Tolérance de circularité dans les petites pièces métalliques

Atteindre des tolérances serrées pour les exigences d'arrondi

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

Lorsque les clients viennent à Metal Cutting Corporation avec une demande d'une certaine tolérance de circularité sur les petites pièces métalliques que nous fabriquons pour eux, cela soulève des questions intéressantes.

Qu'est-ce que la circularité ? Et comment déterminer si une pièce répond aux critères permettant de la qualifier de "circulaire" ?

Plusieurs façons de définir la circularité

Dans les termes les plus simples, la circularité est une description de la rondeur, 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 afin de s'assurer qu'il n'est pas trop oblong, carré ou non rond.

La tolérance de circularité ne concerne qu'un seul point de la pièce, et non sa relation avec quoi que ce soit d'autre ou sur toute la longueur du cylindre. Ceci est différent de la concentricité, qui compare la rondeur en deux points différents, et de la cylindricité, qui est un regard tridimensionnel sur la rondeur et la rectitude le long de l'axe d'une pièce. (En savoir plus sur la circularité, la concentricité, la cylindricité et d'autres termes connexes.)

ID vs. OD pour la tolérance de circularité

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

Par exemple, lors du culbutage de pièces (telles que 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 le diamètre sera affecté loin des extrémités.

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

Chez Metal Cutting, nous travaillons généralement avec des tiges et des tubes - de véritables objets ronds qui ont le même diamètre dans toute la pièce. (Si le diamètre n'était pas le même partout, l'objet serait ovale plutôt que rond.)

Que nous travaillions avec un tube ou un solide, nous nous concentrons sur le diamètre extérieur pour déterminer la tolérance de circularité. Ici, mesurer le diamètre en plusieurs points autour de la pièce vous donne une bonne idée de 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 également décrire des formes telles que des hexagones et d'autres figures à côtés plats, en général, les pièces que nous mesurons sont effectivement rondes.

Cependant, nous meulons 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 conformes aux spécifications du client en matière de tolérance de circularité.

Illustrer la circularité

Dans la dimension géométrique et les tolérances (GD&T), le symbole utilisé pour montrer la circularité dans les dessins techniques est, comme vous vous en doutez, un cercle. En règle générale, le dessin comporte une zone de légende pointant vers la surface de la pièce correspondante, la légende contenant un cercle et la tolérance de circularité appropriée.

Une autre façon de montrer la circularité GD&T consiste à dessiner la zone de tolérance de la pièce - deux cercles concentriques dont le diamètre diffère par la tolérance spécifiée de la pièce.

Les deux cercles concentriques indiquent les tailles maximale et minimale entre lesquelles tous les points du diamètre de la pièce spécifiée doivent correspondre pour qu'elle soit considérée comme suffisamment ronde et dans la tolérance de circularité requise.

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

Spécification de la tolérance de circularité

Si vous recherchez 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). Chez Metal Cutting, où nous sommes spécialisés dans les pièces très petites et précises, 0,050" ou 0,030" hors rond, c'est énorme !

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

Spécifier où mesurer la circularité

En travaillant avec des pièces aussi minuscules, lorsque les clients demandent une tolérance de circularité, ils nous demandent généralement de regarder le diamètre autour de la pièce à un point particulier - généralement le diamètre extérieur et le plus souvent, au milieu de la pièce - pour déterminer si la pièce répond à leurs spécifications.

Certes, le diamètre uniforme n'est pas une définition parfaite de ce qu'est la circularité. Cependant, la plupart de nos clients trouvent qu'il répond à leurs exigences en matière de contrôle de la rondeur et de garantie que les pièces s'adaptent correctement, se déplacent en douceur et s'usent uniformément.

Lorsque les clients le demandent, des appareils spéciaux peuvent être utilisés pour mesurer la circularité réelle plutôt que le diamètre. Par exemple, il existe des sondes capables de mesurer tout autour d'une pièce.

Quelle que soit la tolérance, la méthode d'inspection et l'appareil 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.