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LYCEE LOUIS VINCENT METZ
TOLERANCEMENT GPS (geometrical Product specification)
SOMMAIRE
1. LE DESSIN DE DEFINITION 2
2. NOTIONS DE TOLERANCEMENT 2
3. EXEMPLES DE DESSIN DE DEFINITION 3,4
4. NOTIONS DE SPECIFICATION GEOMETRIQUE DES PRODUITS (GPS)
5
5. LE PRINCIPE DE L’INDEPENDANCE 6
6. LES ELEMENTS TOLERANCES EN DIMENSIONNEL 7
7. LES TOLERANCES DIMENSIONNELLES 8
8. L'EXIGENCE D'ENVELOPPE 9
9. SYSTEME ISO DE COTES ET D'AJUSTEMENT 11
10. LES TOLERANCES GEOMETRIQUES 12
11. PRINCIPE DU TOLERANCEMENT GEOMETRIQUE 12
12. LES ELEMENTS TOLERANCES DES TOLERANCES GEOMETRIQUES
13
13. LES ELEMENTS DE REFERENCE 14
14. TOLERANCES GEOMETRIQUES DE FORME 16
15. TOLERANCES GEOMETRIQUES D'ORIENTATION 18
15.1 ET 15.2. PARALLELISME 18
15.3 ET 15.4. PERPENDICULARITE 19
16. TOLERANCES GEOMETRIQUES DE POSITION 20
16.1. COAXIALITE 20
16.2. LOCALISATION 20
16.3 ET 16.4. SYMETRIE 21
16.5, 16.6, 16.7, 16.8. LOCALISATION 22
17. BATTEMENT SIMPLE 26
18. BATTEMENT TOTAL 27
19. ZONE COMMUNE 28
20. ETATS DE SURFACE 29
21. LE MODELE NOMINAL 30
Version 1 du 11/11/11
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1. LE DESSIN DE DEFINITION DE PRODUIT FINI C’est un document de référence conforme aux normes et qui représente, en une ou plusieurs vues, l’état de finition d’un produit élémentaire (pièce).
Il est élaboré par les différents intervenants du cycle conception-fabrication-contrôle qui doivent maîtriser le même langage : le langage des normes de cotation.
Son but : • définir les éléments de la pièce (surfaces) et leurs dispositions relatives • définir la distribution de la matière par rapport à ces surfaces • définir toutes les spécifications et indications qui caractérisent la pièce et en particulier :
- les caractéristiques dimensionnelles et/ou géométriques - le tolérancement* des éléments
Le dessin de définition d’un produit doit toujours être associé aux processus de fabrication et contrôle.
* : Le terme "tolérancement" a tendance à remplacer le terme "cotation".
2. NOTIONS DE TOLERANCEMENT Le tolérancement normalisé définit des grandeurs mesurables sur des pièces réelles et leurs limites à l’aide :
• de cotes • de tolérances dimensionnelles • de tolérances géométriques • d’indications d’états de surface
C’est un langage graphique qui comprend : • des symboles et des règles d’écriture appliqués aux dessins techniques et aux documents annexes • des règles de lecture de ce langage qui reposent sur :
� un principe : le principe de l’indépendance � des tolérances dimensionnelles � éventuellement une exigence : l’exigence d’enveloppe � des tolérances géométriques.
Chaque tolérance possède : • une limite supérieure et/ou • une limite inférieure.
Ces limites admissibles sont déterminées dans le but : • de maîtriser la fabrication et/ou • de satisfaire au mieux les fonctions pour lesquelles le mécanisme a été conçu et pour un coût minimal.
L’écart entre ces deux limites constitue : • un intervalle de tolérance (IT) pour le tolérancement dimensionnel • une zone de tolérance pour le tolérancement géométrique.
**: la matrice GPS est un tableau regroupant et montrant la structure de toutes les normes de tolérancement ISO
La comparaison entre les résultats des mesurages effectués sur les pièces et les valeurs limites de ces tolérances permet de déterminer la conformité ou la non-conformité des pièces constituant le mécanisme.
en référence à des normes **
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3. EXEMPLES DE DESSINS DE DEFINITION DE PRODUITS FINIS
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4. NOTIONS DE SPECIFICATION GEOMETRIQUE DES PRODUITS (GPS)
« La spécification géométrique constitue l’étape de conception destinée à établir l’étendue des écarts tolérés d’un ensemble de caractéristiques d’une pièce donnée, satisfaisant aux exigences de performance fonctionnelle de la pièce. Elle définit également un niveau de qualité en adéquation avec le processus de fabrication, les limites tolérées pour la fabrication, ainsi que les critères satisfaisant à la décision de contrôle de la pièce. » (extrait de la norme ISO/TR 17450-1 2000)
Ainsi la représentation d’une pièce sur un dessin de définition et son tolérancement normalisé
expriment à la fois :
la géométrie idéale de la pièce les tolérances pour la géométrie réelle de la pièce
c’est la géométrie parfaite de la pièce appelée aussi géométrie nominale.
ce sont les écarts géométriques autorisés appelés aussi tolérancements
Il s’agit :
- de la forme (géométrie de la pièce)
- des dimensions angulaires et linéaires
Il s’agit :
- de zones de tolérance définies autour de la géométrie nominale et construites sur la géométrie réelle
- d’écarts admissibles pour une caractéristique géométrique (taille, état de surface)
Définition de la géométrie nominale :
forme + dimensions
Définition du tolérancement :
zones de tolérance + écarts géométriques admissibles
50
20
30
25
15
∅14
Zone de tolérance
Zone de tolérance Zone de tolérance
50
(30)
B
C
A
(20)
0,3 C
Brut : étiré 30 x 20
25
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
0,2 A B
∅0,2 B A C
∅14H8 E Ra 3,2
Ra
3,2
Ra 3,2
(30)
0,1
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5. LE PRINCIPE DE L’INDEPENDANCE selon la norme GPS de base ISO 8015 1985
« Chaque exigence dimensionnelle ou géométrique spécifiée sur un dessin doit être respectée en elle-même (indépendamment des autres exigences) sauf si une relation particulière (ex : exigence d'enveloppe, tolérance au maximum ou au minimum de matière) est spécifiée. »
Exemple Signification des symboles
Tolérances géométriques (selon la norme GPS générale NFE 04-552 ou ISO 1101)
• Tolérance de position : localisation • Tolérance d’orientation : parallélisme • Tolérance de forme : planéité
Dimension théorique exacte accompagnant la localisation Tolérance dimensionnelle : cote linéaire + tolérancement (selon la norme GPS de base ISO 8015) Désignation de la surface de référence pour les tolérances géométriques de position et d’orientation (selon la norme GPS générale NF E 04 554 ou ISO 5459)
Commentaires :
La tolérance dimensionnelle limite uniquement les dimensions locales réelles mais pas les écarts de forme, d’orientation ou de position.
Les différentes tolérances doivent être considérées indépendamment l'une de l'autre.
20±0
,5 20
,25
A A
0,05 0,03
0,01
A
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6. LES ÉLEMENTS TOLERANCES EN DIMENSIONNEL selon la norme GPS NF EN ISO 14660-1-2 1996
Définition : un élément tolérancé est un élément non idéal. C’est en général l’élément réel lui-même, une partie de celui-ci ou un élément élaboré à partir de celui-ci.
Convention : dans ce document, les éléments tolérancés et les surfaces réelles correspondantes sont en rouge.
ÉLEMENTS TOLERANCES DES TOLERANCES DIMENSIONNELLES
Exemples de cotation Éléments réels Éléments tolérancés Commentaires
Surface cylindrique Ensemble des dimensions locales
L’élément tolérancé est l’ensemble des dimensions locales.
Ce sont les distances entre deux points opposés (bipoints) appartenant à la surface réelle.
Couple de 2 surfaces planes
Ensemble des dimensions locales
L’élément tolérancé est l’ensemble des dimensions locales.
Ce sont les distances entre deux points opposés (bipoint) appartenant chacun à une surface réelle.
∅X
±a
Plans associés
Élément tolérancé X±a
Cylindre associé
Élément tolérancé
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7. LES TOLERANCES DIMENSIONNELLES selon la norme GPS de base ISO 8015 1985 8.1 Cote linéaire tolérancée : diamètre d’un cylindre
Représentation graphique Modélisation
Intervalle de tolérance : IT = cote Maxi – cote mini
Condition de conformité : chaque dimension locale réelle ou taille mesurée entre deux points (bipoint) diamétralement opposés et appartenant à la surface réelle tolérancée doit être comprise dans les limites de la tolérance. (voir détail de l’élaboration de la taille dans la norme ISO 14660-2 1996).
39,9 ≤ di ≤ 40,1
Commentaires Il s’agit ici de la cotation d’un élément géométrique unique de forme nominalement cylindrique caractérisée par un paramètre intrinsèque (c-à-d appartenant en propre au cylindre) appelé diamètre.
La cote linéaire tolérancée ne limite pas le défaut de forme (cylindricité) de l’élément (pas d’exigence d’enveloppe).
8.2 Cote linéaire tolérancée : distance entre deux surfaces planes et parallèles
Représentation graphique Modélisation
Intervalle de tolérance : IT = cote Maxi – cote mini
Condition de conformité : chaque dimension locale réelle ou taille mesurée entre deux points (bipoint) en regard et appartenant aux surfaces réelles tolérancées doit être comprise dans les limites de la tolérance (voir détail de l’élaboration de la taille dans la norme ISO 14660-2 1996).
23,9 ≤ di ≤ 24,1
Commentaires
Il s’agit ici de la cotation d’un élément géométrique unique constitué d’un COUPLE de deux surfaces nominalement planes et parallèles caractérisé par un paramètre intrinsèque appelé taille.
La cote linéaire tolérancée ne limite ni le défaut d’orientation (parallélisme) ni les défauts de forme (planéité) des éléments (pas d’exigence d’enveloppe).
Tolérancement ISO 8015 1985
∅ 4
0±0,
1
d1
d3
d4 d5
d2
Dimensions locales réelles mesurées
Surface cylindrique réelle tolérancée
24±0
,1
Tolérancement ISO 8015 1985
d2
d1 d3
d4
d5 d6
Dimensions locales réelles mesurées
Surfaces planes réelles tolérancées
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Remarques :
- La cote linéaire tolérancée ne peut s’appliquer qu’à un élément cylindrique ou à deux éléments plans parallèles et en vis-à-vis. Il faut que le bipoint existe physiquement.
Exemples :
(On peut néanmoins accepter cette cotation pour des trous taraudés.)
- Ces cotes non valides seront remplacées par des tolérances géométriques de localisation
- Une cote linéaire tolérancée ne définit pas de zone de tolérance
8. L’EXIGENCE D’ENVELOPPE selon la norme GPS de base ISO 8015-1985
Un arbre coté ∅30 -0,1/-0,2 ne pourra pas toujours s'assembler dans un alésage coté ∅30 +0,2/0 (si son défaut de forme est excessif, par exemple, s’il est cintré ).
Si l’on veut que la condition de montage soit satisfaite, il faut ajouter au tolérancement dimensionnel une condition supplémentaire , « l’exigence d’enveloppe », imposant que :
« L’enveloppe de forme géométrique parfaite à la dimension au maximum de matière de l’élément considéré ne doit pas être dépassée. » (extrait de la norme ISO 8015).
• pour un arbre, cette enveloppe est un alésage parfait de Ø = cote Maxi de l'arbre (ici ∅29,9)
• pour un alésage, cette enveloppe est un arbre parfait de Ø = cote mini de l'alésage (ici ∅30) Alors : l'assemblage sera possible avec un jeu minimal de 0,1 en tous point
L’exigence d’enveloppe est indiquée par :
• le symbole ��E placé à la suite de la tolérance linéaire et/ou
• une référence à la norme ISO 8015 1985 inscrite près du cartouche du dessin de définition.
∅ 3
0,1
∅ 2
9,85
Interférence de matière
40±0,2
15±0,3
Cotes non valides
30±0
,2
Zone valide
Cote valide sur une zone
15±0,2 10±0,2
Cotes non valides Cotes valides
15±0,3
30±0,1 Zone de validité de la cote 30±0,1
∅12
h10
∅20
±0,2
40±0,2
Cotes non valides
15±0,1
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8.2 Cote linéaire tolérancée avec exigence d’enveloppe : diamètre d’un arbre
Représentation graphique Modélisation
Conditions de conformité
La surface cylindrique réelle tolérancée doit respecter les deux exigences suivantes :
• l’arbre entier doit rester dans la limite de l’enveloppe cylindrique de forme parfaite et de ∅ 40,1. Il s’agit de la dimension au « maximum de matière » qui correspond, pour un arbre, à sa cote maxi.
• chaque diamètre local doit vérifier la condition de conformité : ∅39,9 ≤ di ≤ ∅40,1
8.3 Cote linéaire tolérancée avec exigence d’enveloppe : diamètre d’un alésage
Représentation graphique Modélisation
Conditions de conformité
La surface cylindrique réelle tolérancée doit respecter les deux exigences suivantes :
• l’alésage entier doit rester dans la limite de l’enveloppe cylindrique de forme parfaite et de ∅ 15,9 Il s’agit de la dimension au « maximum de matière » qui correspond, pour un alésage, à sa cote mini.
• chaque diamètre local doit vérifier la condition de conformité : ∅15,9 ≤ di ≤ ∅16,1
Tolérancement ISO 8015 1985
∅∅ ∅∅ 4
0
∅ 4
0±0,
1 E
Exigence d’enveloppe
Surface cylindrique réelle tolérancée
d1
d2
d3
Enveloppe de forme parfaite à la dimension au « maximum de matière »
Diamètres locaux réels
∅ 4
0,1
Tolérancement ISO 8015 1985
Exigence d’enveloppe
∅ 1
6±0,
1 E
Enveloppe de forme parfaite à la dimension au « maximum de matière »
Surface cylindrique réelle tolérancée
∅15
,9
Diamètres locaux réels
d1
d2
d3
d4
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9. LE SYSTEME ISO DE TOLERANCES ET D’AJUSTEMENTS Selon la norme GPS générale NF EN 20286-1 1993 ou ISO 286-1
9.1 Exemple de cotation
Examinons en détail la spécification du dessin de définition : ∅14 H 8 (page 5)
∅ 14 H 8 Position de la zone de tolérance : la position de l'intervalle de tolérance par rapport à la ligne zéro est symbolisée par une (ou quelquefois 2) lettre de l’alphabet, majuscule pour les alésages et minuscule pour les arbres. Qualité : la qualité (appelé également position de la tolérance ou précision) est symbolisé par un nombre :
01 - 0 - 1 - 2 - 3 …………………………………… 13 - 14 - 15 - 16 Pour une même qualité, l'intervalle de tolérance varie en fonction de la dimension nominale : plus la dimension est grande, plus l’intervalle de tolérance est grand.
9.2 Représentation graphique d’un ajustement
Intervalle de Tolérance = Dimension maximale – Dimension minimale
Ou en abrégé : IT = D maxi – D mini
Pour l’alésage :
Ecart supérieur ES = D max – D nom
Ecart inférieur EI = D min – D nom
Pour l’arbre :
Ecart supérieur es = d max – D nom
Ecart inférieur ei = d min – D nom
Consulter les tableaux des tolérances ISO pour connaître les valeurs des IT, écarts, cotes maxi et mini des alésages et des arbres.
plus précis moins précis
Symbole de la qualité
diamètre d’une surface cylindrique
Dimension nominale commune Symbole de la position de la zone de tolérance
Alésage
Dimension minimale
Dimension maximale
Dimension nominale
Dimension nominale
Dimension minimale
Dimension maximale
Ecart inférieur
Ecart supérieur
Tolérance dimensionnelle
Ecart supérieur
Ecart inférieur
Tolérance dimensionnelle
Arbre Ligne zéro
Jeu Maxi
Jeu mini
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10. LES TOLERANCES GEOMETRIQUES Selon la norme GPS générale NFE 04-552 1983 OU ISO 1101 1983
Elles définissent toutes un même type de tolérance par « zone de tolérance »
Tolérances Cas généraux Cas particuliers Rectitude Forme d’une ligne quelconque
Circularité Planéité
Forme
(sont intrinsèques) Forme d’une surface quelconque
Cylindricité Parallélisme Orientation Inclinaison
Perpendicularité Concentricité Coaxialité
Position Localisation
symétrie
Radial Axial Battements circulaires (norme ISO)
simples (norme NF) Oblique Radial Axial
Battements (Le battement est le défaut conjugué de forme, d’orientation et de position mesuré au cours de la rotation d’un élément autour d’un axe de référence) Battements totaux
Oblique (Norme NF)
11. LE PRINCIPE DU TOLERANCEMENT GEOMETRIQUE : EXEMPLE
Représentation graphique Modélisation
Définitions : surface de référence : élément réel appartenant à la pièce et utilisé pour construire la référence spécifiée A. référence spécifiée : élément idéal (de forme géométriquement parfaite). Elle est associée à la surface de référence réelle. Dans ce cas il s’agit d’un plan tangent du côté libre de matière et, si nécessaire, occupant une position moyenne. support de la zone de tolérance : élément idéal de même nature que l’élément tolérancé idéal (plan), parallèle à la référence associée et situé à une distance théorique exacte de 40mm de celle-ci. zone de tolérance : espace limité par deux plans parallèles au support de la zone de tolérance, distants de 0,2mm et situés symétriquement par rapport à ce support. surface tolérancée : élément réel de la pièce dont il faut limiter les défauts et qui doit donc être compris à l’intérieur de la zone de tolérance pour satisfaire la condition de conformité. dimension théorique exacte : valeur encadrée (sur le dessin de définition) qui définit la position théorique du support de la zone de tolérance par rapport à la référence spécifiée.
40
A
A 0,2
Cadre de tolérance
Cadre de référence
dimension théorique exacte
40
A
Dimension théorique exacte
Zone de tolérance
Surface tolérancée
Support de la zone de tolérance
0,2
Surface de référence
Référence spécifiée A
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12. LES ELEMENTS TOLERANCES DES TOLERANCES GEOMETRIQUES Définition : un élément tolérancé est un élément non idéal. C’est en général l’élément réel lui-même, une partie de celui-ci ou un élément élaboré à partir de celui-ci.
Il doit être situé à l’intérieur d’une zone de tolérance pour satisfaire la condition de conformité.
Convention : dans ce document, les éléments tolérancés et les surfaces réelles correspondantes sont en rouge.
ÉLEMENTS TOLERANCES DES TOLERANCES GEOMETRIQUES
Exemples de cotation Éléments réels Éléments tolérancés Commentaires
Surface plane Surface plane elle-même
L’élément tolérancé est la surface réelle elle-même
Surface cylindrique Surface cylindrique elle-même
L’élément tolérancé est la surface réelle elle-même.
Surface cylindrique La ligne médiane extraite
L’élément tolérancé est la ligne médiane extraite car la flèche issue du cadre de tolérance est en face de la cote.
C’est une suite de points, lieu des centres des sections droites du cylindre réel.
Couple de 2 surfaces planes La surface médiane extraite
L’élément tolérancé est la surface médiane extraite car la flèche issue du cadre de tolérance est en face de la cote.
C’est un ensemble de points lieu des milieux des bipoints (deux points opposés)
0,2 A
Milieu d’un bipoint
Plans associés
Élément tolérancé
Élément tolérancé
0,2
Ø 0,2 A
0,2 A
Élément tolérancé
Élément tolérancé
Cylindre associé
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13. LES ÉLEMENTS DE REFERENCE selon la norme GPS NF E 04-554 1988 ou ISO 5459 1981 et le projet de norme ISO/DIS 5459-2 2001
13.1 Définition
Une surface de référence est un élément réel appartenant à la pièce et utilisée pour construire une référence spécifiée. La « référence spécifiée » est :
• soit un élément idéal associé à la surface de référence (cas de la surface plane) • soit un élément idéal plus simple qui en est dérivé (cas de l'axe d’un cylindre ou du plan médian d'un couple de 2
surfaces planes). La référence spécifiée sert de référence de position et(ou) d’orientation à l’élément support de la zone de tolérance. Convention : dans ce document, les références spécifiées et leurs surfaces réelles correspondantes sont en bleu.
13.2 Construction des références spécifiées
ELEMENTS DE REFERENCE
Exemples de cotation Éléments réels Références spécifiées Commentaires
Surface plane Le plan associé à la surface réelle
La référence spécifiée est le plan associé à la surface réelle.
C’est un plan géométriquement parfait, tangent du côté libre de matière et, si nécessaire, occupant une position moyenne.
Surface cylindrique L’axe du cylindre associé à la surface réelle
La référence spécifiée est l’axe du cylindre associé à la surface réelle.
- Pour un arbre le cylindre associé est le plus petit cylindre parfait circonscrit au cylindre réel.
- Pour un alésage le cylindre associé est le plus grand cylindre parfait inscrit au cylindre réel.
Couple de 2 surfaces planes
Le plan médian aux deux plans associés
La référence spécifiée est le plan médian aux 2 plans associés à chaque surface plane réelles.
C’est un plan géométriquement parfait bissecteur des 2 plans tangents et, si nécessaire en position moyenne aux deux surfaces réelles.
REMARQUE : les tolérances géométriques de forme ne nécessitent pas de référence spécifiée puisqu’il s’agit de tolérancements intrinsèques (ils sont propres à l'élément lui-même).
Référence spécifiée
surface de référence
A Référence spécifiée
surface de référence
A
Plans associés
Référence spécifiée
surfaces de référence
A
Cylindre associé
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13.3 Langage graphique le plus courant désignant la référence spécifiée
Type d’élément Représentation graphique Commentaires
Pour désigner une référence spécifiée associée à une surface plane réelle :
Le triangle indicateur de la référence spécifiée est :
- sur la référence spécifiée ou bien - séparé de la ligne de cote.
Pour désigner l’axe d’un cylindre associé à une surface cylindrique réelle :
Le triangle indicateur de la référence spécifiée est dans le prolongement de la ligne de cote.
Pour désigner un plan médian aux deux plans associés à un couple de 2 surfaces planes réelles :
Le triangle indicateur de la référence spécifiée est dans le prolongement de la ligne de cote.
13.4 Différents types de références spécifiées
Langage graphique désignant l’élément tolérancé Définitions
Référence spécifiée simple
Elément géométrique simple établi à partir :
- d’une surface plane ou cylindrique considérée seule ou - d’une entité dimensionnelle : couple de deux surfaces planes
Référence spécifiée commune
Elément géométrique simple établi à partir :
- de plusieurs surfaces planes ou cylindriques considérées simultanément et/ou - de une ou plusieurs entités dimensionnelles considérées simultanément.
Système de références spécifiées Système constitué d’une liste ordonnée de deux ou trois
références spécifiées qui peuvent être simples ou communes
Référence spécifiée partielle
Partie d’un élément non idéal (surface) utilisée pour établir une référence spécifiée. Une référence partielle peut être un point, une ligne ou une zone appartenant à une surface.
A
A-B
A B C
Ou A1,2,3 A
A1 A2 A3
A
A A
A A ou
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14. ÉTUDE DE TOLERANCES GEOMETRIQUES DE FORME Selon les normes GPS générales NFE 04-552 - 1983 ou ISO 1101 - 1983.
14.1 Tolérance géométrique de planéité d’une surface plane.
Représentation graphique Modélisation
Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,08. Cette zone est libre en rotation et en translation par rapport à la pièce.
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
14.2 Tolérance géométrique de cylindricité d’une surface cylindrique.
Représentation graphique Modélisation
Zone de tolérance : espace compris entre deux cylindres C1 et C2 idéaux, coaxiaux, de rayons variables et dont la différence des rayons est de t = 0,08.
Cette zone est libre en rotation et en translation par rapport à la pièce.
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
t = 0
,08
Zone de tolérance
Surface réelle tolérancée
Plan théorique P1
Plan théorique P2
0,08
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
0,08
∅40
±0,1
60±0,4
Zone de tolérance
Cylindre théorique C1
Cylindre théorique C2
Surface réelle tolérancée
t = 0
,08 Axe de C1 et C2
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14.3 Tolérance géométrique de forme d’une surface complexe, prismatique ou/et de révolution (selon la norme expérimentale XP E 04-562 2000)
Représentation graphique Modélisation
Zone de tolérance : espace compris entre deux surfaces enveloppes SE1 et SE2 lieux géométriques des extrémités du diamètre d’une sphère de diamètre ∅0,2 , normal à la forme théorique.
La forme théorique d’une surface est définie par son type et ses paramètres intrinsèques. Ceux-ci sont caractérisés par les dimensions théoriques exactes définies :
• soit explicitement sur le dessin
• soit par un modèle numérique (description mathématique du modèle)
Le centre de la sphère décrit cette forme théorique de l’élément tolérancé (support de la tolérance).
Cette zone de tolérance est libre en translation et en rotation par rapport à la pièce.
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
Commentaires :
• « FRM » est l’abréviation de « forme »
• Le diamètre de la sphère peut être constant ou variable (consulter la norme XP E 04-562).
Le symbole indique que la tolérance s’applique à tous les éléments simples qui composent le contour représenté sur le dessin.
Le symbole indique que la tolérance s’applique à tous les éléments qui constituent les surfaces réelles de la pièce
Tolérancements ISO 8015 1985 XP E 04-562 2000
SE1
Zone de tolérance
t = 0,2
dimensions théoriques exactes
Support de la zone de tolérance : forme théorique
Surface réelle tolérancée R3
R30
SE2
Sphère 5
0,2 FRM R30
5
R3
FRM
FRM
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15. ÉTUDE DE TOLERANCES GEOMETRIQUES D’ORIENTATION Selon les normes GPS générales NFE 04-552 1983 ou ISO 1101 1983.
15.1 Tolérance géométrique de parallélisme d’une surface plane par rapport à une surface plane.
Représentation graphique
Modélisation
Référence spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).
Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,1 et parallèles à la référence spécifiée A. La distance de P1 et P2 par rapport à A est variable. La zone de tolérance est libre en translation par rapport à la référence spécifiée.
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
15.2 Tolérance géométrique de parallélisme d’une surface cylindrique par rapport à une surface cylindrique.
Représentation graphique
Modélisation
Référence spécifiée : axe du cylindre idéal A associé à la surface de référence.
Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,1 dont l’axe est parallèle à la référence spécifiée A. La distance entre la zone de tolérance et l’axe de A est variable.
La zone de tolérance est libre en translation par rapport à la référence spécifiée et en rotation par rapport à la pièce.
Condition de conformité : la ligne médiane extraite de la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
∅0,1 A
A
t = ∅∅∅∅ 0,1 Zone de tolérance
Référence spécifiée Surface réelle tolérancée
Axes parallèles Elément tolérancé (ligne médiane extraite)
Surface de référence
Cylindre associé A
0,1 A
A
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
t = 0
,1
Zone de tolérance
Plan théorique P1
Référence spécifiée A
Surface réelle tolérancée
Plan théorique P2
Surface de référence
Plans parallèles
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15.3 Tolérance géométrique de perpendicularité d’une surface plane par rapport à une autre plane.
Représentation graphique
Modélisation
Référence spécifiée A : élément idéal A associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).
Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,1 et perpendiculaires à la référence spécifiée A.
La zone de tolérance dispose de libertés de mouvement par rapport à la pièce (2 translations et une rotation).
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
15.4 Tolérance géométrique de perpendicularité d’une surface cylindrique par rapport à une surface plane
Représentation graphique Modélisation
Référence spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).
Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,1 perpendiculaire à la référence spécifiée A.
La zone de tolérance est libre en translation par rapport à la pièce.
Condition de conformité : la ligne médiane extraite du cylindre réel tolérancé doit être située dans la zone de tolérance
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
0,1 A
A
Surface réelle tolérancée
Zone de tolérance
Plan théorique P1
Référence spécifiée A
t = 0,1
Plan théorique P2
Surface de référence
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
D1 D2
∅0,1 A A Référence spécifiée A
Élément tolérancé (ligne médiane extraite)
Surface réelle tolérancée
Zone de tolérance t = ∅∅ ∅∅
0,1
Surface de référence
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16. ÉTUDE DE TOLERANCES GEOMETRIQUES DE POSITION Selon les normes GPS générales NFE 04-552 1983 ou ISO 1101 1983.
16.1 Tolérance géométrique de coaxialité d’une surface cylindrique par rapport à une surface cylindrique
Représentation graphique Modélisation
Référence spécifiée : axe du cylindre idéal A associé à la surface de référence.
Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,1 coaxial à la référence spécifiée A.
Condition de conformité : la ligne médiane extraite de la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
Commentaire Une tolérance de coaxialité est équivalente à une tolérance de localisation
16.2 Tolérance géométrique de localisation d’une surface plane par rapport à une surface plane.
Représentation graphique Modélisation
Référence spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence et tangent du côté libre de matière.
Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,1 et disposés symétriquement par rapport au support de la zone de tolérance situé à une distance théorique exacte de 30mm de la référence spécifiée A.
La zone de tolérance n’a pas de liberté par rapport à la référence spécifiée A.
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
A
0,1 A
30
dimension théorique exacte
Zone de tolérance
P2
30
t = 0,1
Surface réelle tolérancée
P1
Support de la zone de tolérance
Référence spécifiée A
Surface de référence
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
A
D2
L
∅0,1 A
D1
Référence spécifiée (axe de A)
Surface réelle tolérancée
Elément tolérancé (ligne médiane extraite)
Zone de tolérance
t = ∅∅ ∅∅
0,1
Surface de référence
Cylindre associé A
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16.3 Tolérance géométrique de symétrie d’un couple de surfaces planes par rapport à un autre couple de surfaces planes.
Représentation graphique Modélisation
Référence spécifiée A : plan médian aux deux plans associés à chaque surface du couple de surfaces de référence.
Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de 0,3 et disposés symétriquement par rapport à la référence spécifiée A.
Remarque : la zone de tolérance est fixe par rapport à la pièce.
Condition de conformité : la surface médiane extraite du couple de plans doit être située à l’intérieur de la zone de tolérance.
16.4 Tolérance géométrique de symétrie d’un couple de surfaces planes par rapport à une surface cylindrique.
Représentation graphique Modélisation
Référence spécifiée A : axe du cylindre idéal associé à la surface de référence.
Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de 0,2 et disposés symétriquement par rapport à un plan passant par la référence spécifiée A .
Remarque : la zone de tolérance est fixe par rapport à la référence, mais comme la référence peut tourner par rapport à la pièce, la zone de tolérance dispose donc d’une liberté en rotation par rapport à la pièce.
Condition de conformité : la surface médiane extraite du couple de plans doit être située à l’intérieur de la zone de tolérance.
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
A
10H9
∅50±0,1
0,2 A
surface médiane extraite du couple de plans
Plan passant par l’axe A
Zone de tolérance
Cylindre associé
t = 0,2
P1
P2
Référence spécifiée A : axe du cylindre associé
Surface de référence
Couple de 2 plans tolérancés
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
surface médiane extraite du couple de plans
Zone de tolérance
plan associé
t = 0,3 P1 P2
Référence spécifiée A : plan médian aux deux plans associés
Couple de 2 surfaces de référence
Couple de 2 plans tolérancés
plan associé
A
12H9
50±0,1
0,3 A
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16.5 Tolérance géométrique de localisation d’une surface plane par rapport à deux surfaces planes.
Représentation graphique Modélisation
Le système de référence est un dièdre constitué par :
•••• une référence primaire spécifiée A : élément idéal A associé à la surface de référence et tangent du côté libre de matière.
•••• une référence secondaire spécifiée B : élément idéal B, perpendiculaire à A et associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).
Zone de tolérance : espace compris entre deux plans P1 et P2 idéaux, parallèles, distants de t = 0,2 et disposés symétriquement par rapport au support de la zone de tolérance situé à une position théorique exacte des références spécifiées A et B grâce à la dimension théorique exacte de 50 et à l'angle théorique exact de 30°
Remarque : La zone de tolérance n’a pas de liberté par rapport aux deux références spécifiées A et B.
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
50 A
0,2 A B
B 30°
Perpendicularité implicite
P1
Zone de tolérance
Référence secondaire spécifiée B
50
30°
t = 0,2
dimensions théoriques exactes
Support de la zone de tolérance
Surface réelle tolérancée
Référence primaire spécifiée A
Surface de référence secondaire
Surface de référence primaire
90°
P2
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16.6 Tolérance géométrique de localisation d’une surface cylindrique par rapport à deux surfaces planes.
Représentation graphique Modélisation
Le système de référence est un dièdre constitué par :
•••• une référence primaire spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence primaire et tangent du côté libre de matière.
•••• une référence secondaire spécifiée B : élément idéal perpendiculaire à A et associé à la surface de référence secondaire (tangent du côté libre de matière).
Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,3 dont l’axe est disposé par rapport à la référence primaire spécifiée A dans une position théorique déterminée par la dimension théorique exacte 30 et par rapport à la référence secondaire spécifiée B dans une position théorique déterminée par la dimension théorique exacte 40 .
Remarque : La zone de tolérance n’a pas de liberté par rapport aux deux références spécifiées A et B.
Condition de conformité : la ligne médiane extraite du cylindre réel tolérancé doit être située dans la zone de tolérance.
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
90° 40
30
dimensions théoriques exactes
Référence primaire spécifiée A Surface de référence primaire
Référence secondaire spécifiée B Surface de référence secondaire
Zone de tolérance
Surface réelle tolérancée
Perpendicularité implicite
40 30
B
∅0,3 A B
A
Tôle épaisseur 3mm
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16.7 Tolérance géométrique de localisation d’une surface cylindrique par rapport à trois surfaces planes.
Représentation graphique Modélisation
Le système de référence est un trièdre constitué par :
•••• une référence primaire spécifiée A : élément idéal associé à la surface de référence primaire et tangent du côté libre de matière.
•••• une référence secondaire spécifiée B : élément idéal perpendiculaire à A et associé à la surface de référence secondaire (tangent du côté libre de matière).
•••• une référence tertiaire spécifiée C : élément idéal perpendiculaire à A et à B et associé à la surface de référence tertiaire (tangent du côté libre de matière).
Zone de tolérance : cylindre idéal de diamètre t = ∅ 0,3 dont l’axe est perpendiculaire à la référence primaire A et disposé par rapport à la référence secondaire spécifiée B dans une position déterminée par la dimension théorique exacte 30 et par rapport à référence tertiaire spécifiée C dans une position déterminée par la dimension théorique exacte 40 .
Remarque : La zone de tolérance n’a pas de liberté par rapport à la pièce.
Condition de conformité : la ligne médiane extraite du cylindre réel tolérancé doit être située dans la zone de tolérance.
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
40
30
C
B
∅0,3 A B C
A
A A
90° 40
30
dimensions théoriques exactes
Référence secondaire spécifiée B
Surface de référence secondaire
Référence tertiaire spécifiée A
Surface de référence tertiaire
Zone de tolérance
Surface réelle tolérancée
Perpendicularité implicite
Surface de référence primaire
Référence primaire spécifiée A
t = ∅0,3
90°
Perpendicularités implicites Zone de tolérance
Élément tolérancé (ligne médiane extraite)
90°
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16.8 Tolérance géométrique de position d’une surface complexe, prismatique ou/et de révolution par rapport à deux surfaces planes (selon la norme expérimentale XP E 04-562 2000)
Représentation graphique Modélisation
Le système de référence est un dièdre constitué par :
•••• une référence primaire spécifiée A : élément idéal A associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière). •••• une référence secondaire spécifiée B : élément idéal B, perpendiculaire à A et associé à la surface de référence (tangent du côté libre de matière).
Zone de tolérance : espace compris entre deux surfaces enveloppes SE1 et SE2 lieux géométriques des extrémités du diamètre d’une sphère de diamètre ∅ 0,2 , normal à la forme théorique.
La forme théorique d’une surface est définie par son type et ses paramètres intrinsèques. Ceux-ci sont caractérisés par les dimensions théoriques exactes définies :
- soit explicitement sur le dessin - soit par un modèle numérique (description mathématique du modèle)
Le centre de la sphère décrit cette forme théorique de l’élément tolérancé (support de la tolérance).
La zone de tolérance n’a aucun degré de liberté par rapport aux deux références spécifiées A et B.
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
Commentaires :
- « LOC » est une abréviation de « location » en anglais, qui signifie « position »
- Le diamètre de la sphère peut être constant ou variable (consulter la norme XP E 04-562).
Le symbole indique que la tolérance s’applique à tous les éléments simples qui composent le contour représenté sur le dessin.
Le symbole indique que la tolérance s’applique à toutes les surfaces qui constituent la pièce.
Tolérancements ISO 8015 1985 XP E 04-562 2000
R30
A
B
50
55
R3
60±0,1
55
0,2 A B LOC
Perpendicularité implicite
90°
SE1
Zone de tolérance
Référence secondaire spécifiée B
t = 0,2
dimensions théoriques exactes
Support de la zone de tolérance : forme théorique
Surface réelle tolérancée
Référence primaire spécifiée A
Surface de référence secondaire
Surface de référence primaire
R3
55
R30
55
SE2
Sphère
50
LOC
LOC
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17. ÉTUDE DES TOLERANCES DE BATTEMENT SIMPLE Selon les normes générales NFE 04-552 1983 ou ISO 1101 1983.
17.1 Tolérance géométrique de battement simple axial d’une surface plane par rapport à une surface cylindrique.
Représentation graphique Modélisation
Référence spécifiée A : axe du cylindre idéal associé à la surface de référence.
Zone de tolérance : espace limité, pour chaque position radiale, par deux cercles idéaux, égaux, distants de t = 0,1 situés sur le cylindre théorique de mesurage et dont les centres appartiennent à la référence spécifiée A .
Condition de conformité : la ligne d’intersection entre la surface réelle tolérancée et le cylindre de mesurage doit être située dans la zone de tolérance.
17.2 Tolérance géométrique de battement simple radial d’une surface cylindrique par rapport à une autre surface cylindrique.
Représentation graphique Modélisation
Référence spécifiée A : axe du cylindre idéal associé à la surface de référence.
Zone de tolérance : espace limité, pour chaque plan de mesurage perpendiculaire à la référence spécifiée A , par deux cercles idéaux, concentriques, dont les centres appartiennent à la référence spécifiée A, et dont la différence des rayons est t = 0,1.
Condition de conformité : la ligne d’intersection entre la surface réelle tolérancée et le plan de mesurage doit être située dans la zone de tolérance.
A
0,1 A
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
Ligne intersection entre la surface tolérancée et le cylindre de mesurage
Surface réelle tolérancée Surface de référence
Zone de tolérance
Référence spécifiée A axe du cylindre associé
t = 0,1
Cylindre théorique de mesurage
d
Cylindre associé
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
0,1 A A
D
L
Surface réelle tolérancée
Ligne intersection entre la surface tolérancée et le plan de mesurage
Zone de tolérance
t = 0,1
Plan théorique de mesurage
Surface de référence
Référence spécifiée A : axe du cylindre associé
Cylindre associé
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18. ÉTUDE DES TOLERANCES DE BATTEMENT TOTAL Selon les normes générales NFE 04-552 1983 ou ISO 1101 1983.
18.1 Tolérance géométrique de battement total axial d’une surface plane par rapport à une surface cylindrique.
Représentation graphique Modélisation
Référence spécifiée A : axe du cylindre idéal associé à la surface de référence.
Zone de tolérance : espace limité par deux plans idéaux P1 et P2, distants de t = 0,1, perpendiculaires à la référence spécifiée A.
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
18.2 Tolérance géométrique de battement total radial d’une surface cylindrique par rapport à une autre surface cylindrique.
Représentation graphique Modélisation
Référence spécifiée A : axe du cylindre idéal associé à la surface de référence.
Zone de tolérance : espace limité par deux cylindres idéaux C1 et C2, coaxiaux à la référence spécifiée A, dont la différence des rayons est t = 0,1.
Condition de conformité : la surface réelle tolérancée doit être située dans la zone de tolérance.
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
A
0,1 A ��
0,1 A A
D
L
��
Surface réelle tolérancée Surface de référence
Zone de tolérance
Référence spécifiée A axe du cylindre associé
t = 0,1 Cylindre associé
Plan théorique P2
Plan théorique P1
Surface réelle tolérancée
Zone de tolérance
Surface de référence
Référence spécifiée A : axe du cylindre associé
Cylindre associé
t = 0
,1
Cylindre théorique C1
Cylindre théorique C2
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19. ZONE COMMUNE OU COMMON ZONE : CZ
Le dessin de définition du lardon d'étau page 3 présente ce tolérancement :
Les 3 écritures sont équivalentes :
Elles signifient que la zone de tolérance est commune aux 2 surfaces 7 et 9 :
Modélisation :
En l'absence de cette indication, chaque surface (7 et 9) possèderait une zone de tolérance, ce qui est moins restrictif :
��� 0,2 CZ C
4
t = 0,2
référence spécifiée C
4
t = 0,2
référence spécifiée C
��� 0,2 C
zone commune
��� 0,2 C
common zone
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20. NOTIONS D’ÉTATS DE SURFACE selon la norme GPS générale NF EN ISO 1302-2002
20.1 Quelques paramètres d’état de surface
DEFINITIONS :
Profil de surface : ligne résultant de l’intersection de la surface réelle et d’un plan spécifié.
Longueur de base : longueur, selon l’axe x, utilisée pour identifier les irrégularités caractérisant le profil à évaluer.
Ligne moyenne : ligne des moindres carrés de forme nominale et calculée à partir du profil primaire de la surface.
Valeur de rugosité Ra : écart moyen arithmétique du profil évalué. C’est la moyenne arithmétique des valeurs absolues des ordonnées Z(x) calculée sur une longueur de base l.
20.2 Les indications sur les dessins techniques
Exemples de
symboles graphiques Interprétation de l’indication sur le dessin technique
Symbole graphique de base d’indication d’état de surface. Surface prise en considération sans prescrire d’exigence sur la rugosité de surface.
Enlèvement de matière par usinage exigé (ou surface à usiner).
Enlèvement de matière interdit ou surface devant rester telle qu’elle a été obtenue précédemment.
Même état de surface exigé pour toutes les surfaces du contour de la pièce.
Valeur maxi de la rugosité Ra en micromètres : la limite supérieure de l’écart moyen arithmétique du profil évalué ne doit pas dépasser 1,6 µm.
Limites supérieure et inférieure du paramètre de rugosité Ra en µm. L’écart moyen arithmétique du profil évalué doit être compris entre 0,8 et 1,6 µm
Indication supplémentaire du procédé de fabrication, traitement, revêtement ou autre exigence de fabrication.
Symbole graphique supplémentaire spécifiant les irrégularités de surface par usinage (traces d’usinage) et en particulier la direction des stries (ici parallèle au plan de projection de la vue).
Les paramètres d'état de surface sont intrinsèques.
Pour des renseignements supplémentaires, consulter les manuels de construction et/ou de fabrication.
o x
z
Longueur de base l
Ra
Ligne moyenne Profil agrandi et anamorphosé de la surface
Ra 1,6
Ra 1,6 Fraisé
Fraisé Ra 1,6
Ra 0,8 Ra 1,6
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21. LE MODELE NOMINAL
21.1 Définition
Il permet l'analyse détaillée de tolérancements géométriques et l'écriture du programme de mesurage pour machine à mesurer tridimensionnelle.
Extraire le modèle nominal de la pièce consiste à :
- dessiner la pièce en 1 ou 2 vues en exagérant les défauts géométriques
- repérer les surfaces qui la composent par une désignation symbolique accompagnée d’un nombre.
Par convention on désignera :
Les éléments matériels : plan PL cylindre CY Cône CN sphère SP
et si besoin est, on désignera aussi :
Les éléments théoriques : point PT droite DR cercle CE
Le nombre qui accompagne la désignation est celui du dessin de repérage des surfaces. Ainsi la surface plane 1 sera désignée PL1 , la surface cylindrique 4 sera désignée CY4 …
- indiquer les tolérancements qui font l’objet de l’étude.
ex : La cote D2 sera désignée ∅ CY4
La perpendicularité sera désignée (perpendicularité de CY4 par rapport à PL1)
20.2 Exemple : Modèle nominal relatif à la perpendicularité et au diamètre D2
Dessin de définition partiel
Repérage des surfaces Modèle nominal
Tolérancements ISO 8015 1985 NF E 04-552 1983
D1 D2
∅0,1 A A
1
2 3 4
5
Ø0,1 CY4/PL1
CY4
øCY
4
CY4/PL1
PL1
PT6 PT7 PT8
PT9
CY2
PL3 PL5