Savoirs associés · S1.2.1
Tolérances générales ISO 2768
Pourquoi une tolérance ?
Aucune pièce ne mesure exactement la cote du plan. La tolérance fixe l’écart accepté. Quand une cote n’a pas de tolérance écrite, on applique la tolérance générale indiquée dans le cartouche, par exemple ISO 2768 cL (classe large, pour débuter).
Ce que ça représente. Un cheveu mesure 50 à 100 micromètres (0,05 à 0,1 mm). La tolérance d’un arbre de 20 mm qui reçoit un roulement est de 13 µm : entre un huitième et un quart d’épaisseur de cheveu. C’est ce qui permet qu’il tienne sur l’arbre sans bouger, et qu’on puisse en acheter un neuf chez n’importe quel fournisseur.
- m : classe de précision des dimensions (f fin, m moyen, c large, v très large).
- K : classe des tolérances géométriques : rectitude, planéité, perpendicularité… (H fin, K moyen, L large).
Le tableau des tolérances générales
Tolérances en mm, pour les dimensions linéaires (longueurs, largeurs, épaisseurs, diamètres, rayons) :
| Plage de la cote (mm) | f (fin) | m (moyen) | c (large) | v (très large) |
|---|---|---|---|---|
| de 0,5 à 3 | ± 0,05 | ± 0,1 | ± 0,2 | – |
| plus de 3 à 6 | ± 0,05 | ± 0,1 | ± 0,3 | ± 0,5 |
| plus de 6 à 30 | ± 0,1 | ± 0,2 | ± 0,5 | ± 1 |
| plus de 30 à 120 | ± 0,15 | ± 0,3 | ± 0,8 | ± 1,5 |
| plus de 120 à 400 | ± 0,2 | ± 0,5 | ± 1,2 | ± 2,5 |
| plus de 400 à 1 000 | ± 0,3 | ± 0,8 | ± 2 | ± 4 |
| plus de 1 000 à 2 000 | ± 0,5 | ± 1,2 | ± 3 | ± 6 |
Lecture : une cote de 80 mm en classe m : 80 est « plus de 30 à 120 », colonne m : ± 0,3. Elle est bonne entre 79,7 et 80,3 mm.
Méthode
- Repérer la nature de la cote : longueur, rayon ou chanfrein, ou angle.
- Chercher la plage qui contient la cote. Pour un angle, on prend la longueur du côté le plus court de l’angle.
- Lire la tolérance sur la ligne de la classe.
- Calculer : mini = cote − tolérance, maxi = cote + tolérance.
Exemple
Cote 40 en classe c : plage « plus de 30 à 120 » → ± 0,8 mm. Mini = 39,2 mm, maxi = 40,8 mm. Sur le plan, on écrit 40 ± 0,8.
Les tolérances géométriques
Une pièce peut avoir les bonnes dimensions et rester mal formée : un plan qui n’est pas plan, un cylindre qui n’est pas droit. La tolérance géométrique limite la forme et la position. Elle s’écrit dans un cadre relié à la surface par une flèche :
| Symbole | Nom | Ce qu’on exige de la surface |
|---|---|---|
| — | Rectitude | Une ligne est droite, à 0,05 mm près par exemple |
| ▱ | Planéité | La surface tient entre deux plans parallèles distants de la tolérance |
| ○ | Circularité | Chaque section est un cercle |
| ∥ | Parallélisme | Une surface est parallèle à une autre, prise comme référence |
| ⊥ | Perpendicularité | Une surface est à 90° d’une référence |
| ↗ | Battement | Quand la pièce tourne, la surface ne « bat » pas plus que la tolérance |
Le cadre se lit de gauche à droite : le symbole, la valeur (en mm), puis la lettre de la référence (A, B…). Exemple : un cadre « ⊥ | 0,05 | A » demande que la surface soit perpendiculaire à la surface A à 0,05 mm près.
Le battement est celui qu’on contrôle au comparateur sur une portée de roulement : on fait tourner l’arbre entre deux pointes ou sur des vés, et la mesure ne doit pas varier de plus de la valeur du cadre.
Les ajustements : H7/g6
Deux pièces qui s’assemblent, un arbre dans un alésage, ont le même diamètre nominal (par exemple 25 mm), mais chacune a sa tolérance. Selon leur position, l’arbre est plus petit que l’alésage (il y a du jeu) ou plus gros (il y a du serrage).
L’ajustement s’écrit avec les deux tolérances : Ø 25 H7/g6.
| Partie | Ce qu’elle veut dire |
|---|---|
| 25 | Le diamètre nominal, en mm |
| H (majuscule) | La position de l’alésage : H = l’alésage ne descend jamais sous la cote nominale |
| g (minuscule) | La position de l’arbre : g = l’arbre est un peu plus petit que la cote nominale |
| 7, 6 | La qualité (la largeur de la zone de tolérance) : plus le nombre est petit, plus c’est précis et cher |
Règle de lecture : majuscule pour l’alésage, minuscule pour l’arbre. En mécanique générale, on prend presque toujours l’alésage en H7 (« système de l’alésage normal ») : un alésage se fait avec un outil de dimension fixe (alésoir), alors que l’arbre se tourne à n’importe quel diamètre.
Jeu ou serrage : le calcul
On compare les cotes extrêmes :
- jeu maxi = alésage maxi − arbre mini ;
- jeu mini = alésage mini − arbre maxi.
Si le jeu mini est positif, on est toujours avec jeu. Si le jeu maxi est négatif, on est toujours serré (on parle alors de « serrage » = jeu négatif). Entre les deux, l’ajustement est incertain : selon les pièces, un petit jeu ou un petit serrage.
Les ajustements à connaître
| Ajustement | Ce que c’est | Où on le trouve |
|---|---|---|
| H7/g6 | Avec jeu, glissant, guidage précis | Un axe de charnière, un coulisseau, un piston de pompe |
| H7/h6 | Glissant juste, sans jeu notable | Un centrage, une bague de positionnement, un outil sur sa pince |
| H7/k6 | Incertain, légèrement serré (montage au maillet) | Bague intérieure de roulement, poulie claveté |
| H7/p6 | Serré (à la presse ou en chauffant) | Une bague emmanchée à demeure, une couronne sur son moyeu |
Pour un roulement : la bague qui tourne par rapport à la charge se monte serrée (sinon elle patine et use l’arbre) ; la bague qui ne tourne pas se monte glissante. Voir Le roulement à billes : désignation, montage, démontage.
Interchangeabilité : pourquoi tout ça
Au XVIIIᵉ siècle, un fusil était une pièce unique : sa platine se limait pour aller sur son canon, et ne servait que sur lui. Gribeauval, puis des armuriers comme Honoré Blanc, cherchent à faire des pièces interchangeables : n’importe quelle platine sur n’importe quel fusil. Cela exige des cotes tolérancées et des calibres, et le système des ajustements ISO en est l’aboutissement. C’est la raison pour laquelle on peut commander un roulement 6204 à l’autre bout du monde et qu’il entrera sur l’arbre de 20 k6.