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Les tolérances définissent les limites de variation admissibles d’une dimension physique, garantissant que les caractéristiques d’une pièce sont produites dans des limites acceptables pour son application prévue.
En pratique, spécifier des tolérances pour chaque élément d’un composant peut être long et inefficace. Pour simplifier ce processus, les designers et les ingénieurs utilisent souvent des valeurs de tolérance standard définies par des normes internationales, telles que celles établies par l’Organisation internationale de normalisation (ISO). Ces normes fournissent des tolérances générales qui s’appliquent par défaut, réduisant ainsi la nécessité de calculer des tolérances spécifiques pour chaque élément.
Normes de tolérances ISO
En Europe et dans de nombreuses autres régions du monde, les tolérances générales pour la fabrication soustractive (comme l’usinage CNC) sont principalement définies par deux normes ISO clés : ISO 2768 et ISO 286.
- La norme ISO 2768 fournit des tolérances générales pour les dimensions linéaires et angulaires lorsque des tolérances spécifiques ne sont pas indiquées sur le dessin d’ingénierie. Cette norme est généralement utilisée pour des éléments tels que les dimensions externes, les dimensions internes, les diamètres, les distances, les hauteurs de chanfrein et les rayons, où les plages de tolérance par défaut sont suffisantes pour la fonction de la pièce.
- La norme ISO 286, quant à elle, s’applique spécifiquement aux tolérances pour les surfaces cylindriques et les distances entre les surfaces planes parallèles, telles que celles trouvées dans les systèmes d’arbres et de trous. Elle est destinée aux situations où des ajustements précis sont nécessaires entre les pièces accouplées. La norme ISO 286 doit être appliquée lorsque ces types spécifiques d’éléments sont présents et que les tolérances doivent être plus étroitement contrôlées que ce que prévoient les normes de tolérance générales.
Par défaut, toutes les tolérances doivent être conformes à ISO 2768, sauf si une tolérance plus précise est requise pour des éléments spécifiques, auquel cas cela doit être explicitement indiqué sur le dessin en utilisant la norme ISO appropriée, telle que ISO 286. Cette approche garantit la clarté du processus de fabrication et contribue au maintien de la qualité et de la cohérence entre les pièces.
Tolérances standard chez Xometry
Chez Xometry, nous proposons une gamme d’options de tolérance standardisées pour répondre à différents besoins de fabrication :
- ISO 2768 – Fin
- ISO 2768 – Moyen
- ISO 286 – Grade 6
- ISO 286 – Grade 7
- ISO 286 – Grade 8
Le tableau ci-dessous présente un résumé concis de ces normes de tolérance.
Lorsque vous sélectionnez ISO 2768 comme « niveau de tolérance le plus serré », toutes les tolérances spécifiques inférieures à ISO 286, grade 9 ou supérieur, seront également incluses dans notre tarification. Si vous sélectionnez un grade ISO 286 (8, 7 ou 6), vous devez spécifier le nombre d’emplacements nécessitant ce grade. Toutes les autres dimensions sans tolérances spécifiques suivront les tolérances générales ISO 2768-moyen.
Comment choisir la bonne tolérance
Choisir une tolérance adaptée constitue une décision cruciale dans le processus de design et de fabrication, car cela affecte la fonctionnalité, l’ajustement, le coût et la fabricabilité de la pièce. Une tolérance adéquate garantit que les pièces s’assemblent comme prévu et fonctionnent correctement dans leur environnement d’utilisation, sans coûts inutiles ni complexité de fabrication.
Le tableau ci-dessous présente un guide des cas d’utilisation courants, décrivant les normes de tolérance recommandées (ISO 2768 et ISO 286) en fonction des contraintes spécifiques et des fonctionnalités de différentes pièces.
| Application | Description | Norme de tolérance recommandée | Raison justifiant le choix de la tolérance |
| Pièces usinées de précision | Composants de haute précision utilisés dans l’aérospatiale, l’automobile ou les appareils médicaux pour lesquels un ajustement exact est crucial. | ISO 2768 Fin et ISO 286 Grade 6 (IT6) ou supérieur | Assure une variation minimale pour les dimensions linéaires et angulaires (ISO 2768) et un contrôle strict pour les ajustements cylindriques (ISO 286). |
| Pièces mécaniques interchangeables | Pièces conçues pour être facilement remplacées ou échangées, comme les engrenages, les roulements et les fixations dans les assemblages. | ISO 2768 Fin et ISO 286 Grade 7 (IT7) ou supérieur | Permet des ajustements linéaires/angulaires précis (ISO 2768) et des ajustements standardisés pour les arbres et les trous (ISO 286). |
| Assemblages mécaniques généraux | Composants dans les machines générales qui nécessitent de bons ajustements mais pas une ultra-haute précision, comme les boîtiers ou les supports. | ISO 2768 Moyen | Offre un équilibre entre précision et fabricabilité pour les dimensions linéaires et angulaires. |
| Grandes structures fabriquées | Pièces utilisées dans la construction ou les machineries lourdes où les ajustements exacts sont moins critiques, comme les poutres ou les plaques. | ISO 2768 Moyen | Les tolérances accommodent des dimensions plus grandes et des processus comme le soudage ou la fabrication. |
| Composants plastiques | Pièces en plastique moulées ou usinées pour les produits de consommation ou l’électronique, où une certaine variabilité dimensionnelle est acceptable. | ISO 2768 Moyen et ISO 286 Grade 8 (IT8) ou supérieur | Les tolérances tiennent compte de la flexibilité du matériau (ISO 2768) et accommodent les ajustements standard (ISO 286) pour les plastiques. |
| Arbres et trous pour les composants rotatifs | Composants tels que les arbres et les trous dans les machines rotatives qui nécessitent des ajustements spécifiques pour assurer un fonctionnement correct. | ISO 2768 Fin et ISO 286 Grades 6 ou 7 (IT6, IT7) | Assure des dimensions linéaires/angulaires précises (ISO 2768) et des ajustements serrés pour l’équilibrage de rotation (ISO 286). |
| Pièces de tôlerie métallique | Pièces de tôlerie fabriquées pour les boîtiers, les panneaux et les supports pour lesquelles avoir des ajustements serrés n’est pas essentiel. | ISO 2768 Moyen | Les tolérances sont adaptées aux procédés tels que le pliage et le formage, afin de tenir compte des variabilités inhérentes. |
| Coffrets et boîtiers électriques | Coffrets pour composants électriques devant s’emboîter sans nécessiter de tolérances serrées. | ISO 2768 Moyen | Assure une précision suffisante pour le montage tout en réduisant les coûts pour les pièces autres que les pièces de précision. |
| Composants pour produits grand public | Pièces dans l’électronique grand public ou les appareils électroménagers pour lesquelles l’esthétique de finition et la fonctionnalité sont prioritaires par rapport au fait d’avoir des tolérances serrées. | ISO 2768 Moyen et ISO 286 Grade 8 (IT8) | Équilibre l’efficacité de fabrication avec un ajustement et une fonctionnalité adéquats, en utilisant des tolérances standard pour des ajustements généraux. |
Directives pratiques pour le choix des tolérances
- Commencez avec des tolérances générales (ISO 2768) : Utilisez ISO 2768 (Fin ou Moyen) pour les pièces à usage général, sauf si des contraintes de tolérance spécifiques sont définies.
- Spécifiez des tolérances plus serrées (ISO 286) : Pour les éléments impliquant des ajustements précis ou là où une grande précision de fabrication est essentielle (par exemple, axes, trous), utilisez ISO 286. Choisissez le grade (6, 7 ou 8) en fonction du niveau de précision et d’ajustement souhaité.
- Équilibrez précision et coût : Essayez toujours de choisir la tolérance la moins serrée qui satisfait toujours les contraintes fonctionnelles de la pièce afin d’optimiser le rapport coût-efficacité.
- Documentez clairement les contraintes spécifiques : Si un élément nécessite une tolérance spécifique allant au-delà de la norme générale, assurez-vous qu’elle est clairement indiquée sur le dessin d’ingénierie pour éviter les erreurs de fabrication.
Tolérances ISO 2768
ISO 2768 est une norme largement utilisée qui définit des tolérances générales pour les pièces fabriquées par usinage ou d’autres procédés d’enlèvement de matière. Elle fournit un cadre pour atteindre une précision acceptable sans spécifier de tolérances individuelles, simplifiant ainsi le design et la fabrication lorsqu’une grande précision n’est pas nécessaire pour chaque dimension.
La norme ISO 2768 s’applique spécifiquement aux dessins qui n’ont pas de spécifications de tolérance personnalisées pour les éléments suivants :
- Dimensions linéaires : Inclut les dimensions externes et internes, les diamètres, les distances, les hauteurs de chanfrein et les rayons.
- Dimensions angulaires : Couvre les mesures angulaires pour lesquelles des tolérances spécifiques ne sont pas indiquées.
- Dimensions des pièces usinées et assemblées : Applicable aux dimensions linéaires et angulaires produites lors de l’usinage des composants assemblés.
Tolérances pour dimensions linéaires
Le tableau ci-dessous présente les limites de tolérance ISO 2768 pour les dimensions linéaires dans différentes plages de tailles nominales, classées en classes de tolérance Fine (f) et Moyenne (m).
Comment lire le tableau : Pour une pièce avec une plage de dimension nominale de 50 mm, dans la classe de tolérance Fine (f), l’écart acceptable serait de ±0,15 mm.
Tolérances pour rayon extérieur et pour hauteurs de chanfrein
Le tableau ci-dessous présente les tolérances standard ISO 2768 pour les rayons externes et les hauteurs de chanfrein, classées par classe de tolérance Fine (f) et Medium (m). Ces tolérances définissent les écarts admissibles pour les surfaces courbes et les arêtes chanfreinées.
Comment lire le tableau : Pour un rayon externe de 4 mm, la plage de dimension nominale applicable est ‘supérieure à 3 à 6 mm’. Si vous sélectionnez la classe de tolérance Fine (f), l’écart acceptable serait de ±0,5 mm.
Tolérances pour dimensions angulaires
Le tableau ci-dessous détaille les tolérances ISO 2768 correspondant à des dimensions angulaires, exprimées en degrés et en minutes. Ces tolérances s’appliquent au côté le plus court d’un angle et sont classées en classes de tolérance Fine (f) et Medium (m).
Comment lire le tableau : Pour une pièce avec une mesure angulaire de 30 mm, dans la classe de tolérance Fine (f), l’écart acceptable serait de 0°30′.
Tolérances ISO 286
ISO 286 est une norme couramment appliquée aux méthodes de fabrication soustractive, telles que l’usinage CNC, pour définir les tolérances des dimensions linéaires d’éléments spécifiques. C’est particulièrement pertinent pour les pièces qui comprennent :
- Des éléments cylindriques : Tels que des axes et des trous pour lesquels des ajustements précis sont essentiels.
- Deux surfaces opposées parallèles : Comme celles que l’on trouve dans les pièces ou montages appariés, et qui nécessitent une distance contrôlée entre elles.
Cette norme est utilisée pour les éléments sur les dessins d’ingénierie pour lesquels des tolérances spécifiques ne sont pas indiquées individuellement.
Grades de qualité ISO 286
L’ISO 286 fournit une sélection standardisée de classes de tolérance à des fins générales parmi les nombreuses possibilités. Il est également possible de spécifier des dimensions avec un grade supérieur, elles seront automatiquement intégrées dans nos calculs de prix (pour les pièces à produire en usinage CNC). Chez Xometry, nous proposons trois grades de qualité selon la norme ISO 286.
- Grade 6 (IT6) : Pour des tolérances très serrées, utilisées dans des applications de haute précision pour lesquelles un écart minimal est essentiel.
- Grade 7 (IT7) : Pour les applications générales d’ingénierie nécessitant un équilibre entre précision et fabricabilité.
- Grade 8 (IT8) : Pour les applications moins critiques où un ajustement plus lâche est acceptable, réduisant la complexité et le coût de fabrication.
N’oubliez pas que les limites de tolérance peuvent également être personnalisées en dehors du système de grade ISO 286. Lorsque vous procédez ainsi, Xometry convertira vos tolérances spécifiées dans le grade ISO 286 équivalent le plus proche pour un traitement interne. Par exemple, si vous spécifiez une tolérance de ’50 +0,05/+0,02′ pour la distance entre deux surfaces parallèles, nous calculerons la plage de tolérance comme 30 µm, ce qui correspond le plus étroitement au grade 7 dans la norme ISO 286.
Termes clés pour les tolérances ISO 286
Comprendre les tolérances ISO 286 nécessite de connaître quelques termes clés :
- Dimension nominale : La taille spécifiée d’un élément telle qu’indiquée sur le dessin d’ingénierie.
- Dimension réelle : La taille mesurée d’un élément après la fabrication.
- Limite supérieure de taille: La taille maximale admissible d’un élément.
- Limite inférieure de taille : La taille minimale admissible d’un élément.
- Tolérance : La différence entre les limites supérieure et inférieure de taille, définissant la plage de tolérance admissible.
Tolérances ISO 286 pour dimensions linéaires
Le tableau ci-dessous fournit les limites de tolérance ISO 286 pour les dimensions linéaires en fonction de différentes plages de dimensions nominales, présentées en micromètres (µm) pour trois grades de qualité : IT6, IT7 et IT8.
Comment lire le tableau : Pour un élément avec une plage de dimension nominale entre 50 mm et 80 mm, en utilisant la norme ISO 286 Grade IT6, la tolérance acceptable serait de ±19 µm.
Système de cotation GD&T
Le système de cotation GD&T est un système précis pour définir et communiquer les tolérances d’ingénierie, offrant un contrôle sur la géométrie des éléments de pièce. Contrairement aux tolérances linéaires, qui ne traitent que de la taille, le système de cotation GD&T se concentre sur les relations géométriques entre les éléments, garantissant que les pièces fonctionnent correctement lorsqu’elles sont montées. Cette méthode est essentielle lorsqu’un ajustement, une forme et une fonctionnalité précis sont requis, en particulier dans les montages complexes tels que ceux qu’on trouve dans les industries aérospatiale, automobile et médicale.
Le système de cotation GD&T est régi par des normes telles que la norme ISO 1101 – Spécifications géométriques des produits (GPS) et ASME Y14.5, et il englobe quatre grandes catégories de tolérances :
- Tolérances de forme : Contrôlent les formes individuelles des éléments telles que la planéité, la rectitude, la circularité et la cylindricité.
- Tolérances d’orientation : Régissent la relation angulaire entre les éléments, telles que la perpendicularité, le parallélisme et l’angularité.
- Tolérances de position : Définissent la position exacte des éléments tels que les trous ou les fentes, assurant l’alignement et l’espacement corrects des composants.
- Tolérances de battement : Contrôlent le mouvement des pièces rotatives, garantissant que les éléments restent alignés et exempts de balancement ou d’excentricité pendant le fonctionnement.
Chaque catégorie de tolérance permet aux ingénieurs de s’assurer que les pièces s’emboîteront précisément et fonctionneront correctement dans des conditions spécifiques. Par exemple, une tolérance de perpendicularité serrée peut être nécessaire pour s’assurer qu’un arbre est correctement aligné avec un boîtier ou qu’une tolérance de position peut être nécessaire pour s’assurer qu’un trou est situé exactement là où il doit être pour le montage.
L’application du système de cotation GD&T permet un contrôle plus strict des éléments critiques des pièces, ce qui conduit à une qualité de produit supérieure et à de meilleures performances. Cependant, cela augmente également la complexité du processus de design et de vérification. Il est important d’éviter le sur-tolérancement, car l’application de tolérances géométriques inutilement serrées peut augmenter considérablement les coûts de fabrication et prolonger les délais de livraison. L’utilisation du système de cotation GD&T doit être limitée aux éléments qui affectent directement les performances de la pièce dans le montage, connus sous le nom d’éléments « critiques pour le fonctionnement ».
La vérification des tolérances du système de cotation GD&T nécessite des équipements de mesure sophistiqués, tels que des machines à mesurer tridimensionnelles (CMM), des scanners laser ou des comparateurs optiques, pour mesurer et valider précisément ces relations géométriques. Ces outils sont essentiels pour confirmer que les pièces sont conformes à leurs tolérances spécifiées, en particulier lorsqu’il s’agit de tolérances extrêmement serrées pour la forme et la position.
Comparaison des normes de tolérance ISO et ASME
Les normes ISO, telles que les normes ISO 2768 et ISO 286, sont largement utilisées en Europe, au Royaume-Uni, en Turquie et dans certaines régions d’Asie, en se concentrant sur les tolérances et les ajustements généraux pour un large éventail d’applications. En revanche, les normes ASME, telles que ASME B4.1 et ASME Y14.5, sont plus répandues aux États-Unis et offrent des lignes directrices détaillées, notamment pour le dimensionnement et le tolérancement géométriques (système de cotation GD&T).
Le tableau ci-dessous compare ces normes et met en évidence leurs équivalents, offrant une référence rapide pour sélectionner les normes appropriées en fonction des pratiques régionales et des besoins spécifiques de fabrication.
| Norme ISO | Norme ASME équivalente | Application | Différence clé |
| ISO 2768 (Fin, Moyen) | ASME Y14.5 | Tolérances générales pour les dimensions linéaires et angulaires | ISO 2768 fournit des tolérances générales, tandis qu’ASME Y14.5 propose des directives détaillées de dimensionnement géométrique (système de cotation GD&T). |
| ISO 286 (Grade 6, 7, 8) | ASME B4.1 (Grade 6, 7, 8) | Tolérances pour ajustements cylindriques et distances entre surfaces parallèles | Les deux normes définissent des grades de tolérance similaires pour les ajustements, mais l’ASME inclut des directives supplémentaires spécifiques aux pratiques américaines. |
| ISO 2768 pour les dimensions angulaires | ASME B4.2 | Tolérances pour dimensions angulaires | Les plages de tolérance angulaire sont similaires, mais ASME B4.2 peut offrir des instructions plus détaillées pour des applications spécifiques. |
| ISO 1101 (tolérancement géométrique) | ASME Y14.5 (système de cotation GD&T) | Tolérancement géométrique des formes et des éléments | Les deux fournissent des cadres pour le système de cotation GD&T, mais ASME Y14.5 est plus détaillé et largement utilisé aux États-Unis. |
Conclusion
Les normes de tolérance ISO, telles que les normes ISO 2768 et ISO 286, fournissent un cadre fiable pour garantir une qualité et une précision constantes dans le domaine du génie mécanique. De plus, le système de cotation GD&T offre un contrôle plus avancé de la géométrie des pièces, garantissant que les éléments critiques pour le fonctionnement répondent aux contraintes géométriques spécifiques de leurs montages. En utilisant ces tolérances standardisées, les designers et les ingénieurs peuvent simplifier le processus de spécification, réduire les erreurs et s’assurer que les pièces répondent aux contraintes nécessaires en termes d’ajustement et de fonctionnalité.
Pour simplifier vos projets d’usinage CNC et de tôlerie, téléchargez vos modèles sur notre moteur de devis instantané et sélectionnez parmi les cinq classes et grades de tolérance disponibles. Pour les pièces nécessitant des tolérances personnalisées spécifiques non couvertes par les options standard, veuillez télécharger les dessins de pièce correspondants à votre commande pour vous assurer que nous répondons à vos contraintes précises.
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