Réflexions sur les besoins pour la cotation avec les normes ISO

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Rflexions sur les besoins pour la cotation avec les normes ISO pour la conception, la fabrication et la mtrologie. Cas du maximum de matire. Bernard ANSELMETTI. GRT juin 2014. PLAN. Cadre "Tolrancement 2015" Liaison avec serrage Liaison avec jeu - PowerPoint PPT Presentation

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<ul><li><p>Rflexions sur les besoins pour la cotation avec les normes ISO pour la conception, la fabrication et la mtrologie.Cas du maximum de matireBernard ANSELMETTIGRT juin 2014*</p></li><li><p>PLANCadre "Tolrancement 2015"Liaison avec serrageLiaison avec jeu- Ecriture du diamtre de l'tat virtuel- Etat virtuel sur une surface- Exemple- Marge sur un tat virtuel- Etat virtuel dans une seule direction</p><p>Liaison avec projection*</p></li><li><p>*TOLERANCEMENT 201580% Bien dfiniNormes actuelles10% Bons conceptsmais prcisions ou redfinitions apporter10% InutilesBesoins non remplis (10%)Evolutions proposesChallenge : simplifier en augmentant le domaine d'emploi !Rflexion personnelle (1 an)</p></li><li><p>*Petites surfaces d'appuiPlan presque perpendiculaireSurface presque planeLiaison sur surface complexe avec jeux et contact(12 plans)ValoSnecmaDassault aviationRenaultZone flexible interneLA COMFaire de la cotation ISO, c'est super simple pour les liaisons classiquesC'est actuellement plus compliqu pour des liaisons particulires, car les normes sont encore insuffisantes.</p></li><li><p>4 CONCEPTS REAFFIRMESRespecter le principe d'indpendance en toutes circonstances.*(*) Cette rgle permet d'exploiter la dfinition nominale dfinie par la CAO en mesurant les dimensions nominales sur la CAO (si ncessaire), ce qui doit permettre de supprimer toutes les cotes encadres dans le 3D. Certaines cotes encadres pourront tre places sur le dessin 2D pour permettre un travail sur papier, par exemple l'atelier.PQ0,05ALa surface dsigne sous un cadre de tolrance ne dpend pas de la spcification l'intrieur du cadre, mais uniquement des surfaces pointes par la flche et de ce qu'il y a au-dessus du cadre.Ces rgles sont trs importantes pour assurer la cohrence et la lisibilit de la cotation.Etat virtuel = Frontire ne pas dpasserNe pas lier la lecture d'une spcification la prsence ou non d'une cote encadre (*)</p></li><li><p>*A4r(Les zones de tolrances sont indpendantes dans chaque motif) Il y a un lment de rfrence A interne chaque motif. TROIS TYPES DE COLLECTIONS DE SURFACESRptitionL'indication nr indique que la spcification est rpte de manire indpendante dans chacun des n motifs..A4cL'ensemble des 4 surfaces doit respecter la spcification dans la mme zone, aussi bien en position, en orientation et en forme.L'lment de rfrence A est constitu des 4 surfaces Surface composeL'indication nc construit une seule surface continue ou non compose de surfaces lmentaires (1). A4xL'ensemble des 4 surfaces doit respecter la spcification (les zones de tolrance de position sont lies et centres sur le nominal, les zones d'orientation sont parallles au nominal, les zone de forme sont indpendantes.).L'lment de rfrence A est constitu des 4 surfaces GroupeL'indication nx construit une collection de surfaces similaires (le plus souvent identiques) qui jouent le mme rle fonctionnel.(1) nc correspond l'indication "zone commune" au dessus du cadre en prcisant le nombre d'lments associs.A4r (2c)La spcification est rpte 4 fois pour les paires de surfaces composes </p></li><li><p>COLLECTIONS DE SURFACESRptition d'un motif : Lorsqu'une pice comporte plusieurs jonctions identiques avec plusieurs pices et non relies entre-elles par ailleurs, les surfaces de chaque jonction constitue un motif qui est rpt plusieurs fois.Les cotations des surfaces des motifs sont identiques. Pour viter de dupliquer les spcifications et les rfrences, le symbole nr plac au-dessus du cadre de tolrance indique que la spcification est rpte n fois.</p><p>Groupe : Lorsqu'une jonction est ralise par l'association de surfaces similaires, (non coplanaires et non coaxiales), ces surfaces constituent un groupe (ex : groupe de trous ou de rainures).</p><p>Surface compose de plusieurs surfaces lmentairesLes surfaces composes sont principalement des plans coplanaires, des surfaces de rvolution coaxiales et des surfaces complexes composes de plusieurs surfaces lmentaires diffrentes qui sont associes en une seule surface pour assurer une liaison fonctionnelle.3 motifsRptition de compositions 3r(2c)</p></li><li><p>*0,58xB0,4 A[PL]* B[8,2]A[PL]A[8,7] A[PL]*Rfrence quivalenteEXEMPLES DE PROPOSITIONA40A B C 0,05CC1,2C2Rfrence tertiaire sans contrainte de position par rapport la secondaireC2Les targets mobiles sont inutilesASMEContrainte de position entre les rfrences par dfautAssimilation de surface complexe "pseudo xxx" une rfrence quivalente.Libre les ddl pour positionner la secondaire</p></li><li><p>*EXEMPLE DE PROPOSITIONAUtiliser le mme symbole de zone partielle pour spcifier cette zone relle et crer la rfrence.B10,05B1B1BB1 est la ligne relle (compose de points palps au voisinage de la droite)A B 0,2Dans A B , B est le plan perpendiculaire A, minimax extrieur matire la ligne relle B1. B est la surface relle plane reprsente par B1La rectitude s'applique la ligne B1</p></li><li><p>*3 PRINCIPES DE COTATION=&gt; maxi / mini matirePions ou vis serrs=&gt; PMLLiaison avec serrage ou auto-centrante pas de modificateurLa cohrence et la simplicit de la cotation impose le bon usage des modificateurs avec les 3 rgles suivantes : Liaison avec jeu palier hydrodynamiquehuileF</p></li><li><p>*POUR EN SAVOIR PLUSMthode de Cotation fonctionnelleBases du langage de cotationDsignation des surfacesCoteslment spcifiRfrences simples par dfautRfrences simples spcifiquesSystme de rfrencesRfrences partiellesZone de tolrancetat virtuelGroupeZone projeteRfrences incompltesPices non rigidesBattementStatistiqueCotation de fabricationWEB LURPA, page Anselmetti : 970 diapositives </p></li><li><p>PLANCadre "Tolrancement 2015"Liaison avec serrageLiaison avec jeu- Ecriture du diamtre de l'tat virtuel- Etat virtuel sur une surface- Exemple- Marge sur un tat virtuel- Etat virtuel dans une seule direction</p><p>Liaison avec projection</p><p>*</p></li><li><p>SERRAGE ENTRE 2 PLANSxyzFiPice tudie (compressible)Support infiniment rigide 2RFixyzChaque surface lmentaire en Mi de la pice subit une compression qui gnre un effort Fi dirig vers l'intrieur de la pice. Mi(xi,yi,zi)FiAire SiSur la face suprieure, la compression est z'i - R. L'effort appliqu est Fi = k.si.(R-z'i) FiMi(xi,yi,zi)Aire SiSur la face infrieure, la compression est -z'i - R. L'effort appliqu est Fi = -k.si.(R+z'i) Mi(xi,yi,zi)Plan xyxyzxyzOn cherche la position d'quilibre statique.</p><p>Dans le repre bleu de la pice support, on a : z'i = zi + w + a.yi b.xi Que se passe t-il avec une bosse ?RR</p></li><li><p>EQUILIBRE STATIQUEL'quilibre est assur si :Moment en x =- k.[ S si.(xi .yi) + w. S si.yi + a. S si.yi - b. S (si.xi.yi)] = 0Moment en y =- k.[ S si.(xi .xi) + w. S si.xi + a. S (si.xi.yi) - b. S si.xi] = 0Rsultante en z = - k.[ S si.(xi) + w. S si + a. S si.yi - b. S si.xi] = 0La position est indpendante de la raideur k.Si la densit de points est constante, l'aire de la surface lmentaire si est la mme pour tous les points. Le systme d'quation devient :S (xi .yi) + w. S yi + a. S yi - b. S (xi.yi)= 0S (xi .xi) + w. S xi + a. S (xi.yi) - b. S xi= 0S (xi) + w. S si + a. S yi - b. S xi = 0Avec S (xi) = S (zi- R) + S (zi +R) = S zi + (ninf nsup) R </p><p>S (xi .yi) = S (zi) + R (S yi - S yi )</p><p>Si les palpages sont aux mmes points sur les 2 plans, la solution correspond exactement la mthode des moindres carrs et est indpendante de la largeur nominale (R).SupInfSupInf</p></li><li><p>PRECONISATIONL'aire si de chaque petit lment de surface autour de chaque point peut tre donn par l'algorithme de Voronoi (faces lmentaires limites par les mdiatrices avec des points voisins)S si.(xi .yi) + w. S si.yi + a. S si.yi - b. S (si.xi.yi) = 0S si.(xi .xi) + w. S si.xi + a. S (si.xi.yi) - b. S si.xi = 0S si.(xi) + w. S si + a. S si.yi - b. S si.xi = 0Pour deux plans face face avec des contours diffrents et/ou des palpages quelconques, il faudrait appliquer les relations compltes :Partager la surface en zones de mme aire et palper un point au centre de chaque zone.</p></li><li><p>Critre d'association Chebychev tangent extrieur matire [CE] pour minimiser la distance maxi.30Critre d'association des moindres carrs [G] (sans contrait de tangence).Contact plan ou surface "tendue" (si toute les normales sont comprises dans un cne d'angle 30).Surface fermeSurface bilatraleAutres casCRITERE D'ASSOCIATION POUR LES LIAISONS SANS JEUL'association d'une surface de rfrence une surface relle n'est utile que pour les liaisons surfaciques et les liaisons avec serrage ou auto-centrantes. Dans les autres cas, (liaisons avec jeu), il n'est pas ncessaire d'avoir un critre d'association, car la surface doit simplement respecter un tat virtuel au maximum ou au minimum de matire.Liaison "surfacique" Surface gauche</p></li><li><p>Ajout d'un pointATTENTION AUX AUTRES CRITERES ![N] CIRCONSCRIT ou [X] INSCRITL'orientation dpend de la position des points palps.[CE] Chebychev tangentImpossible d'tre tangent extrieur matire si la pice est ferme.[C] ChebychevLa surface nominale peut tre contrainte par un dfaut local. Distances maxiImpossible d'tre extrieur matire partoutLe concepteur pourrait imposer un autre critre dans le systme de rfrences.A[C] 0,05Position indtermine</p></li><li><p>PLANCadre "Tolrancement 2015"Liaison avec serrageLiaison avec jeu- Ecriture du diamtre de l'tat virtuel- Etat virtuel sur une surface- Exemple- Marge sur un tat virtuel- Etat virtuel dans une seule direction</p><p>Liaison avec projection</p><p>*</p></li><li><p>MAXIMUM DE MATIEREDans un assemblage avec jeu, la montabilit des jonctions est assure par des spcifications au maximum de matire internes chaque jonction.*</p></li><li><p>MAXIMUM ET MINIMUM DE MATIEREDans un assemblage avec jeu, la montabilit des jonctions est assure par des spcifications au maximum de matire internes chaque jonction.Dans un assemblage la prcision du mcanisme impose une position relative entre les jonctions. Chaque maillon est dfini par une spcification au minimum de matire*</p></li><li><p>ETAT VIRTUEL MAXIMUM ET MINIMUM DE MATIERELe principe est de dfinir une frontire ne pas dpasser.L'tat virtuel a la mme forme que la surface nominale</p><p>M Au maxi matire : L Au mini matire la frontire est hors matirela frontire est dans la matireau maximum de matireau minimum de matireFrontirePice mesurerPice correspondant l'tat virtuel :La frontire peut tre positionne par rapport un systme de rfrences.*Pour garantir la montabilit, il suffit d'tudier la pice virtuelle au maximum de matirePour les chanes de cotes, il suffit d'tudier la pice virtuelle au minimum de matire</p></li><li><p>MONTABILITE DE 2 PIECESEtats virtuels au maximum de matireFrontirePour assurer la montabilit de 2 pices avec du jeu, il suffit de dfinir une frontire entre les pices EmbasePlaqueSi chaque pice respecte sa frontire et si D &gt; d, le montage est assur avec le jeu mini D-d*</p></li><li><p>MAXIMUM DE MATIERE ACTUEL60A 02x D+t0AL'tat virtuel a la mme forme que les surfaces tolrances + les rfrencesEcriture actuelleRemarque :Lecture complexe qui est en contradiction avec le principe d'indpendanceLa tolrance 0 est mal compriseInterrogation rcurrente des utilisateurs sur l'lment tolranc (axe ou surface)?Si les pions sont partiellement dgags, la notion de dimension locale n'existe pas, pourtant, il faut pouvoir dfinir l'tat virtuel au maxi matire pour assurer la montabilit.*</p></li><li><p>*SONDAGEA0,0229,980,020,1ABE0,1M4xA BC8,60,4M8660D2D1 60Quels sont les valeurs des dimensions des tats virtuels D1 et D2 pour cette localisation ? D1 = Dmini tol = 8,2 0,1 = 8,1 D2 = Dmaxi = 30 </p></li><li><p>*Rgle D Lorsque des lments tolrancs (lorsqu'il y en a plus d'un) sont contrls par la mmeindication de tolrance, ou lorsque la spcification gomtrique est l'orientation ou la localisation, les tats virtuels au maximum de matire, MMVC, du (des) lment(s) tolranc(s) sont en localisation(s) et orientation(s) thoriques exacte(s) les uns par rapport aux autres et par rapport la (aux) rfrence(s) spcifie (s) (voir Figures A.6, A.7, A.10 et A.11).</p><p>Rgle E L'tat virtuel au maximum de matire, MMVC, de l'lment rfrence corrl ne doit pas tre dpass par l'lment rfrence (intgral) extrait partir duquel la rfrence est drive</p><p>Rgle F La taille l'tat virtuel au maximum de matire, MMVC, de l'lment rfrence corrl est la dimension au maximum de matire, MMS, lorsque l'lment rfrence corrl n'a pas de tolrance gomtrique, ou a une tolrance gomtrique de forme non suivie du modificateur </p><p>Rgle G La taille l'tat virtuel au maximum de matire, MMVC, de l'lment rfrence corrl est la dimension au maximum de matire, MMS, plus (pour les entits dimensionnelles extrieures) ou moins (pour les entits dimensionnelles intrieures) la tolrance gomtrique, lorsque l'lment rfrence corrl a une tolrance gomtrique de forme suivie du modificateur (voir Figure A.7)ISO/FDIS 2692:2006(F)Projet janvier 2013 ?? (non disponible sur SAGA WEB)</p></li><li><p>ECRITURE DES DIMENSIONS DES ETATS VIRTUELS(cette proposition est dj dcrite dans la ASME Y14.5)60A [ D]2xA60A2x A [ d]L'indication du diamtre entre crochets suivi du symbole ou donne directement la dimension de l'tat virtuel au maximum ou au minimum de matire pour l'lment tolranc ou pour la rfrence.*Exemple sur la rfrence :</p><p>Avantages : dfinition trs claire et erreur impossiblerespect du principe d'indpendanceInconvnient :spcification longueA B[8,2][30]</p></li><li><p> NECRITURE DE L'OFFSET AU MAXIMUM DE MATIERE60A 2xA60A2x AIl n'y a pas de symbole n{t}{t} NtEtat virtuel N 2tnominal{t} dsigne l'offset par rapport la surface nominale ntEtat virtuel n + 2tnominal nA{t} CZEtat virtuel n + 2tApplication une surface*tL'indication de l'offset entre accolades suivi du symbole ou donne l'offset de l'tat virtuel au maximum ou au minimum de matire par rapport la surface nominale pour l'lment tolranc ou pour la rfrence.</p></li><li><p>*ETAT VIRTUEL SUR UN PLANsurface de rfrencezone de tolrancesurface relle0,1A0,1A30A30A {0,05}Frontire maxi matireFrontire mini matireA30A {0,05}Frontire maxi matire uniquementFrontire mini matire uniquementLa combinaison des 2 spcifications permet d'avoir une zone de tolrance asymtrique.L'indication de l'offset suivi de ou peut s'appliquer un plan. </p></li><li><p>ETATS VIRTUELS SUR UNE SURFACE QUELCONQUE{0,05}Pour garantir la montabilit, l'tat virtuel au maximum de matire ne pas dpasser est obtenu partir de la surface nominale par un offset de 0,05*L'indication de l'offset suivi de ou peut s'appliquer une surface complexe continue ou discontinue. </p></li><li><p>*SURFACE AVEC ARETES VIVESLes surfaces (ou lignes) offset extrieures l'angle sont prolonges selon le vecteur tangent t pour dfinir une courbe intersection.nutSurface nominaleSurface offsetn : normale la surface sur la courbe limite.u : vecteur tangent la courbe limite.t= u ^ n : vecteur tangentCourbe limite de la surface offset (obtenue lorsque la sphre parcours la courbe intersection)Courbe intersection des surfaces nominalesSurface nominaleSurface offsetEtat vituel au maxi matireApplication un cube</p></li><li><p>EXEMPLEPour un profil, la norme actuelle a dfini une zone de tolrance "bilatrale" de largeur t. Pour la cotation fonctionnelle, nous n'avons besoin que d'une seule de ces 2 limites dsigne par M ou L .Surface nominaleFrontire L mini matireFrontire M maxi matireCette dfinition marche aussi bien pour de la forme, de l'orientation ou de la position !{t1}{t2}At1t2*</p></li><li><p>MONTABILITE DE 2 PIECESSurface nominaleFrontire L mini matireFronti...</p></li></ul>

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