Le Système dlnl'erchangeQbilit'é
Q
A lésage n o rm a l
e t
rEnseignemenI-
e x p é r i m e n i - Q l
A vant de proposer une méthode d’enseignem ent expérim ental du systèm e à « alésage norm al », il n’est peut-être pas inutile d’en rappeler les c a r a e -' téristiq u es essentielles.
D an s ce système, des pièces contenues de dim en sions diverses p erm e tte n t de réaliser avec la même pièce contenante (l’alésage norm al) toute la gam m e des aju stem en ts usuels, depuis le « libre » jusq u’au « serré > en p a s sa n t p a r le « g lissan t ju ste ».
Les tolérances d’exécution d’une pièce (a rb re ou alésag e) sont seulem ent fonction de la qualité et de la dim ension nom inale de cette pièce :
Ainsi, à chaque dim ension m esurable corres pondent diverses valeurs ou notations. Soit une cote réelle 39,982, désignée p a r le symbole 40 g. 6, nous avons ;
L a cote nom inale 40 mm. L a cote m axi 39 mm. 991. L a cote m ini 39 mm. 975.
Une cote réelle 39,982 comprise entre les lim ites m axi et mini est acceptable ; la pièce est bonne.
Les cotes m axi et mini sont liées entre elles p ar la relation : Cote m axi : 39,991 ; cote mini : 39,975 ; tolérance ; 0,016 (16 m icrons).
On sa it que la cote nom inale et la tolérance dem eurent constantes, les cotes m axi et mini peu vent croître ou décroître selon la valeur adoptée pour la cote m oyenne : cote m a xi + cote mini.
2
Cette cote moyenne dépend de la position de la tolérance p ar rap p o rt à la cote nominale.
Les cotes m oyennes de l’a rb re et de l’alésage déterm inent le jeu moyen de l’ajustem ent.
L a position de la tolérance est appelée « zone de tolérance » :
Symbole H pour l’alésage.
Symboles f g h etc... pour les arbres.
E n fin de compte, constatons que l’utilisation du systèm e d’interchang eab ilité à « alésage no rm al > nécessite une sym bolisation assez complexe. Nous pouvons illustrer p ar un cas p articulier les notions succinctes rappelées ci-dessus.
D ans un dessin d’ensemble rep rése n ta n t une poulie folle montée sur un arbre, nous lisons la dim ension 0 40 H7 - f7.
Voici les cotes correspondantes portées sur les dessins d’exécution.
Soit : pour l’alésage de la poulie, 0 40 H7 ; pour le diam ètre de l’arb re, 0 40 f7. Ou encore : pour l’alésage de la poulie, 0 40 + 25 ; pour le diam ètre de l’arbre, 0 40 H |o
Rem arques :
1“ 40 H7 - f7 donne un a ju ste m en t to u rn a n t ; 2“ 40 H7 et 40 f7 désignent les vérificateurs à utiliser. (C ’est le mode h abituel de no tation) ;
3“ 40 25 gj. 40 “ l i s e n t les cotes m axi et
m ini de l’alésage et de l’arbre. (Ces n otation s chif frées n ’indiquent pas directem ent les vérificateurs à dim ensions fixes nécessaires).
Notons en p a ssa n t que cet enseignem ent du systèm e -à « alésage norm al » a p p a rtie n t à la fois à l’étude du dessin industriel et à celle de la techno logie professionnelle et, d& plus, que les notions acquises trouv ent leur application constante à l’atelier. Aussi l’app renti m écanicien doit-il se forger une conception ju ste et précise de ce systèm e complexe. Non seulem ent pour chaque problème posé les données sont nom breuses (qualité, zone, dim en sio n nom inale), m ais, de plus, les g ran d e u rs en
m icrons sont difficilement m atérialisables.
Il fa u d ra dire à l’ap prenti que l’épaisseur d’une feuille de pap ier à cig arettes est de tre n te m icrons environ (l’ordre de g ran d e u r d’une tolérance) pour qu’il a it une représen tatio n concrète de cette unité.
P a r ailleurs, le com pagnon m écanicien doit savoir p résen ter la ja u g e 40 H7 et le calibre à fourche 40 g6 pour réaliser l’alésage et l’a rb re qui s’assem blent en a ju ste m en t glissant. Mais, a v a n t de finir, il a dû, au m oyen du m icrom ètre et du tam b ou r gradué, régler les passes d’outil et notam m ent la dernière à laquelle correspondra la cote réelle.
Mieux encore, cette cote réelle devra, sans fra is
supplém entaire, s’approcher de la cote idéale
moyenne cote m a xi + cote m ini. C ette m anière de 2
faire am éliore considérablem ent la qualité des a ju s tem en ts sans nécessiter le recours tro p fréqu en t à un ap pariage des élém ents constitutifs.
0 CM co 52 co CM CO Cl © »H C^l iH Cl tH CM <D C^l CM CM CM co if3 CO a ^ n i; U) o o O © © © © © © © © © vO a> CD 05 ® S 11 + CM © © © © -f- + CO CO © © © © 5 û) -*-> t G g (D co co Tf< \0 lO © © b- b- 00 00 o <u p .a iZ 1 ^ 0) § t - ti o 0
(D
u? 05 ^ 05 m Oi © © fH O rH C ‘P Uj T3 C N o> CM o Ç'I © CM © CO tH CO ’H en U] ind Q) %> E + + cm0 ^ 0 " cm" © © ©" o" © © o ' © 4- + 1 © ©^ co”" co" © ©^ ©"©" © © ©"©" '(1) co co ^ 1kA kO co © b» b- 00 00 4-» (U jO •+ > i 0 I t-4 I 1-^ m t h ifi CM CM CO ca CM CO (0 1 1^ U*5 1T-t 05 tH b- iH © iH C5 ' iH 05 »ft ce 1 1o 05 © 05 © Oi © © © © i © © *0)E
^ cr. ' 3 i + î CM rH © Ci + 1 CO Cl ©" 05 © © G H Ë -ü c r 3 . 1 co co CO XO t l © © t - © OO b-pa p p a un e <D 2 ' O 2 t> rrl 7? cô § • 0 0 ^ ss tn 0 ir“ co o Tf400 00 ; 00 o 1“ © © iH t00H tXH rH00 ( n 'L lJ «M V ü u d) 05 © © © © œ ü c6 i . 1 1 C4 tH © 05 © © 1 1 © © © © Cî ^ o> cQ rT. (0 r f CO © © b- © (jC b-'V c 0 io 1—1 »o iH lO iH iO © © © iH © tH 1 © »H ü en C3 f o C^l 05 b- 05 t - © t - iH CM © l - 05 b- © b-« .S ço -M .S,2 bjo•l»v< û)E
0 ) 1 1 05^05^ tH ^ ©^05^ 05*" Ci a î 1 1 © C l Cl cm" ©^© ©^©^ ©" ©" Z c(V s <L> ut il is e m a c t à m a il W C3 « O C w S ’ CQ G .2 S 3 ï f o c U) co co CO CO Tî< Tt< © © © © b- t-< H7 ^ 2 G § S bjo 73 0 0 çoiH o co © © ©iH O © ©tH ©tH 2 'd) ào G C Q> 3 â - (U T + -h cmR" cm © © "© ' © ©^ ©* -f- + ©^ co" co ©©" ©' © ©" <6 co co lO Ifî © © b- b- 00 00 0 0 N »o lO lA lA © © © © <D (A (1) 1 3 o C<l b- b- © CO b- b- b-0 CQ P Ç fl -M o co> r 1 1 CM* ’-T. ^ © 05. © oT, 1 1 cô .cm" ©‘ ©" ©' ©"©^ ü l i J S 03 S 2 S P bx) G co co CO lO tP © © b- © 00 b-a S »H .T; C tf5 © ! « o i ^ © © © © © © © © o © .2 filffi <D -g CJ iO h- IT5 t - Irt b- lO co © b- T}^ b- ^
û : C ^cC **-• 0) ü C 0) o *4- 1 1 ^ 05 05 tH 1 O^ 05 05*" ©" 05 05o î 1 1 05 ©c f cm" ©^©^ ©" ©" ©^©^ © © •Ü n . co co co CO a . © © © © b-0 - - in CQ c Ci o iO o o ' © w CO © © © © © © © © CÛ Ü u *<D 3 0 lO l> iO CM i « CM lO CM © © ^ tH r f fH ( f ) 4) ^ ? ^ 00 Û> •a ” ^ <D CQ H -0) 1 1 05^ 05^tH rH 1 a iO Î 05 05 © © 1 1 © ©^ cm" c i ©^ ©^ ©" ©" ©^© O i © h
z
LU c eâ ^ âX) t - t ^ S , " o c co co co co © © © © b-n 09 W) as se z : r g . lu i H7 -00 ss iè re s ar b r e s pi g n i br o c h « ma c h d) c h I iO Cvi o 4- + C^l o CM*^ CM XO CM © © © »rt CM ©^ ©" ©* © co © + + © co ©^ co" co © CO © © "©' © CO © ©" © co co Tî< iO lO © © b- b- 00 00 bX) 0 0 Ci © LU ' ' -M o co co © © Tî< in ko UT5 CQ ü 00 c o o z i (D r 1 1 CM » ^tH . 1 1 ©^ co cm" © ©"©^ © ©". ^ h ces <1) ® <4h 03 *S o (1) œ X co co co © © b- © 00 b-m ( / ) a c 00 ffi - § ^ (0 fD lO ^ \A co uo © i» © © © © © © »M 03 ts 2 -=! <M ÇO b- co b- CO b- co co b- b- CM b- Cl b- cm - ) -M b£ S s ^ 2 s » - 1 1 t05 O^ H tH 05^05^a î C i ©” ©" 1 1 © ©^ c i c i 05 ©^ 05© " 0^05oT ©" O WLU
a . co co co co Tî* ^ a . © © © © b-'—' J co 0 - © © © < -2 3 0 0 o 05 o © r-l © © © Tf h " 0 ü (A lO 00 JiO tH Ifl rH © tH © © '«f © s ^ 00 o> 0) e g o U c (1) 1 1 05^05^ tH rH © C i © © 1 1 © © cm" c i ©^00^ ©" ©" ©" ©" li b r e .’S 0)ü <1^ G B ^ ü 3 » S -H <D (h O CO CO co CO © © © © t - b-» ïf> u S <ü 1 l> H8 - 'a a 0 0 05co o o>co o 05 co © © CO © © © ©Tf © © S ©S
4-> **^. Uh' Ë h ^ d) T + + CM CM © © © © 4- + co co © © ©" ©' C (d 0 CO co ^ TJ< © © b- b- 00 OO o 1 1 CM © © co © © 0) c 03 J co iO © b- 00 0 -4>>to fl ao> 0> o>Qi >» (0(D
09(DÜ 0} 09E
0> -4->CQ bfi a5
f
o CQ1
*
e
1 09 <P ai
cü
3
C oî >-> '0> I T Ih u H 0 0 > 0 -^ 0 £ I T a ü H © 00 \//> 0 >*os
P • i-j <;aOI
|63
c
•Dh"
jaiIBd
J
3
il^d
H
L a possession des concepts < in terch ang eab ilité », « tolérance de fab rica tio n > et « alésage norm al » p erm et seule un trav a il raisonné. E n ex écu tan t la pièce interchangeable, a rb re ou alésage, le com pa gnon doit penser à l’organe m onté a rb re + alésage. Nous devons lu tter contre cette conception, erro née à notre avis, d’ap rès laquelle, d ans le trav a il en série, l’homme m écanisé et irresponsable peut a v a n ta g eu se m e n t trav a iller sans com prendre. Affir m ons au co ntraire h au tem en t que toutes les tâch es sont susceptibles d’être effectuées mieux, plus vite et plus économiquement, lorsque l’o p érateu r ajoute au trav a il de ses m a in s celui de son cerveau.
N otre enseignem ent de 1’ < interch an geabilité » po rtera donc sur les points su iv a n ts ;
1» Compréhension du systèm e à alésage normal et calcul des valeurs numériques :
a) P our les éléments co n stitu tifs ; la tolérance, la cote m axi e t la cote m ini ;
b) P our les ajustem ents : les jeux m axi et mini. 2° Choix de l’ajustem ent selon la fonction à satis faire :
a) M ontrer la série des aju stem en ts classiques au m oyen d ’exemples rencontrés sur le lieu de tra v a il ;
b) Manoeuvrer des aju stem ents types. Apprécier les jeux. D eviner leur nom ;
c) M esurer les cotes réelles. Classer les a ju ste m ents en fonction du jeu réel.
E n résum é, faire voir et toucher pour faire comprendre.
3° R éalisation des dimensions réelles dans les lim ites de la tolérance et utilisation des vérificateurs:
a j M ontrer com ment, su r une machine-outil, il est possible, au m oyen d’un tam bour gradu é à 20 m icrons p a r division, de régler avec une précision de 4 à 5 m icrons la dernière passe.
b) M ettre en évidence, expérim entalem ent, l’im
portance d ’une section de copeau au m oins égale au
copeau m inim um (S m m “ 0,05 X 0,1) ;
o) Concilier la nécessité d’enlever u n copeau au moins égal au copeau m inim um e t celle de la p ré cision à obtenir en dernière passe ;
d ) R éaliser l’équilibre des tem p ératures en tre la
pièce à mesui^er e t le vérificateur. Définir et m esurer le coefficient de dilatation therm ique des divers m é ta u x coupés.
R evenant à un point p articu lier de cette étude pédagogique, nous proposons, pour faire rapidem ent com prendre et assim iler le < systèm e d’in terch an geabilité, l’emploi d’un in stru m en t facilem ent réali sable.
Sur cet in strum ent, les microns, grossis mille fois, peuvent être vus, touchés et com ptés. C’est une règle g radu ée en m illim ètres au d ép art d’un zéro placé au milieu de sa longueur, d’où une g rad u a tio n positive e t une g ra d u a tion négative.
Chaque m illim ètre rep résente un micron. On m esure dans le voisinage de la cote nominale, qui coïncide avec le t r a i t zéro, toutes les ca rac téris tiques de r a ju s te m e n t e t des élé m e n ts constitutifs.
P our cela, c h a q u e tolérance adoptée est m atérialisée p a r une plaqu ette dont la la rg e u r en milli m ètres est égale au nom bre de m i crons de cette tolérance. S ur chaque plaquette son t m arquéee les ca rac té
ristiq u es ci-après ;
1“ L a fam ille de d iam ètres nom inaux 30 à 50 ou 50 à 80, etc... ;
2“ L a qualité requise (6 ou 7 ou 8) ;
3” L a zone de tolérance et en re g a rd les éc arts m axi et m ini avec leur signe + ou — ( é c art m a x i = cote m axi — cote nom inale ; é c art m ini = cote m ini — cote nom inale).
Les plaquettes-tolérances peuvent être différen ciées de plus au m oyen des couleurs :
Rouge, p a r exemple, pour les alésag es ( H ) .
V erte, p a r exemple, pour les arb res ( f g h, etc...).
1 T a b l e a u d e s TOLÉRANCES
e n fonction des cotes nominales et qualités
Q ualités C otes nominales
6
7
8
g
de 18 à 3 0 inclus / 13 fi 21 fi 3 3 ;^ 5 2 fi de 3 0 à 5 0 inclus 16,(i 2 5 fi 3 9 (i 6 2 fi d e 5 0 à 8 0 inclus 1 9 ;a 3 0 fi 4 6 fi 7 4 fi R ep résentatio n g raphique d ’un A J U S T E M E N T» df pv'orcch'on
tran5parénrc5 (celt<c5
C l o o t o ) _______________
RÈGLE A T O L E R A N C E S
Support t>0'i5 dur1
|iii.{Mi.|iiii|r 100 90 80 W to «O «O 30 pl^ ^uC d* p r o f ^ tia n ( « l u « p a i s t . 8 / 1 0 } ré q ltf q rJd u « (c « lU C f c l o u < ) . AK&RB. A L E i f f C S coPt m m i 3^.^75 , j€u m»Ki 50tJ I T J r b w SOiX 3 ^ mjiw 9)i njnnpmj ao 11ca^ nom ina/» </0
C r f« m i n i <tO. e O O IT jIttjQe Î5p to llllllllllllllllllllll 3 0 4 5 0
.7 .©
H « 2 5 / cJj u i U f n t n t représtn fé e i t H 7 -ritji|ii|iiiijnii|iiirjiii||iiiijiiii[iiiniiii|ii,ijiiii|iiiniiii|iiii|- 3 0 4 0 3 0 fiO 70 eo 90 100 de* - M t m n t e tel*ns
sérit
SO < SO th S0<iri* ,
C H 0 < ^ < tfo ] • 7 - 6 j e 7 , g 6 ^ h : 8 - 7 - 6 , j 6 , m 6 , p 6L ’élève, obéissant à un ordre dicté ou écrit, choisit les plaquettes-tolérances e t les place en posi tion correcte le long de la g rad u a tio n p a r rap p o rt au zéro de la cote nominale. Il lit et note les caractéristiq u es :
1“ Des élém ents : tolérances, cotes m axi, cotes m ini ; ;
2“ De l’aju ste m en t : jeu m axi, jeu mini, f ^ p l o i progressif de la règle à tolérances Voici, dan s un ordre de difiSculté croissante, les problèm es à résoudre qui peuvent être proposés aux élèves ;
1“ R echercher lea cotes m ax i e t mini de pièces con ten an tes (alésage H ), 40 H7 - 32 H6, etc... ;
2“ Rechercher les cotes m axi e t mini de pièces contenues (a rb re s), 40 e8 - 25 h7, etc... ;
3“ R echercher les jeu x m axi e t m ini entre alé sag es et a rb re s de m êm e qualité : 40 H7 h7 - 40 H7 f7, etc... ;
4“ Rechercher les jeux m axi et m ini entre alé sa g es et a rb re s de q ualités différentes.
A chaque exercice, indiquer l’usage de l’élém ent ou de l’aju ste m en t considéré.
Ainsi cette m éthode d’enseignem ent présente-t- elle le triple av a n ta g e de solliciter la vue, le sens tactile et le raisonnem ent. L ’enseignem ent collectif de ces notions e t le contrôle de leur acquisition sont sa n s difficultés particulières. Comme su r une ardoise, les élèves, au ssitô t le problèm e posé, réalisen t sur leur règle à tolérances, l’aju ste m en t dem andé. Au sign al du professeur, tous les élèves p résen tent à bout de b ras la solution qu’ils on t trouvée. C’est la m éthode « L a M artin ière », la rg e m e n t utilisée dans les écoles p rim aires jxiur la fo rm atio n au calcul m ental.
Il a p p a ra ît donc que la p lu p a rt des questions de technologie professionnelle peuvent être tra ité e s expérim entalem ent et les professeurs techniques ad jo in ts ch argés de cet enseignem ent sont p articu lièrem ent qualifiés pour m e ttre a u point les app a reils nécessaires.
L’au teu r de cet article invite tous les intéressés à lui faire p a r t de leurs besoins e t à lui signaler leurs réalisatio ns dans le dom aine de l’enseignem ent expérim ental.
CH EV A LIER,
P rofesseur Technique, E .N .N .A ., Paris.