Les Tolérance et les Ajustements

I. Les tolérances

Les tolérances sont nécessaires parce que, d’une part, aucune pièce ne peut être usinée exactement sur une cote déterminée, et que d’autre part, les mesures sont effectuées avec une certaine imprécision (erreurs de mesure).

Pour cette raison et en vue d’une fabrication économique, on admet des différences par rapport aux dimensions exigées (tolérances), qui sont limitées et adaptées réciproquement de manière à ne pas nuire à la fonction de la pièce usinée.

Les cotes limites découlant des tolérances ne doivent pas être plus serrées que nécessaire et doivent figurer à côté de la dimension exigée.

Exemple: Des trous doivent être alésés et poli dans 10 pièces à usiner avec un diamètre de 20 mm. La mesure nominale est donc 20 mm. En vérifiant exactement des alésages pratiques, on reçoit les mesures suivantes:

1^e pièce 20,010 mm
2^e pièce 19,990 mm
3^e pièce 20,040 mm
4^e pièce 20,055 mm
5^e pièce 20,105 mm
6^e pièce 19,970 mm
7^e pièce 19,985 mm
8^e pièce 20,020 mm
9^e pièce 20,035 mm
10^e pièce 19,900 mm

Cet exemple démontre, que les mesures relies varient autour de la mesure nominale (20 mm) entre la mesure maximum 20,105 (5^e pièce) et la mesure minimum 19,900 mm (10^e pièce). L’écart entre la mesure maximum et la mesure minimum est appelé tolérance.

Donc on reçoit toutes les grandeurs de mesure suivantes:

Cote (mesure, dimension etc.) nominale
est la cote indiquée sur les dessins, croquis etc. à partir de laquelle les tolérances admissibles sont calculées (dans l’exemple le diamètre de 20 mm).

Cote maximum
est la plus grande des deux cotes limites vérifié en comparaison de la cote nominale (dans l’exemple la 5^e pièce).

Cote minimum
est la plus petite des deux cotes limites en comparaison de la cote nominale (dans l’exemple la 10^e pièce).

Tolérance
est la différence entre la cote maximum et la cote minimum.

Ligne neutre
est la ligne de référence des écarts par rapport à la cote nominale et représente ainsi l’écart “zéro”.

Ecart supérieure
est la différence entre la cote maximum et la cote nominale.

Ecart inférieur
est la différence entre la cote minimum et la cote nominale.

Cote effective
est la cote d’une pièce usinée, obtenue par mesure. Chaque cote effective doit être comprise entre la cote maximum et la cote minimum.

Les règles suivantes sont à observer quant à la représentation des tolérances dans les dessins:

1. La tolérance supérieure se trouve au-dessus de la ligne de cote, quel que soit le signe.

2. La tolérance inférieure se trouve au-dessous de la ligne de cote, quel que soit le signe.

3. Si les tolérances inférieure et supérieure sont égales, la tolérance n’est pas à indiquer qu’une fois et porte les deux signes.

4. La tolérance zéro n’est pas à indiquer.

La cote maximum et la cote minimum sont encore désignées comme cote limite respective comme la déviation supérieure et inférieure à la cote nominale (limite supérieure - limite inférieure). Les deux cotes limites se rapportent toujours à une cote nominale.

L’indication de cote

signifie p.ex., que la cote limite supérieure peut être 50,1 mm et la cote limite inférieure 49,9 mm, la tolérance est 0,2 mm. Souvent la cote nominale ne se trouve pas entre la cote maximum et la cote minimum, mais justement au-dessous ou au-dessus. Ceci est surtout le cas, lorsque deux pièces doivent s’ajuster l’une à l’autre ou lorsque pour une indication difficile à lire p.ex.
, on peut donner une indication plus claire, p.ex.
.

Les déviations sont indiquées sur les dessins industriels ou sur les esquisses; un signe plus (+) signifie, que la déviation se trouve au-dessus, un signe moins (-), que la déviation se trouve au-dessous de la cote nominale.

Exemples	cote nomin.	cote max.	cote min.	tolérance	déviation
					supérieure	inférieure
					à la cote nominale
	52	52,25	52,0	0,25	+ 0,25	0,0
	25	25,0	24,8	0,2	0,0	- 0,2
	16	16,1	15,9	0,2	+ 0,1	- 0,1
	36	36,05	35.96	0,09	+ 0,05	- 0,04
	41	41,04	41,01	0,03	+0,04	+ 0,01
	50	49,97	49,95	0,02	- 0,03	- 0,05
	20	20,021	19,959	0,062	+ 0,021	- 0,041

Pour les cotes pour lesquelles les tolérances ne sont pas indiquées, les tolérances de cotes libres sont valables. Elles sont différenciées selon le degré de qualité des éléments de construction: “fin”, “moyen”, “brut”. On détermine son vont des tolérances de cotes libres pour des types de machines individuels.

On distingue en outre entre les tolérances libres pour le façonnage avec et le façonnage sans enlèvement de copeaux.

La différence entre des deux dimensions constitue la tolérance.

Figure

Figure

ES = D max - D nominal
EI = D min - D nominal
es = d max - d nominal
ei = d min - d nominal

On affecte à la pièce une dimension nominale et l’on définit chacune des deux dimensions limites par son écart par rapport à cette dimension nominale.

TOLÉRANCES DU SYSTÈME ISO

20 f7	- 0,020 - 0,041
20 H7	+ 0,021 0

TOLÉRANCES «AU MAXIMUM DE MATIÈRE»

II. Tolérances du système ISO*

La valeur des tolérances est symbolisée par un numéro. Les écarts des tolérances, par rapport à la dimension nominale, sont symbolisés par une ou deux lettres.

On utilise:

- des lettres minuscules pour les arbres,
- des lettres majuscules pour les alésages.

Les écarts correspondant à ces tolérances sont relevés dans des tableaux.

III. Tolérances «au maximum de matière»

Dans ce système, la dimension nominale correspond à la dimension qui laisse le maximum de matière pour la pièce.

Il en résulte:

- que l’un des écarts est toujours nul,
- que la tolérance procure une réserve de matière.

IV. Les ajustements

Les pièces doivent bouger, l’une dans l’autre, plus ou moins facilement, ou elles doivent serrer plus ou moins l’une dans l’autre. Dans le premier cas, on appelle cet ajustage un ajustage tournant. Dans le deuxième cas, il s’agit d’un ajustement avec serrage. Le genre d’ajustement de deux pièces peut être défini la situation des tolérances par rapport à la mesure nominale aux deux pièces qui doivent s’ajuster l’une à l’autre.

Dans le cas d’ajustements tournants il faut toujours, quelle que soit la composition des mesures réelles, on doit avoir un jeu entre l’alésage et l’arbre, afin qu’un mouvement reste possible. La mesure maximum de l’arbre doit toujours être inférieure à la mesure minimum de l’alésage.

D’après la grandeur de la tolérance des deux pièces, on obtient des ajustements tournants plus ou moins étroits ou larges. Par l’ajustage de pièces, on parle toujours “d’arbre et d’alésage”, même lorsque les pièces à ajuster ont une autre fonction, p.ex. des ressorts d’ajustements, goupilles cylindriques.

PRINCIPAUX AJUSTEMENTS

	Cas d’emploi			Arbres	Alésages
					H6	H7	H8	H9	H10
Pièces mobiles	Pièces dont le fonctionnement nécessite un grand jeu			d				9	11
	(dilatation, mauvais alignement, portées très longues, etc.)			e		7	8	9
	Cas ordinaire des pièces tournant ou glissant (bon graissage assuré)			f	6	6-7	7
				g	5	6
	Pièce avec guidage précis pour mouvement de faible course			h	5	6	7	8
Pièces immobiles	Démontage et remontage passible sans détérioration	L’emmanchement ne peut pas transmettre d’effort	Mise en place passible à la main	js	5	6
				k	5
			Mise en place au maillet	m		6
				p		6
	Démontage impossible sans détérioration	L’emmanchement peut transmettre des efforts	Mise en place à la presse	s			7
			Mise en place à la presse et dilatation	u			7
				x			7

PRINCIPAUX ÉCARTS*

Alésage	jusqu’à 3 inclus	3 à 6 inclus	6 à 10	10 à 18	18 à 30	30 à 50	30 à 80	80 à 120	120 à 180
D10	+ 60 + 20	+ 78 + 30	+ 98 + 40	+ 120 + 50	+ 149 + 65	+ 180 + 80	+ 220 + 100	+ 260 + 120	+ 305 + 145
F7	+ 16 + 6	+ 22 + 10	+ 28 + 13	+ 34 + 16	+ 41 + 20	+ 50 + 25	+ 60 + 30	+ 71 + 36	+ 83 + 43
G6	+ 8 + 2	+ 12 + 4	+ 14 + 5	+ 17 + 6	+ 20 + 7	+ 25 + 9	+ 29 + 10	+ 34 + 12	+ 39 + 14
H6	+ 6 0	+ 8 0	+ 9 0	+ 11 0	+ 13 0	+ 16 0	+ 19 0	+ 22 0	+ 25 0
H7	+ 10 0	+ 12 0	+ 15 0	+ 18 0	+ 21 0	+ 25 0	+ 30 0	+ 35 0	+ 40 0
H8	+ 14 0	+ 18 0	+ 22 0	+ 27 0	+ 33 0	+ 39 0	+ 46 0	+ 54 0	+ 63 0
H9	+ 25 0	+ 30 0	+ 36 0	+ 43 0	+ 52 0	+ 62 0	+ 74 0	+ 87 0	+ 100 0
H11	+ 60 0	+ 75 0	+ 90 0	+ 110 0	+ 130 0	+ 160 0	+ 190 0	+ 210 0	+ 250 0
H12	+ 100 0	+ 120 0	+ 150 0	+ 180 0	+ 210 0	+ 250 0	+ 300 0	+ 350 0	+ 400 0
H13	+ 140 0	+ 180 0	+ 220 0	+ 270 0	+ 330 0	+ 390 0	+ 460 0	+ 540 0	+ 630 0
JS5	± 2	± 2,5	± 3	± 4	± 4,5	± 5,5	± 6,5	± 7,5	± 9
JS6	± 3	± 4	± 4,5	± 5,5	± 6,5	± 8	± 9,5	± 11	± 12,5
JS9	± 12	± 15	± 18	± 21	± 26	± 31	± 37	± 43	± 50
JS11	± 30	± 37	± 45	± 55	± 65	± 80	± 95	± 110	± 125
JS13	± 70	± 90	± 110	± 135	± 165	± 195	± 230	± 270	± 315
N7	- 4 - 4	- 4 - 16	- 4 - 19	- 5 - 23	- 7 - 28	- 8 - 33	- 9 - 39	- 10 - 45	- 12 - 52
N9	- 4 - 29	0 - 30	0 - 36	0 - 43	0 - 52	0 - 62	0 - 74	0 - 87	0 - 100
P6	- 6 - 12	- 9 - 17	- 12 - 21	- 15 - 26	- 18 - 31	- 21 - 37	- 26 - 45	- 30 - 52	- 36 - 61
P7	- 6 - 16	- 8 - 20	- 9 - 24	- 11 - 29	- 14 - 35	- 17 - 42	- 21 - 51	- 24 - 59	- 28 - 68
P9	- 9 - 31	- 12 - 42	- 15 - 51	- 18 - 61	- 22 - 74	- 26 - 88	- 32 - 106	- 37 - 124	- 43 - 143

* Valeurs en micromètres (1 mm = 0,001 mm).

Arbres	jusqu’à 3 inclus	3 à 6 inclus	6 à 10	10 à 18	18 à 30	30 à 50	50 à 80	80 à 120	120 à 180
d9	- 20 - 45	- 30 - 60	- 40 - 75	- 50 - 93	- 65 - 117	- 80 - 142	- 100 - 174	- 120 - 207	- 145 - 245
d11	- 20 - 80	- 30 - 105	- 40 - 130	- 50 - 160	- 65 - 195	- 80 - 240	- 100 - 290	- 120 - 340	- 145 - 395
e7	- 14 - 24	- 20 - 32	- 25 - 40	- 32 - 50	- 40 - 61	- 50 - 75	- 60 - 90	- 72 - 107	- 85 - 125
e8	- 14 - 28	- 20 - 38	- 25 - 47	- 32 - 59	- 40 - 73	- 50 - 89	- 60 - 106	- 72 - 126	- 85 - 148
e9	- 14 - 39	- 20 - 50	- 25 - 61	- 32 - 75	- 40 - 92	- 50 - 112	- 60 - 134	- 72 - 159	- 85 - 185
f6	- 6 - 12	- 10 - 18	- 13 - 22	- 16 - 27	- 20 - 33	- 25 - 41	- 30 - 49	- 36 - 58	- 43 - 68
f7	- 6 - 16	- 10 - 22	- 13 - 28	- 16 - 34	- 20 - 41	- 25 - 50	- 30 - 60	- 36 - 71	- 43 - 83
f8	- 6 - 20	- 10 - 28	- 13 - 35	- 16 - 43	- 20 - 53	- 25 - 64	- 30 - 76	- 36 - 90	- 43 - 106
g5	- 2 - 6	- 4 - 9	- 5 - 11	- 6 - 14	- 7 - 16	- 9 - 20	- 10 - 23	- 12 - 27	- 14 - 32
g6	- 2 - 8	- 4 - 12	- 5 - 14	- 6 - 17	- 7 - 20	- 9 - 25	- 10 - 29	- 12 - 34	- 14 - 39
h5	0 - 4	0 - 5	0 - 6	0 - 8	0 - 9	0 - 11	0 - 13	0 - 15	0 - 18
h6	0 - 6	0 - 8	0 - 9	0 - 11	0 - 13	0 - 16	0 - 19	0 - 22	0 - 25
h7	0 - 10	0 - 12	0 - 15	0 - 18	0 - 21	0 - 25	0 - 30	0 - 35	0 - 40
h8	0 - 14	0 - 38	0 - 22	0 - 27	0 - 33	0 - 39	0 - 46	0 - 54	0 - 63
h9	0 - 25	0 - 30	0 - 36	0 - 43	0 - 52	0 - 62	0 - 74	0 - 87	0 - 100
h10	0 - 40	0 - 48	0 - 58	0 - 70	0 - 84	0 - 100	0 - 120	0 - 140	0 - 160
h11	0 - 60	0 - 75	0 - 90	0 - 110	0 - 130	0 - 160	0 - 190	0 - 220	0 - 250
k5	+ 4 0	+ 6 + 1	+ 7 + 1	+ 9 + 1	+ 11 + 2	+ 13 + 2	+ 15 + 2	+ 18 + 3	+ 21 + 3
m6	+ 8 + 2	+ 12 + 4	+ 15 + 6	+ 18 + 7	+ 21 + 8	+ 25 + 9	+ 30 + 11	+ 35 + 13	+ 40 + 15
n6	+ 10 + 4	+ 16 + 8	+ 19 + 10	+ 23 + 12	+ 28 + 15	+ 33 + 17	+ 39 + 20	+ 45 + 23	+ 52 + 27
p6	+ 12 + 6	+ 20 + 12	+ 24 + 15	+ 29 + 18	+ 35 + 22	+ 42 + 26	+ 51 + 32	+ 59 + 37	+ 68 + 43

js = JS (voir tableau page précédente).

Exercice:

Compléter le tableau!

Devoir Exemples	Mesure de dessin	Cote nominale	Cote max.	Cote min.	Tolérance	Déviation
						supérieure	inférieure
						à la cote nominale
1	31 ± 0,5
2	64 ± 0,5
3	37,7 ± 0,5
4
5
6
7
8
9
10
11
12	9,2 ± 0,025