Tolérances GD&T dans la fabrication de pièces

S'assurer que les pièces s'adaptent et fonctionnent ensemble

Les tolérances GD&T sont un aspect du dimensionnement et des tolérances géométriques (GD&T), un système de communication de la manière dont une pièce doit être produite. Généralement, une série de 14 symboles standard est utilisée pour guider les personnes qui fabriquent une pièce.

Outre les symboles GD&T, les tolérances GD&T sont incluses dans un dessin technique pour donner un aperçu du positionnement, de la cylindricité et d'autres caractéristiques essentielles à la fabrication de la pièce et, en fin de compte, à sa fonctionnalité.

Les tolérances GD&T doivent équilibrer fonctionnalité et coût.

Lorsque le dessin d'une pièce est conçu, il est conçu à la perfection - l'idéal de la façon dont la pièce devrait être. Cependant, dans un monde imparfait, il n'est pas réaliste de penser que chaque pièce sera parfaite à 100% à chaque fois. Par conséquent, des tolérances admissibles sont intégrées au processus d'ingénierie, permettant des imperfections acceptables tout en garantissant que les pièces seront pleinement fonctionnelles.

Les tolérances GD&T communiquent les tolérances admissibles associées à la pièce. Plus une tolérance est serrée, plus elle sera difficile à atteindre, plus le nombre de rejets sera important et plus le coût sera élevé. Par conséquent, il est important de spécifier une tolérance autorisée qui est suffisamment serrée pour rendre la pièce fonctionnelle mais suffisamment lâche pour que la production de la pièce soit toujours rentable.

Un tableau GD&T peut vous guider.

Une recherche rapide en ligne pour « GD&T » vous mènera à une gamme de ressources, y compris des exemples de graphiques GD&T. Ces tableaux montrent généralement les différents symboles utilisés, expliquent leur signification et décrivent comment les utiliser.

Les symboles GD&T aident à décrire diverses caractéristiques de forme, d'orientation, de profil, de faux-rond et d'emplacement. Un dessin affichera généralement une série de cases avec :

• Le symbole approprié pour l'emplacement d'une fonction de pièce (telle que sa position)
• La forme de l'élément (comme un cercle pour un trou)
• La tolérance totale autorisée
• Modificateurs de fonctionnalités (tels que l'état maximal du matériau)
• Toute donnée supplémentaire requise

L'un des symboles les plus couramment utilisés avec les tolérances GD&T est le vrai positionnement, qui est représenté par un cercle barré d'une croix. Un exemple typique est celui des trous de boulons dans une pièce d'acier, où chaque trou doit être positionné de manière à ce que les boulons s'alignent et s'ajustent correctement. Comme vous pouvez l'imaginer, le positionnement concerne le plus souvent des pièces assemblées qui doivent fonctionner ensemble - comme dans l'exemple ci-dessus, où les trous doivent être placés correctement afin que les boulons correspondent à une pièce en acier correspondante.

Où sont utilisées les tolérances GD&T ?

Chez Metal Cutting Corporation, nous coupons des milliers de tiges, de tubes et de fils chaque jour. Bien que des tolérances soient bien sûr impliquées, nous ne produisons généralement pas de pièces nécessitant un positionnement spécifié. Cependant, certaines tolérances GD&T sont nécessaires pour les pièces complexes que nous produisons sur notre tour automatique de type suisse, ainsi que certaines pièces produites sur nos tours et fraiseuses CNC.

De plus, nous avons souvent affaire à un rayon d'extrémité qui doit finalement s'adapter ailleurs. Par exemple, nous pouvons produire une petite broche que notre client accouplera avec une pièce correspondante. Dans ces cas, nous devons nous assurer que la goupille a le bon diamètre ET également que le rayon d'extrémité n'est pas trop aigu et qu'il n'y a pas de bavures qui empêcheront la goupille de s'accoupler avec la pièce correspondante. Si les tolérances GD&T de l'une ou l'autre des pièces sont trop éloignées, les pièces ne se marieront pas.

Comment s'additionnent les tolérances GD&T ?

Lorsque vous travaillez avec des tolérances GD&T, il est important de se rappeler que toutes les tolérances doivent être prises en considération. Par exemple, si vous avez une tolérance de position de ± 0,0010 pour deux pièces qui doivent s'emboîter, la tolérance cumulée signifie que chaque pièce ne peut être que de ± 0,0005. C'est ce qu'on appelle l'empilement des tolérances.

Généralement, nous comptons sur nos clients et leurs concepteurs et ingénieurs pour déterminer les tolérances GD&T correctes pour leurs pièces. Cependant, nous rencontrons parfois des spécifications qui ne correspondent tout simplement pas. Dans ces moments-là, nous devons connaître les bonnes questions à poser pour maintenir le projet sur la bonne voie.

Par exemple, un client peut spécifier une pièce qui subira plusieurs processus, mais dont la tolérance totale est inférieure aux tolérances cumulées lorsque vous additionnez chaque étape (processus) de production. Ici, nous devons déterminer quelle caractéristique est la plus importante pour la fonctionnalité de la pièce, afin qu'elle puisse avoir la tolérance la plus étroite et que les tolérances GD&T des autres caractéristiques puissent être assouplies pour atteindre la tolérance totale spécifiée.

Prenons l'exemple d'un dispositif médical qui doit s'emboîter et se verrouiller avec une autre pièce. La zone étagée est-elle la plus critique pour l'assemblage et le verrouillage de la pièce, afin d'obtenir la fonctionnalité souhaitée ? Ou la longueur de l'appareil est-elle plus importante ?

Rassemblez tout.

Il est également important de considérer comment une pièce est fabriquée et les outils qui seront utilisés. Par exemple, un client peut nous demander de rectifier une pièce pour obtenir une caractéristique particulière, mais il ne sait pas qu'une meule n'est pas parfaitement carrée et créera un rayon de coin. Ici, nous aurions besoin de demander au client si un rayon d'angle est important pour la fonctionnalité - et si c'est le cas, quelle taille de rayon serait acceptable et à quel point la tolérance doit être serrée.

Il est facile de voir que les tolérances GD&T peuvent être essentielles à la façon dont les pièces s'emboîtent et fonctionnent ensemble, ce qui est en fin de compte un élément clé pour obtenir la fonctionnalité souhaitée ainsi que la rentabilité.