Tolérances géométriques
D'après ISO 1101 : 20061- 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 :
- sa forme,
- son orientation,
- sa position théorique exacte, sans tenir compte de la dimension de l'élément.
2.a Principe du tolérancement géométrique
- 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
2.c Désignation d'une référence ou d'un système de référence
d'après ISO 5459Référence et système de référence sont construits à partir d'un ou de plusieurs éléments de référence.
Référence simple
Référence commune
Système de référence ordonné
Références partielles
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).
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.
3.c Désignation d'un plan médian
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 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.
4-Désignation de l'élément tolérancé
4.a 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
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
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 :
- L'espace à l'intérieur d'un cercle (symbole Ø).
- L'espace entre 2 lignes parallèles ou 2 droites parallèles.
- L'espace à l'intérieur de 2 groupes de 2 droites parallèles.
- L'espace à l'intérieur d'un cylindre (symbole Ø).
- L'espace entre 2 cylindres coaxiaux.
- L'espace entre 2 surfaces équidistantes ou 2 plans parallèles.
- L'espace à l'intérieur de 2 groupes de 2 plans parallèles.
- L'espace à l'intérieur d'une sphère (symbole SØ).
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
| Désignation | Symbole | Élément tolérancé | Caractéristiques de la zone de tolérance | |
|---|---|---|---|---|
| De situation | Intrinsèque (écart tolérancé) | |||
| Rectitude |  |
Ligne droite | Aucune | Ø d'un cylindre, distance entre 2 droites ou 2 plans |
| Circularité |  |
Ligne circulaire | Aucune | Distance entre 2 cercles concentriques |
| Forme d'une ligne quelconque |  |
Ligne quelconque | Aucune | Distance entre deux lignes |
| Planéité |  |
Surface plane | Aucune | Distance entre 2 plans parallèles |
| Cylindricité |  |
Surface cylindre | Aucune | Distance entre 2 cylindres coaxiaux |
| Forme d'une surface quelconque |  |
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
La zone de tolérance est limitée par 2 droites parallèles distantes de h.
Tolérance de circularité
Définition
Le contour du trou doit être compris entre les 2 cercles concentriques de 0.02 mm.
Interprétation
La zone de tolérance dans le plan considéré est limité par 2 cercles concentriques distants de h.
Tolérance de planéité
Définition
La surface doit être comprise entre 2 plans parallèles distants de 0.05 mm.
Interprétation
La zone de tolérance est limitée par 2 plans parallèles distants de h sur une longueur de 80 mm.
Tolérance de cylindricité
Définition
La surface considérée doit être comprise entre les 2 cylindres coaxiaux dont les rayons diffèrent de 0.05 mm.
Interprétation
La zone de tolérance dans la surface est limité par 2 cercles coaxiaux distants du rayon h.
5.b Tolérances d'orientation
| Désignation | Symbole | Élément tolérancé | Caractéristiques de la zone de tolérance | |
|---|---|---|---|---|
| De situation | Intrinsèque (écart tolérancé) | |||
| Parallélisme |  |
Lignes droites - surfaces planes | angles | Ø d'un cylindre, distance entre 2 droites ou 2 plans avec une référence spécifiée |
| Perpendicularité |  |
|||
| Inclinaison |  |
|||
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
La zone de tolérances est limitée par 2 plans distants de h disposés parallèlement au plan de référence.
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
La zone de tolérance est limitée par 2 plans parallèles distants de h et disposés perpendiculairement au plan de référence.
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
La zone de tolérance est limitée par 2 plans parallèles distants de h et inclinés à l'angle spécifique sur l'axe de référence.
5.c Tolérances de position
| Désignation | Symbole | Élément tolérancé | Caractéristiques de la zone de tolérance | ||
|---|---|---|---|---|---|
| De situation | Intrinsèque (écart tolérancé) | ||||
| Symétrie |  |
Points Lignes droites Surfaces planes |
Angles Distances |
distance entre 2 droites ou 2 surfaces | avec une référence spécifiée |
| Concentricité |  |
Points | Distance | Ø d'un cercle | |
| Coaxialité |  |
Lignes droites | Distance | Ø d'un cylindre | |
| 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
La zone de tolérance est limitée par 2 plans parallèles distants de h sont disposés symétriquement par l'axe du plan médian de référence.
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
La tolérance est limitée par 1 zone cylindrique de ø h dont l'axe coïncide avec l'axe de référence.
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
La zone de tolérance est limitée par 1 cylindre de ø h dont l'axe est dans la position théorique de la ligne considérée.
5.d Tolérances de battement
| Désignation | Symbole | Élément tolérancé | Caractéristiques de la zone de tolérance | |
|---|---|---|---|---|
| De situation | Intrinsèque (écart tolérancé) | |||
| 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 |  |
Surface plane, cylindrique, conique | ||
5.e Tolérances 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.
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.
