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Tolérances géométriques

D’après ISO 1101 : 2006

1- Introduction

Les généralités sur le tolérancement géométrique sont présentées dans l’ISO 1101. Cependant d’autres normes la complètent.

ISO 5459 : Références spécifiées et systèmes de références (ou NF E 05-554)

ISO 5458 : Tolérance de localisation

ISO 10578 : Zone de tolérance projetée

ISO 2692 : Principe du maximum et du minimum de matière

ISO 10579 : Pièces non rigides

ISO 1660 : Tolérancement des profils

2-Définitions et inscription

Les tolérances géométriques limitent l’écart de l’élément réel par rapport à :

2.a Principe du tolérancement géométrique


	Exemple de représentation de tolérance
La surface de référence :
élément réel appartenant à la pièce et utilisé pour construire la référence spécifiée A.
L’élément de référence :
élément idéal (géométriquement parfait), de même nature que l’élément nominal, associé à une surface de référence réelle de façon unique. Dans ce cas il s’agit d’un plan tangent du côté libre de matière et, si nécessaire, occupant une position moyenne.
La référence spécifiée :
élément idéal identique à l’élément de référence ou dérivé de celui-ci. Ici la référence spécifiée et l’élément de référence sont identiques.
Le support de la zone de tolérance :
élément idéal de même nature que l’élément tolérancé idéal (plan), parallèle à la référence spécifiée et situé à une distance théorique de 10mm de celle-ci.
La zone de tolérance :
ici, 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.
La 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.
La dimension théorique exacte :
cote encadrée (sur le dessin de définition) qui définit la position théorique du support de la zone de tolérance par rapport à la référence spécifiée.

2.b Cadre de tolérance à 2, 3, 4 ou 5 cases

Cadre de tolérance

2.c Désignation d’une référence ou d’un système de référence

d’après ISO 5459

Référence et système de référence sont construits à partir d’un ou de plusieurs éléments de référence.

Référence simple

Désignation référence simple

Référence commune

Désignation référence commune

Système de référence ordonné

Désignation système de référence

Références partielles

Désignation référence partielle

3-Désignation de l’élément géométrique constituant la référence

La référence ou les références sont nécessaires au positionnement de la zone de tolérance dans le cas des tolérances d’orientation, de position et de battement. Les surfaces réelles qui servent de référence ont des défauts qui ne permettent pas d’utiliser directement ces surfaces pour définir le tolérancement géométrique. On devra donc créer des surfaces parfaites à partir des surfaces réelles. La surface crée s’appelle référence spécifiée.

Le contrôle s’effectuera toujours par rapport à la référence spécifiée et pas par rapport à la surface réelle. Les références spécifiées peuvent être obtenues par calcul dans le cas de la métrologie tridimensionnelle ou grâce à des dispositifs précis de mise en position comme un marbre. Dans le cas du marbre, on parlera de référence simulée.

3.a Désignation d’un plan

Dans le cas où la flèche ou le triangle sont directement appliqués sur la surface ou un trait de rappel, l’élément concerné est la surface (élément intégral).

Désignation d’un plan Désignation d’une surface plane

3.b Désignation de l’axe d’un cylindre

Si la flèche ou le triangle sont dans le prolongement du trait de cote, l’élément spécifié ou de référence est un élément milieu ou médian (axe, plan médian, centre d’une sphère) appelé aussi élément dérivé.

Désignation de l’axe d’un cylindre Désignation de l’axe d’un cylindre et d’une sphère

3.c Désignation d’un plan médian

Désignation d’un plan médian Désignation d’un plan médian 2

Quelques définitions

Définition d’un axe réel d’un arbre :
ligne joignant les centres des cercles circonscrits aux différentes sections droites de la surface réputée cylindriques.
Définition de l’axe réel d’un arbre
Définition du plan médian de 2 surfaces réputées planes :
plan médian aux 2 plans tangents du coté libre de la matière qui minimisent l’écart maximum avec les 2 surfaces réputées planes.
Définition du plan médian de 2 surfaces

4-Désignation de l’élément tolérancé

4.a Tolérancement de l’élément lui-même

Tolérancement de l’élément lui-même

La ligne de repère n’est pas alignée avec la ligne de cote ⇒ la tolérance s’applique à l’élément.

4.b Tolérancement d’un axe

Tolérancement d’un axe

La ligne de repère est alignée avec la cote ⇒ la tolérance s’applique à l’axe ou au plan médian.

4.c Tolérancement d’un plan médian

Tolérancement d’un plan médian

5-Élément tolérancé et zone de tolérance

La zone de tolérance est la portion d’espace à l’intérieur de laquelle doit être compris l’élément tolérancé. Sauf indication, la zone de tolérance est dans une direction normale à l’élément spécifié.

La zone de tolérance sera fonction de la nature de l’élément tolérancé et du symbole utilisé. Les zones de tolérance normalisées sont :

Une spécification de même valeur peut s’appliquer à plusieurs surfaces.

Si on souhaite que les éléments soient spécifiés par une seule zone de tolérance, il faut ajouter le symbole de zone commune (voir plus loin).

5.a Tolérances de forme

Tolérances de forme
Désignation Symbole Élément tolérancé Caractéristiques de la zone de tolérance
De situation Intrinsèque (écart tolérancé)
Rectitude Symbole de rectitude Ligne droite Aucune Ø d’un cylindre,
distance entre 2 droites ou 2 plans
Circularité Symbole de circularité Ligne circulaire Aucune Distance entre 2 cercles concentriques
Forme d’une ligne quelconque Symbole de ligne Ligne quelconque Aucune Distance entre deux lignes
Planéité Symbole de planéité Surface plane Aucune Distance entre 2 plans parallèles
Cylindricité Symbole de cylindricité Surface cylindre Aucune Distance entre 2 cylindres coaxiaux
Forme d’une surface quelconque Symbole de surface Surface quelconque Aucune Distance entre 2 surfaces

Tolérance de rectitude

Définition

Une génératrice du cylindre doit être comprise entre 2 droites parallèles distantes de 0.02 mm.

Interprétation de la rectitude

Interprétation

La zone de tolérance est limitée par 2 droites parallèles distantes de h.

Représentation de la rectitude

Tolérance de circularité

Définition

Le contour du trou doit être compris entre les 2 cercles concentriques de 0.02 mm.

Interprétation de la circularité

Interprétation

La zone de tolérance dans le plan considéré est limité par 2 cercles concentriques distants de h.

Représentation de la circularité

Tolérance de planéité

Définition

La surface doit être comprise entre 2 plans parallèles distants de 0.05 mm.

Interprétation de la planéité

Interprétation

La zone de tolérance est limitée par 2 plans parallèles distants de h sur une longueur de 80 mm.

Représentation de la planéité

Tolérance de cylindricité

Définition

La surface considérée doit être comprise entre les 2 cylindres coaxiaux dont les rayons diffèrent de 0.05 mm.

Interprétation de la cylindricité

Interprétation

La zone de tolérance dans la surface est limité par 2 cercles coaxiaux distants du rayon h.

Représentation de la cylindricité

5.b Tolérances d’orientation

Tolérances d’orientation
Désignation Symbole Élément tolérancé Caractéristiques de la zone de tolérance
De situation Intrinsèque (écart tolérancé)
Parallélisme Symbole de parallélisme Lignes droites - surfaces planes angles Ø d’un cylindre,
distance entre 2 droites ou 2 plans
avec une référence spécifiée
Perpendicularité Symbole de Perpendicularité
Inclinaison Symbole dinclinaison

Tolérance de parallélisme

Définition

La surface B doit être comprise entre 2 plans parallèles distants de 0.05 mm par rapport à la surface A.

Interprétation de la parallélisme

Interprétation

La zone de tolérances est limitée par 2 plans distants de h disposés parallèlement au plan de référence.

Représentation de la parallélisme

Tolérance de perpendicularité

Définition

La surface tolérancée doit être comprise entre 2 plans parallèles distants de 0.05 mm et perpendiculaire à la surface de référence A.

Interprétation de la perpendicularité

Interprétation

La zone de tolérance est limitée par 2 plans parallèles distants de h et disposés perpendiculairement au plan de référence.

Représentation de la perpendicularité

Tolérance de inclinaison

Définition

La surface tolérancée doit être comprise entre 2 plans parallèles distants de 0.08 mm et inclinés de 45° par rapport à l’axe de référence.

Interprétation de l’inclinaison

Interprétation

La zone de tolérance est limitée par 2 plans parallèles distants de h et inclinés à l’angle spécifique sur l’axe de référence.

Représentation de l’inclinaison

5.c Tolérances de position

Tolérances de position
Désignation Symbole Élément tolérancé Caractéristiques de la zone de tolérance
De situation Intrinsèque (écart tolérancé)
Symétrie Symbole de symétrie Points
Lignes droites
Surfaces planes
Angles
Distances
distance entre 2 droites ou 2 surfaces avec une référence spécifiée
Concentricité Symbole de concentricité Points Distance Ø d’un cercle
Coaxialité Symbole de coaxialité Lignes droites Distance Ø d’un cylindre
Localisation Symbole de localisation Points
Lignes
Surfaces
Angles
Distances
Ø d’un cylindre, distance entre 2 droites ou 2 plans
avec une référence ou un système de référence spécifié

Tolérance de symétrie

Définition

Le plan médian de la rainure doit être compris entre 2 plans parallèles distants de 0.04 mm et disposés symétriquement par rapport au plan médian.

Interprétation de la symétrie

Interprétation

La zone de tolérance est limitée par 2 plans parallèles distants de h sont disposés symétriquement par l’axe du plan médian de référence.

Représentation de la symétrie

Tolérance de coaxialité

Définition

L’axe du ø 24 h 8 doit être compris dans une zone de ø 0.02 mm coaxiale à l’axe du cylindre de référence ø 18 h 6.

Interprétation de la coaxialité

Interprétation

La tolérance est limitée par 1 zone cylindrique de ø h dont l’axe coïncide avec l’axe de référence.

Représentation de la coaxialité

Tolérance de localisation

Définition

L’axe du trou doit être compris dans une zone cylindrique de ø 0.1 mm dont l’axe est dans la position théorique spécifiée.
A : appui plan.
B : orientation.
C : butée.

Interprétation de la localisation

Interprétation

La zone de tolérance est limitée par 1 cylindre de ø h dont l’axe est dans la position théorique de la ligne considérée.

Représentation de la localisation

5.d Tolérances de battement

Tolérances de battement
Désignation Symbole Élément tolérancé Caractéristiques de la zone de tolérance
De situation Intrinsèque (écart tolérancé)
Battement simple Symbole de battement simple Lignes appartenant à un plan, cylindre, cône Angles
Distances
Distance entre 2 lignes
Distance entre 2 surfaces
avec une référence ou un système de référence spécifié
Battement total Symbole de battement total Surface plane, cylindrique, conique

5.e Tolérances complémentaires

Symboles complémentaires
Description Symbole
Indication de l’élément tolérancé
Indication de l’élément de référence
Indication de référence partielle
Dimension théorique exacte
Zone de tolérance projetée
Exigence du maximum de matière
Exigence du minimum de matière
Condition à l’état libre (pièces non rigides)
Tout autour (profil)
Exigence de l’enveloppe
Zone commune
Diamètre intérieur
Diamètre extérieur
Diamètre sur flancs
Ligne
Non convexe
Section droite quelconque

6-Zone commune

Il est possible de spécifier une tolérance géométrique entre plusieurs éléments séparés. Si nécessaire, cette spécification permet de définir une référence.

Zone commune

7-Zone de tolérance projetée

Les conditions fonctionnelles peuvent conduire à tolérancer non pas l’élément réel lui même mais sa projection en dehors de la pièce. C’est notamment le cas lors des assemblages par vis.

L’élément tolérancé est le prolongement de l’élément réel.

Zone de tolérance projetée