Maîtriser les Tolérances de Circularité pour Petites Pièces Métalliques pour une Fabricabilité Optimale

Atteindre des Tolérances Serrées pour les Exigences de Rondidité

Spécifier les tolérances pour les caractéristiques critiques d'une pièce est un élément crucial de l'optimisation pour la fabricabilité.

Quand les clients viennent chez Metal Cutting Corporation avec une demande pour une certaine tolérance de circularité sur les petites pièces métalliques que nous fabriquons pour eux, cela ouvre des questions intéressantes.

Qu'est-ce que la circularité ? Et comment déterminez-vous si une pièce répond aux critères qui lui permettent d'être décrite comme « circulaire » ?

Plusieurs Façons de Définir la Circularité

En termes les plus simples, la circularité est une description de la rondidité, ou à quel point un objet ressemble à un vrai cercle.

Dans notre monde, la circularité est une mesure bidimensionnelle de la rondeur d'un objet en un point le long d'un cylindre. La tolérance de circularité est spécifiée pour contrôler la forme de cet objet circulaire pour s'assurer qu'il n'est pas trop oblong, carré ou hors-rond.

La tolérance de circularité ne concerne qu'un seul point sur la pièce, pas sa relation à quoi que ce soit d'autre ou la longueur entière du cylindre. Cela diffère de la concentricité, qui compare la rondidité en deux points différents, et de la cylindricité, qui est un regard tridimensionnel sur la rondidité et la rectitude le long de l'axe d'une pièce. (Lisez plus sur la circularité, concentricité, cylindricité et autres termes connexes.)

DI vs DE pour la Tolérance de Circularité

Quand on spécifie la tolérance de circularité, il est important d'être clair sur ce que vous voulez mesurer — par exemple, parlez-vous du diamètre intérieur (DI) ou du diamètre extérieur (DE) ? — et quel point le long du cylindre est le plus important.

Par exemple, lors du triage de pièces (comme des goupilles) pour le rayon, nous savons que les diamètres aux extrémités seront légèrement différents du diamètre au milieu. Plus le rayon est grand, plus loin des extrémités le diamètre sera affecté.

Par conséquent, nous mesurons généralement la circularité au milieu de la pièce. Cependant, avec un tube, le DI ne peut être mesuré qu'aux extrémités.

Chez Metal Cutting, nous travaillons généralement avec des tiges et des tubes — de vrais objets ronds qui ont le même diamètre tout au long de la pièce. (Si le diamètre n'était pas le même tout au long, l'objet serait ovale plutôt que rond.)

Que nous travaillions avec un tube ou un plein, nous nous concentrons sur le DE pour déterminer la tolérance de circularité. Ici, mesurer le diamètre en plusieurs points autour de la pièce vous donne une bonne idée de savoir si la pièce est vraiment circulaire.

Une Figure Ronde avec des Côtés Plats est-elle « Circulaire » ?

Bien que la définition large de la circularité puisse aussi décrire des formes telles que des hexagones et d'autres figures avec des côtés plats, en général les pièces que nous mesurons sont, en effet, rondes.

Cependant, nous rectifions et coupons des pièces polygonales à longueur, y compris des côtés carrés ou rectangulaires et même des polygones complexes. Dans ces cas, différentes techniques de mesure sont utilisées pour déterminer si les pièces sont dans les spécifications du client pour la tolérance de circularité.

Illustration de la Circularité

En Cotation et Tolérancement Géométriques (GD&T), le symbole utilisé pour montrer la circularité dans les dessins techniques est — comme vous vous y attendriez — un cercle. Typiquement, le dessin aura une boîte d'appel pointant vers la surface de pièce correspondante, avec l'appel contenant un cercle et la tolérance de circularité appropriée.

Une autre façon de montrer la circularité GD&T est de dessiner la zone de tolérance de la pièce — deux cercles concentriques qui diffèrent en diamètre de la tolérance spécifiée de la pièce.

Les deux cercles concentriques montrent les tailles maximale et minimale entre lesquelles tous les points du diamètre de la pièce spécifiée doivent s'insérer pour être jugés suffisamment ronds et dans la tolérance de circularité requise.

En d'autres termes, la pièce doit s'insérer dans la zone de tolérance entre les cercles intérieur et extérieur. (Étonnamment, cela peut être vrai même pour les hexagones, étoiles et autres formes à côtés plats, leur permettant d'être considérées comme ayant une tolérance de circularité.)

Spécification de la Tolérance de Circularité

Si vous cherchez des exemples de circularité GD&T, vous trouverez probablement des dessins de formes avec des tolérances telles que ±0,050" (1,270 mm) ou ±0,030" (0,762 mm). Ici chez Metal Cutting, où nous nous spécialisons dans des pièces très petites et précises, 0,050" ou 0,030" hors-rond est énorme !

Plus souvent, nous traitons des tolérances de circularité telles que ±0,001" (0,0254 mm), ±0,002" (0,0508 mm), ou même aussi proche que ±0,0002" (0,0051 mm). En fait, il y a des clients pour qui la circularité est mesurée en millionièmes de pouce.

Spécifier Où Mesurer pour la Circularité

Travaillant avec de si petites pièces, quand les clients demandent une tolérance de circularité, ils nous demandent typiquement de regarder le diamètre autour de la pièce à un point particulier — généralement le DE et le plus souvent, au milieu de la pièce — pour déterminer si la pièce répond à leurs spécifications.

Accordé, un diamètre uniforme n'est pas une définition parfaite de ce qu'est la circularité. Cependant, la plupart de nos clients trouvent que cela répond à leurs exigences pour contrôler la rondidité et aider à garantir que les pièces s'emboîtent correctement, bougent en douceur et s'usent uniformément.

Là où les clients le demandent, des dispositifs spéciaux peuvent être utilisés pour mesurer la vraie circularité plutôt que le diamètre. Par exemple, il existe des sondes capables de mesurer tout le tour d'une pièce.

Quelle que soit la tolérance, la méthode d'inspection et le dispositif de mesure appropriés pour la circularité ou toute autre caractéristique critique d'une pièce, inclure ces détails (et plus) dans la demande de devis aidera à garantir que la pièce est optimisée pour la fabricabilité.