Tolérances d'Ingénierie, Types et Ajustements : Guide Complet

Afin de répondre à l'interchangeabilité des pièces dans la fabrication mécanique, la taille des pièces produites doit être dans la plage de tolérance requise. Cela nécessite une norme unifiée pour la forme, la taille, la précision et la performance d'une pièce. Les produits similaires doivent également être classés raisonnablement en taille pour réduire les séries de produits. C'est la standardisation des produits. Par conséquent, le concept de spécification des tolérances et ajustements d'ingénierie est né.

Dans l'ingénierie mécanique, la tolérance définit l'écart admissible par rapport à la taille spécifiée. L'utilisation de tolérances aide à garantir que le produit final est facile à utiliser, surtout s'il fait partie d'un assemblage plus large.

L'absence de définition de tolérances dans les zones critiques peut entraîner des pièces qui ne peuvent pas être utilisées selon l'intention de conception, car chaque méthode de fabrication a un certain degré d'inexactitude.

Cependant, la détermination des tolérances appropriées peut garantir que l'entreprise de fabrication sait qu'elle doit accorder plus d'attention à des problèmes spécifiques pendant le processus de production. Il y a une certaine relation entre les pièces de travail : rotation libre, mouvement longitudinal libre, action de serrage, position fixe permanente. La précision est la précision requise pour garantir que la pièce fonctionne comme prévu. La tolérance est la variation admissible de toute taille donnée pour atteindre une fonction appropriée.

Qu'est-ce que la Tolérance d'Ingénierie ?

Les tolérances d'ingénierie sont les écarts admissibles dans les mesures dérivées des mesures de base.

Supposons qu'une tige métallique de 100 mm soit traitée. Même si toutes les barres d'acier sont destinées à être traitées dans la même forme, en raison de la taille et de la direction des barres d'acier, toutes les barres d'acier ne peuvent pas être fabriquées avec une précision de 100,00 mm. Bien que les sites de conception et de fabrication aient travaillé dur pour réduire de tels écarts, ils ne peuvent toujours pas être contrôlés à zéro.

Cet écart de taille et de forme fluctue essentiellement de haut en bas autour de la valeur cible. Par conséquent, la valeur limite supérieure et la valeur limite inférieure de la valeur limite supérieure par rapport à la taille cible sont déterminées en fonction de l'utilisation de la tige métallique. La différence (plage admissible) entre ces deux valeurs est appelée « tolérance ».

Les tolérances peuvent être appliquées à de nombreuses unités différentes. Par exemple, les conditions de travail peuvent avoir des tolérances pour la température (°C), l'humidité (g/m3), etc. Dans l'ingénierie mécanique, les tolérances dont nous parlons principalement s'appliquent aux dimensions linéaires, angulaires et autres physiques. Quel que soit l'unité, la tolérance indique la plage de mesure acceptable à partir du point de base (valeur nominale).

Types de Tolérances d'Ingénierie

Les tolérances d'ingénierie incluent les tolérances dimensionnelles, les tolérances de forme et les tolérances de position.

Tolérance Dimensionnelle

La tolérance dimensionnelle est la quantité admissible de changement de taille. C'est la base des tolérances d'ingénierie. La valeur maximale admissible est appelée la taille maximale. La valeur minimale est appelée la dimension minimale.

La tolérance est la valeur absolue de la différence algébrique entre la taille limite supérieure maximale et la taille limite supérieure minimale, et la valeur absolue de la différence algébrique entre la déviation supérieure et la déviation inférieure.

Déviation Inférieure

L'ajout d'une déviation inférieure indique au fabricant de combien une certaine valeur de mesure peut être plus petite. Cela est indiqué par le symbole « - ».

Déviation Supérieure

La déviation supérieure est l'opposé de la déviation inférieure. L'ajouter pour montrer de combien la valeur mesurée peut être plus grande que la valeur nominale.

Déviation Bilatérale

La troisième façon de donner une plage de tolérance est d'utiliser une déviation bilatérale.

Dans le cas de la même taille de base, plus la tolérance dimensionnelle est petite, plus la précision dimensionnelle est élevée. La tolérance spécifiée indique l'exigence de précision de fabrication et reflète la difficulté de traitement.

Tolérance de Forme

(1) Rectitude

La rectitude est la condition pour la forme réelle des éléments linéaires sur la pièce de maintenir une ligne droite idéale. Aussi appelée rectitude. La tolérance de rectitude est la déviation maximale admissible de la ligne droite réelle par rapport à la ligne droite idéale.

(2) Planéité

La planéité est une représentation de la forme réelle des éléments de plan de la pièce pour maintenir un plan idéal. C'est communément appelé planéité. La tolérance de planéité est la quantité maximale de changement autorisée par la surface réelle par rapport au plan.

(3) Rondité

La rondité est la condition que la forme réelle de l'élément de la pièce est équidistante de son centre. La rondité est généralement appelée rondité. La tolérance de rondité est la déviation maximale admissible entre le cercle réel et le cercle idéal dans la même section.

(4) Cylindricité

La cylindricité fait référence aux points sur le contour de la surface cylindrique de la pièce, et garde son axe équidistant. La tolérance de cylindricité est la variation maximale admissible de la surface de cylindre réelle par rapport à la surface de cylindre idéale.

(5) Profil de Ligne

Le contour de la ligne est une courbe qui représente une forme arbitraire sur un plan donné de la pièce et maintient sa forme idéale. La tolérance du contour de la ligne est la variation admissible du contour réel de la courbe non circulaire.

6) Profil de Surface

Le profil de surface est la surface de toute forme sur la pièce pour maintenir sa forme idéale. La tolérance du contour de surface est la déviation admissible entre le contour réel de la surface non circulaire et le contour idéal.

Tolérance de Position

La tolérance de position fait référence à la quantité totale de changement autorisée pour la position d'un élément spécifique par rapport au datum. C'est un autre paramètre important de la tolérance d'ingénierie.

(1) Tolérance d'Orientation

La tolérance d'orientation fait référence à la quantité totale de changement de direction autorisée par le datum lié à un élément particulier. Cette tolérance reflète le parallélisme, la perpendicularité et l'angle.

(2) Tolérance de Position

La tolérance de position est la gamme complète de variation de position qui permet à l'élément réel d'être associé au datum. De telles tolérances incluent la concentricité, la symétrie et la position.

(3) Tolérance de Battement

La tolérance de battement est un élément de tolérance donné selon une méthode de test spécifique. La tolérance de battement peut être divisée en battement circulaire et battement total.

Ajustement

Il y a de nombreuses options différentes pour les ajustements d'arbre et de trou, et les tolérances sont toujours requises pour obtenir le bon ajustement. Dans l'assemblage mécanique, la relation entre le trou de la même taille de base et la zone de tolérance de l'arbre est appelée un ajustement. Puisque la taille réelle du trou et de l'arbre sont différentes, un jeu ou une interférence se produira après l'assemblage. Dans l'ajustement entre le trou et l'arbre, lorsque la différence algébrique de la taille du trou moins la taille de l'arbre est positive, c'est le jeu, et quand elle est négative, c'est la marge.

Il y a trois types d'ajustements d'arbre-trou d'ingénierie.

Ajustement de Jeu

Cet ajustement nécessite que le diamètre de l'arbre soit plus petit que le diamètre du trou. Cela signifie qu'il y aura toujours un espace entre les deux.

Si la solution d'ingénierie nécessite que les deux puissent glisser ou tourner indépendamment l'un de l'autre, c'est la voie à suivre.

Par conséquent, dans ce cas, tanto l'arbre que le trou ont des tolérances qui peuvent assurer le non-chevauchement.

Ajustement de Transition

Cette option signifie que la taille maximale de l'arbre est plus grande que la taille minimale du trou. En même temps, la taille minimale de l'arbre est aussi plus petite que la taille maximale du trou.

Donc ce n'est ni un ajustement de jeu ni un ajustement d'interférence. Selon les résultats de mesure finaux, la tolérance permet deux situations de se produire sans entrer dans des situations extrêmes.

Ajustement d'Interférence

Ici, le diamètre de l'arbre est toujours plus grand que le trou. Même lorsque l'arbre est à son plus petit diamètre et le trou à son plus grand.

L'ajustement d'interférence assure qu'il n'y a pas de mouvement entre les deux pièces. Des forces doivent être appliquées pendant le processus d'assemblage physique. Chauffer les trous, geler les arbres, et utiliser du lubrifiant aident tous à simplifier le processus.