Explication du profil d’une surface (GD&T)

Profil GD&T d'une surface

GD&T se compose de 14 tolérances géométriques qui peuvent être appliquées à n’importe quelle caractéristique de pièce pour les contrôler. Ces tolérances sont décrites en détail dans ASME Y14.5-2009.

Beaucoup de ces 14 tolérances ont des caractéristiques similaires les unes aux autres dans la façon dont elles contrôlent la forme et les dimensions d’une pièce, il est donc important de comprendre à l’avance quelle est l’utilisation prévue de la pièce.

Pour faciliter l’utilisation, ces 14 tolérances sont divisées en cinq groupes principaux.

  1. Formulaire

  2. Orientation

  3. Emplacement

  4. Profil

  5. S’épuiser

Dans cet article, nous allons étudier le profil d’une légende de surface (ou profil de surface) faisant partie du groupe de profils mentionné ci-dessus. Ces deux légendes peuvent nous aider à fabriquer des géométries qui ont des formes extérieures complexes avec des détails impressionnants.

Qu’est-ce que le profil d’une surface dans GD&T ?

Le profil d’une surface est une légende GD&T extrêmement puissante et polyvalente. Il peut être utilisé sur presque toutes sortes de formes extérieures complexes où d’autres tolérances ne sont pas facilement applicables.

Quelques exemples d’utilisation de profil de surface :

  1. Aéronautique : aile d’avion, prise d’air pour moteur, aubes de turbine

  2. Secteur automobile : BiW, montant A, forme extérieure complexe

  3. Conception de produits : conception de formes extérieures complexes pour les appareils grand public tels que les cafetières, les smartphones et les écrans.



Profil d’une surface contrôle le profil de surface d’une pièce conformément au modèle CAO ou au dessin. De nombreuses pièces d’ingénierie telles que les aubes de turbine, les BiW de voiture et les ailes d’avion ont des surfaces très complexes. Ces surfaces doivent être fabriquées dans les moindres détails pour des raisons fonctionnelles. Le profil d’une légende de surface peut nous aider à fabriquer ces pièces en contrôlant le profil de surface pendant la fabrication et en mesurant les résultats après la production.

Le profil d’une surface génère une surface virtuelle qui sert de ligne de base pour mesurer la surface réelle. Ainsi, il est possible de créer des profils de surface très complexes tant qu’ils peuvent être créés en tant que modèle CAO. La spécification de la surface requise doit également être dans les capacités du processus de fabrication à utiliser.

Zone de tolérance du profil de surface

La zone de tolérance du profil de surface se compose de deux plans parallèles, disposés bilatéralement de chaque côté de la surface courbe idéale (c’est-à-dire le vrai profil). Les deux plans suivent la forme de la surface idéale et la distance entre eux est la limite de tolérance pour la légende. Une limite de tolérance plus petite donne un contrôle plus strict mais peut être difficile à fabriquer. Les points sur toute la surface de la pièce doivent se situer dans la zone de tolérance spécifiée pour qu’elle soit acceptée.

Relation entre le profil de surface et les autres symboles GD&T

Comme mentionné ci-dessus, le profil d’une surface peut remplacer efficacement presque toutes les légendes GD&T, qu’elles soient courbes ou plates. Voyons quelques exemples :

Profil d’une surface vs contrôles de formulaire

Lorsqu’il est utilisé sans référence, le profil d’une surface peut remplacer tous les contrôles de formulaire.

Les quatre contrôles de formulaire sont

  1. Platitude

  2. Cylindricité

  3. Circularité

  4. Rectitude

Ces contrôles de forme contraignent la forme d’une pièce en créant une zone de tolérance entre deux surfaces parallèles. Ces plans peuvent être plats ou cylindriques.

Profil d’une surface vs contrôles d’orientation

Lorsqu’il est utilisé avec une légende de référence, le profil d’une surface peut remplacer tous les contrôles d’orientation.

Les contrôles d’orientation sont :

  1. Parallélisme

  2. Perpendicularité

  3. Angularité

Pour orienter une fonction de pièce dans GD&T, nous avons besoin d’un point de référence tel qu’un plan, une ligne ou un axe de référence. En spécifiant une donnée dans le profil du cadre de contrôle des fonctionnalités d’une surface, nous pouvons reproduire la fonction de tous les contrôles d’orientation pour maintenir une surface dans une position particulière.

Profil d’une surface vs tolérance de profil de ligne

Le profil d’une tolérance de surface est l’équivalent 3D de la tolérance de profil de ligne. Alors que le profil d’une ligne contrôle une section transversale spécifique sur la pièce, le profil d’une surface contrôle chaque section transversale sur toute la longueur de la surface.

Il y a des moments où les deux contrôles de profil peuvent être appliqués ensemble. Dans un tel cas, la tolérance du profil de ligne est plus étroite que le profil d’une surface. Ceci est fait pour obtenir un meilleur contrôle aux sections transversales critiques tandis que le profil d’une surface maintient un contrôle global plus lâche sur toute la surface.

Profil d’un cadre de contrôle des fonctions de surface

Une flèche de repère relie le cadre de contrôle de fonction (ci-après appelé FCF) du profil d’une tolérance de surface à la fonction de pièce. Comme tout autre FCF dans GD&T, le profil d’un FCF de surface peut être divisé en trois blocs distincts. Ceux-ci sont:

Bloc de tolérance géométrique

Ce bloc définit la tolérance géométrique appliquée à une entité en hébergeant son symbole. Le profil d’un symbole de surface est un demi-cercle inversé avec un diamètre horizontal reliant ses deux extrémités.

Bloc de tolérance de fonction

Ce bloc contient des informations spécifiques sur la façon dont une tolérance s’applique à une fonction. Puisque pour le profil d’une surface, la zone de tolérance est une zone de tolérance large totale qui est la zone par défaut, il n’y a pas de symbole spécial pour cela. Elle est suivie de la limite de tolérance. Cette limite, également appelée valeur de tolérance, est la distance entre les deux plans de la zone de tolérance et est représentée par sa valeur numérique dans le FCF.

Ce numéro est généralement suivi de modificateurs d’état du matériau (MMC, LMC, etc.), mais ceux-ci ne s’appliquent pas au profil de contrôle de surface.

Bloc de référence

C’est le troisième bloc de GD&T qui contient les plans de référence pour les tolérances. Dans le cas d’un profil de contrôle surfacique, l’utilisation d’une donnée est facultative. Lorsqu’aucune donnée n’est présente, la légende contrôle uniquement la forme de l’entité. Mais si nous voulons contrôler des aspects supplémentaires tels que l’orientation, l’emplacement et la taille, nous devons définir une ou plusieurs références selon les besoins.

Quand utiliser le profil d’une tolérance de surface ?

Comme mentionné dans les exemples ci-dessus, le profil d’une surface peut remplacer efficacement presque toutes les tolérances de forme et d’emplacement. Alors la question devient :

Pourquoi n’est-il pas utilisé partout ?

La réponse se résume à la tarification. Afin de mesurer le profil de surface, la pièce doit être mesurée via une machine CMM. Les machines CMM peuvent mesurer avec une sonde ou avec un laser. Quoi qu’il en soit, ces deux options sont coûteuses car :

  1. Il faut du temps pour programmer la machine et ensuite mesurer. Ceci n’est pas possible pour les pièces en cours de production.

  2. Ils nécessitent des opérateurs qualifiés : L’opérateur ne doit pas seulement être formé à la mesure, mais il doit également savoir interpréter les dessins. Ces opérateurs ne sont pas bon marché.

Par conséquent, il est fortement conseillé aux ingénieurs de s’assurer que la tolérance du profil de surface est nécessaire et qu’aucun autre GD&T ne peut répondre à l’exigence.

Points importants à retenir

Voici quelques bonnes pratiques et points importants à prendre en compte lors de l’utilisation du profil de tolérance de surface.

  1. Comme avec tous les GD&T, assurez-vous que les cotes de base sont utilisées lors de l’ajout de cotes numériques pour les fonctions contrôlées avec le contrôle du profil de surface.

  2. La plage de tolérance numérique pour le profil de surface dépend du facteur suivant :

    1. La surface prévue est-elle exposée ou assemblée ?

    2. À quel type de facteurs environnementaux la pièce sera-t-elle soumise ? Mettre un contrôle de profil serré sur un panneau de pare-chocs par exemple n’a pas de sens si la pièce va se dilater et se contracter en fonction de la température

Il est donc extrêmement important que analyse de la chaîne de tolérance est menée au préalable pour trouver les valeurs numériques qui sont mises dans le dessin.

Conclusion

Le profil de surface est un symbole GD&T extrêmement puissant qui peut être utilisé pour des profils de surface complexes pour toutes sortes de pièces. Cependant, il doit être utilisé en gardant à l’esprit les coûts associés à la mesure et à la vérification des pièces.