Angularité (GD&T) expliquée | Fractory

Comme défini par ASME Y14.5-2009, GD&T utilise 14 tolérances géométriques pour un contrôle spécifique sur diverses caractéristiques de la pièce. Ces commandes permettent la fabrication de nombreuses pièces de machines avec une précision enviable.

Pour faciliter la compréhension, ces 14 contrôles sont divisés en cinq groupes principaux. Il s’agit de la forme, du profil, de l’orientation, de l’emplacement et du faux-rond.

Les tolérances sous chacune des cinq catégories contrôlent principalement la caractéristique de la catégorie à laquelle elles appartiennent. Par exemple, les tolérances sous la catégorie de faux-rond (rond circulaire et total) contrôlent le faux-rond de la pièce. Mais dans certaines circonstances, ils peuvent également contrôler d’autres fonctionnalités.

Parmi les cinq groupes, les tolérances d’orientation contrôlent l’inclinaison associée aux fonctions de pièce. L’angularité est un type de contrôle d’orientation en plus du parallélisme et de la perpendicularité.

Dans cet article, nous aborderons la tolérance d’angularité, ses différents aspects, le cadre de contrôle des caractéristiques et les méthodes de mesure. Commençons par définir ce qu’est l’angularité.

Qu’est-ce que l’angularité ?

L’angularité est une légende GD&T 3D qui aide à maintenir un angle spécifié entre une entité (ligne ou surface) et une entité de référence. Il peut être utilisé pour référencer une ligne par rapport à une autre ligne, mais le plus souvent, il est utilisé pour maintenir une surface à un angle par rapport à un plan de référence ou de référence. Ceci est particulièrement important pour les pièces avec des surfaces inclinées qui s’accouplent avec d’autres pièces d’un assemblage.

Parfois, l’angularité est utilisée pour aligner une caractéristique de taille, telle que des broches ou des trous dans une surface, sur l’angle souhaité. Dans ces cas, l’angularité contrôle l’axe central du trou pour fixer son orientation.

L’angularité est également utilisée pour contrôler l’orientation des fonctions non circulaires telles que les onglets et les fentes. La légende d’angularité crée une zone de tolérance autour du plan médian pour contrôler ces fonctions.

Zone de tolérance d’angularité

zone de tolérance d'angularité GD&T

La plus grande idée fausse concernant l’angularité est qu’elle crée une zone de tolérance angulaire telle que 30 degrés +/- 10′. Cela signifierait que la caractéristique est censée être à un angle de 30 degrés par rapport à une référence et qu’elle a droit à une variation angulaire de 10 minutes de chaque côté. Mais ce n’est pas le cas de l’angularité.

La forme de la zone de tolérance change avec la fonction contrôlée. Dans le cas des surfaces, la zone de tolérance est exprimée par deux plans parallèles qui sont alignés avec l’angle exact requis par la conception. En d’autres termes, la zone est orientée par rapport au référentiel selon un angle de base (ou théoriquement exact) et la variation de surface est autorisée à flotter entre les deux plans.

Si la largeur de la zone augmente, le degré auquel un angle erroné est accepté augmente également. Ainsi, c’est la largeur de la zone qui limite indirectement la variation admissible de l’angle. Pour qu’une telle pièce soit conforme aux spécifications, tous les points de la surface doivent se trouver dans l’enveloppe.

Dans le cas d’un motif dimensionnel circulaire, tel qu’une goupille cylindrique ou un trou, la zone s’exprime par une zone de tolérance cylindrique autour de l’axe dudit motif. Cette zone est alignée sur l’angle de base par rapport au datum et le diamètre de la zone est spécifié dans le cadre de contrôle des fonctions. Comme précédemment, le diamètre de la zone détermine la variation angulaire admissible. Tant que l’axe central de la fonction se trouve dans la zone de tolérance, la pièce est approuvée.

Lorsqu’elle est utilisée pour contrôler des caractéristiques de taille non circulaires, telles que des onglets et des fentes, l’angularité crée une zone de tolérance plane avec un plan de chaque côté du plan central. Le centre de l’entité en chaque point doit se situer entre les deux plans de la zone de tolérance.



Explication de la zone de tolérance d'angularité GD&T

Explication de la zone de tolérance d’angularité GD&T

Angularité vs autres légendes

Angularité vs planéité

L’angularité peut être comprise comme une planéité orientée. Il utilise le même concept et la même zone de tolérance que la planéité mais est orienté selon un angle spécifique par rapport à la référence. Tous les points de la surface de la pièce doivent se trouver entre les deux plans pour les deux légendes.

La différence est que la planéité est mesurée par rapport à elle-même et, par conséquent, fonctionne sans référence alors que la tolérance d’angularité fait référence à une référence. Ainsi, l’angularité contrôle l’angle ainsi que la planéité d’une surface.

Si nous voulons uniquement contrôler l’angle à la place et non la planéité, nous pouvons utiliser le modificateur de plan tangent (T dans un cercle) qui contrôle le plan tangent à la surface au lieu de toute l’épaisseur de la surface. Ceci est particulièrement important lorsque vous travaillez avec des matériaux naturels car ils ont une certaine épaisseur (contreplaqué, bois, tôles) et des défauts tels que des nœuds de bois.

Angularité vs perpendicularité et parallélisme

L’angularité présente également des similitudes avec la perpendicularité et le parallélisme. En fait, de nombreux livres font référence à la perpendicularité et au parallélisme comme des cas particuliers d’angularité. Ils nécessitent tous des éléments de référence et créent des zones de tolérance totales larges pour définir la précision attendue d’une pièce. De cette façon, l’angularité ressemble plus à la perpendicularité et au parallélisme qu’à la planéité.

La seule différence est que dans le cas de la perpendicularité et du parallélisme, les angles sont respectivement de 90 degrés et 0 degrés. Alors que pour l’angularité, il peut s’agir de n’importe quelle valeur comprise entre 0 et 90 degrés, y compris les deux.

Ainsi, il est parfaitement correct d’appliquer l’angularité partout où vous utiliseriez la perpendicularité ou le parallélisme sans aucun problème.

Cadre de contrôle de la fonction d’angularité

cadre de contrôle de fonction d'angularité

Angularity utilise un cadre de contrôle de fonctionnalité (FCF) simple et facile à comprendre. Le FCF marque l’entité sous contrôle à l’aide d’une flèche de repère qui pointe vers l’entité ou sa ligne d’extension. Le cadre de contrôle des fonctionnalités peut être divisé en trois parties distinctes. De gauche à droite, ces trois parties sont :

Bloc de tolérance géométrique

symbole de tolérance d'angularité

Ce bloc du FCF donne des informations sur le type de tolérance géométrique appliqué à l’entité.

Chaque tolérance dans GD&T a été affectée d’un symbole spécifique. Le symbole indiquant l’angularité est un angle aigu s’ouvrant vers la droite (⦟).

Bloc de tolérance de fonction

Il s’agit du deuxième bloc du FCF et il explique la forme et l’ampleur de la zone de tolérance pour la légende. Le premier symbole de ce bloc correspond à la forme de la zone.

Comme indiqué précédemment, il existe deux principaux types de zones de tolérance en angularité. Lorsqu’elle est appliquée aux goupilles et aux trous, l’angularité crée une zone de tolérance cylindrique qui nécessite qu’un symbole de diamètre soit placé dans ce bloc.

Si la tolérance est une zone de tolérance large totale comme dans le cas des lignes, des surfaces et des éléments non circulaires, aucun symbole supplémentaire n’est nécessaire car il s’agit de la zone de tolérance par défaut.

Ce symbole est suivi d’une valeur numérique appelée valeur de tolérance. L’ASME le définit comme le montant total qu’une dimension spécifique est autorisée à varier. C’est la différence entre les limites maximale et minimale.

Pour l’angularité, il s’agit de la largeur entre les plans parallèles de la zone de tolérance plane ou du diamètre de la zone dans le cas d’une zone de tolérance cylindrique.

Le symbole suivant concerne les modificateurs d’état des matériaux. En ce qui concerne l’angularité, elle est souvent appelée avec MMC dans le cas des broches et des trous pour s’assurer que peu ou pas d’interférence se produit entre les pièces d’accouplement lors de l’assemblage. Ceci est représenté par la lettre M dans un cercle.

Bloc de référence

Il s’agit du troisième et dernier bloc du FCF. Il donne des informations sur les éléments de référence utilisés comme références pour la légende d’angularité. L’axe de référence ou la surface est représenté par une lettre sur le dessin qui est ensuite placé dans le FCF.

Faites attention que l’angularité FCF ne parle pas de l’angle qu’il doit maintenir par rapport à la référence. Alors, où obtenons-nous ces informations ?

L’angle que la surface sous contrôle doit maintenir avec la référence est indiqué sur le dessin comme un angle de base. Dans le cas de mesures d’angularité parallèles et perpendiculaires, les angles de zéro et de 90 degrés ne sont jamais indiqués, mais ils sont supposés. Toutes les autres valeurs d’angle sont indiquées sur le dessin.

Comment mesurer l’angularité



Inspection de l'angularité à l'aide d'un comparateur à cadran et d'une barre sinusoïdale

Inspection de l’angularité à l’aide d’un comparateur à cadran et d’une barre sinusoïdale

L’angularité maintient la planéité d’une surface à un angle spécifique. Par conséquent, les méthodes utilisées pour mesurer la planéité peuvent également être appliquées à l’angularité, quoique sous un angle. Si tous les points de la surface dans les deux sens (longueur et largeur) se situent entre les deux plans, cette partie se situe dans la tolérance d’angularité spécifiée et est dite conforme aux spécifications.

Pour la zone cylindrique, nous dérivons l’axe de la caractéristique de taille et nous nous assurons qu’il se trouve entièrement dans la zone.

La métrologie offre une variété d’options pour mesurer l’angularité dans les deux cas. Parmi les méthodes les plus avancées, les comparateurs optiques ou MMT sont souvent utilisés. Pour les lignes de production à haut volume, les entreprises peuvent opter pour des jauges go/no-go personnalisées.

La méthode traditionnelle de mesure de l’angularité utilise une plaque sinusoïdale. L’élément à inspecter est incliné par rapport à l’angle de base du dessin de sorte qu’il soit horizontal et donc parallèle à la dalle de granit. Le machiniste vérifie ensuite si la planéité de la surface est dans les limites autorisées à l’aide d’un comparateur à cadran.

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