Que sont les tolérances dimensionnelles? Pourquoi un concepteur définit-il une tolérance, et pourquoi choisit-il une tolérance plus ou moins serrée pour une caractéristique ?
Tolérances de fabrication
Les tolérances dimensionnelles sont nécessaires parce qu’il n’existe pas deux pièces identiques et qu’aucune caractéristique de la pièce n’est parfaite. Pour fonctionner correctement, il existe une « zone » dimensionnelle limitée dans laquelle une pièce doit être maintenue. suffisamment bonne pour fonctionner comme prévu et s’accoupler correctement avec d’autres pièces. Chaque caractéristique possède cette « zone », et il incombe au concepteur de s’assurer qu’elle est définie correctement, sous la forme d’une tolérance.
Plus la tolérance est serrée, plus la pièce sera proche de l’intention de conception. Cependant, des problèmes peuvent commencer à se poser ou les pièces seront trop difficiles à fabriquer lorsque les tolérances sont trop serrées.
Normalement, le tolérancement dimensionnel est effectué sur une impression 2-d ou dans un modèle CAO 3D. Par exemple, un trou est situé à partir d’un bord d’une certaine quantité (une dimension linéaire), plus ou moins une quantité plus petite (la tolérance). Sur la plupart des dessins techniques, il existe un bloc de tolérance générale indiquant la tolérance standard, en plus des tolérances spécifiées sur des dimensions particulières.
Capacités d’ingénierie
Cela semble facile, non ? Le matériau du produit, le processus et la capacité de fabrication, la fonction de la caractéristique, la géométrie des pièces correspondantes et les restrictions de coût du produit sont autant de facteurs qui influencent la tolérance. Un trou de dégagement dans une pièce en plastique ne nécessitera pas les mêmes tolérances qu’un trou d’emmanchement dans une pièce métallique. De même, une pièce de 10 pouces de long peut ne pas nécessiter la même tolérance qu’une pièce de 0,100 pouce de long.
Pourquoi le matériau du produit est-il important ? Les plastiques exigent généralement des tolérances plus faibles que le métal, car ils ont tendance à se déplacer davantage avec les changements de température. Pendant les activités de moulage par injection, d’usinage et de fabrication, le matériau est chauffé puis refroidi, ce qui donne une taille de pièce finale différente de celle que la mesure initiale (à chaud) aurait suggérée.
Pourquoi la méthode de fabrication est-elle un facteur ? La capacité du procédé de fabrication dicte souvent les tolérances qui sont économiquement réalisables. Pour une pièce soudée en thermoplastique, il peut être possible d’obtenir une tolérance de 0,001, mais seulement après avoir mis au rebut une quantité importante de produit ; 0,030 est une tolérance plus typique pour ce type de pièce. S’il est vital d’avoir une tolérance extrêmement serrée, changer la méthode de fabrication (usiner une pièce plutôt que de la souder, par exemple) peut créer des pièces conformes aux spécifications avec moins de dépenses tout au long de la chaîne d’approvisionnement.
Exigences fonctionnelles
La fonction de la caractéristique est importante car toutes les pièces n’ont pas besoin de la même tolérance. Une caractéristique externe qui ne s’adapte pas à une autre pièce peut avoir une tolérance beaucoup plus grande qu’une série d’engrenages complexes dont chaque composant doit s’adapter aux autres. Un trou de dégagement pour un élément de fixation nécessitera une tolérance plus importante que l’emplacement d’un trou fileté. Un dispositif d’usinage ou d’assemblage doit généralement avoir une tolérance beaucoup plus étroite (généralement 10 fois plus étroite) que le produit qui sera usiné ou assemblé.
Le tolérancement dimensionnel est également utilisé pour assurer l’interchangeabilité fonctionnelle entre les pièces. Des tolérances plus serrées créent en général un produit plus coûteux, de sorte que l’utilisation de la tolérance la plus faible qui permet encore un fonctionnement correct fournira le produit le plus économique.
