances est le processus d'addition des tolérances avant la fabrication afin de comprendre leur effet cumulatif sur la production de pièces. Les résultats finaux d'une pile de tolérances sont comparés aux normes de tolérance, aux réglementations et à d'autres limites afin de garantir que la conception de la pièce produira des composants de haute qualité. Cela vous indique le montant total qu'une pièce peut différer des dimensions spécifiées.

Une bonne analyse de la pile de tolérances vous permet également de prédire l'aspect, le fonctionnement et l'interaction de votre composant final avec d'autres composants, ce qui est particulièrement important lorsqu'il s'agit de fabriquer des pièces d'accouplement.

La prise en compte de l'empilement des tolérances permet de s'assurer que les tolérances peuvent être fabriquées avant même que la fabrication ne commence. Cela vous évite d'avoir à revenir au processus de conception après être passé aux étapes de prototypage ou de production, ce qui peut économiser du temps, de l'argent et des ressources. Le calcul de l'empilement des tolérances peut également vous faire économiser de l'argent en vous aidant à comprendre vos tolérances dans leur contexte, afin que vous puissiez optimiser les coûts et la fabricabilité.

Il existe deux principaux types d'analyse de la pile de tolérance :

Analyse de tolérance au pire des cas

Cela implique d'additionner toutes les tolérances individuelles d'une pièce ou d'un assemblage pour trouver la somme totale. Lorsque vous effectuez une analyse de tolérance dans le cas le plus défavorable, vous devez définir chaque tolérance sur la valeur la plus grande ou la plus petite de sa plage. Les limites supérieure et inférieure doivent être évaluées pour fournir une image complète de la plage de tolérance autorisée. Ensuite, comparez la tolérance totale aux limites de performance de la pièce afin d'assurer une conception appropriée. L'analyse de tolérance dans le pire des cas doit être utilisée lorsque les pièces d'accouplement sont absolument critiques et qu'il y a peu de chances de retravailler ou de modifier la conception une fois la production commencée.

Analyse de tolérance statistique

Cela combine toutes les probabilités des différentes dimensions - c'est-à-dire la probabilité que chaque dimension soit supérieure ou inférieure à sa valeur idéale d'un montant donné - pour déterminer les chances d'échec ou de succès de la pièce. Il existe un certain nombre de méthodes d'analyse de tolérance statistique différentes, telles que la méthode de Monte Carlo et la racine carrée (RSS). L'analyse statistique des tolérances est utile pour la production à volume élevé où un faible pourcentage de rebut est acceptable, tant que la majorité des pièces se situent dans la plage de tolérance autorisée. Cela permet des tolérances plus importantes dès le départ, ce qui facilite la fabrication et réduit les coûts.

Quelle que soit la méthode que vous utilisez pour trouver l'empilement de tolérances de votre pièce, une compréhension précise de votre empilement de tolérances vous aidera à créer des produits manufacturables.

Bonnes pratiques d'empilement de tolérance

Voici quelques bonnes pratiques que les équipes produit doivent garder à l'esprit pendant le processus de conception, ce qui peut aider à s'assurer qu'elles tiennent correctement compte de l'empilement des tolérances.

Évitez de surdimensionner votre pièce

Lorsque chaque fonction de pièce est étiquetée avec des tolérances supérieures et inférieures, un dessin de conception peut devenir surchargé et peu clair. Non seulement cela crée de la confusion et rend la conception de votre pièce plus difficile à comprendre, mais des dimensions conflictuelles peuvent également entraîner des erreurs dans votre analyse de la pile de tolérances. Une façon de contrecarrer le surdimensionnement consiste à définir explicitement des tolérances uniquement pour les aspects de la pièce qui en ont vraiment besoin. Les éléments non cotés seraient alors contrôlés par une tolérance générale qui s'applique à l'ensemble de la pièce, sauf indication contraire.

Évaluez la sensibilité de votre pile de tolérance

Assurez-vous de bien comprendre les conséquences de l'empilement des tolérances avant de calculer votre empilement. Sera-ce un désastre total si les conditions de conception de tolérance ne sont pas remplies ou la pièce pourra-t-elle toujours fonctionner correctement ? En contextualisant votre empilement de tolérances final avec la fabrication et les performances, vous pouvez comprendre à quel point votre empilement de tolérances peut être grand ou petit sans compromettre le succès. Gardez à l'esprit que des tolérances plus strictes nécessiteront des méthodes de fabrication plus coûteuses. Il est donc important d'équilibrer les considérations de coût avec la sensibilité aux tolérances.

Envisager des modifications post-fabrication

Les changements après assemblage, tels que la déviation et l'usure normale, peuvent affecter la précision d'une pièce après sa production. Étant donné que ces informations ont un impact sur la création des tolérances, il est important de garder à l'esprit les modifications de post-production lorsque vous déterminez votre pile de tolérances.

Suivre les meilleures pratiques générales de tolérance

En ce qui concerne l'empilement des tolérances, toutes les normes GD&T habituelles s'appliquent toujours. Cela inclut d'être conscient de la façon dont une caractéristique de pièce individuelle interagira avec d'autres éléments de composant, de s'assurer qu'une pièce est usinable et dans des limites raisonnables de capacités de fabrication, et de suivre les caractéristiques importantes de la pièce comme la sélection des matériaux. Plus important encore, vous devez vous assurer que votre cumul de tolérances est admissible et respecte toutes les exigences GD&T pertinentes pour un composant spécifique.

Empilement de tolérances avec Fast Radius

Un tolérancement efficace facilite les constructions de haute qualité avec des dimensions acceptables afin que la pièce puisse fonctionner comme elle a été conçue. L'empilement des tolérances consiste à trouver le cumul de toutes les tolérances individuelles d'un composant ou d'un assemblage afin de comprendre la plage potentielle d'ajustements finaux. Le calcul de votre cumul de tolérances vous permet de vous assurer que les pièces peuvent être fabriquées correctement aussi efficacement que possible au moindre coût.

Il est beaucoup plus facile de comptabiliser efficacement et précisément l'empilement des tolérances avec l'aide d'un fabricant de confiance. Les experts GD&T de Fast Radius sont là pour vous aider à vous assurer que vos tolérances sont correctes avant la fabrication. Nous vous guiderons également tout au long du processus de fabrication, en travaillant avec vous à chaque étape du processus pour garantir les meilleurs résultats possibles. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer.

Pour plus d'instructions et de guides sur la tolérance, visitez le centre de ressources Fast Radius.

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