La symétrie (GD&T) expliquée | Fractory

L’édition 2009 de l’ASME Section Y14.5 définit 14 tolérances géométriques dans GD&T. L’industrie manufacturière utilise ces tolérances pour transmettre l’intention de fabrication des concepteurs aux fabricants. GD&T nous aide à inspecter, contrôler et mesurer les différentes caractéristiques d’une pièce de machine.

Les 14 tolérances géométriques sont classées en 5 groupes principaux – forme, emplacement, profil, orientation et disposition. La symétrie est l’une des trois tolérances sous contrôle d’emplacement (les deux autres étant la position vraie et la concentricité).

Comme son nom l’indique, il contrôle la symétrie des caractéristiques de la pièce telles que les cônes, les trous, les chanfreins, les courbes, etc. Cela peut ne pas être nécessaire dans les applications générales. Cependant, dans des applications spéciales où l’équilibre et la charge équidistante sont très préoccupants (applications à grande vitesse), la symétrie devient de plus en plus importante.

Qu’est-ce que la symétrie ?

La symétrie GD&T est une tolérance 3D qui garantit que les fonctions de pièce sont symétriques par rapport à un plan de référence. Le repère définit un plan central et crée une zone de tolérance autour de celui-ci.

La légende de symétrie GD&T assure le contrôle de la symétrie en vérifiant la distance entre deux points correspondants de chaque côté du plan de référence et en calculant leurs points médians. Ces points médians doivent se trouver près du plan de référence et se trouver dans la zone de tolérance de symétrie spécifiée dans le cadre de contrôle des fonctionnalités.

Théoriquement, l’inspecteur doit vérifier tous les points médians et les trouver dans la zone de tolérance. Cependant, pour des raisons pratiques, moins de points à différentes sections transversales sont inspectés. Les positions médianes restantes sont interpolées pour obtenir le plan médian.

Zone de tolérance de symétrie

zone de tolérance de symétrie

La tolérance de symétrie consiste en deux plans parallèles, un de chaque côté du plan central de référence. La distance entre les deux surfaces parallèles est la limite de tolérance du repère. Par exemple, si la limite de tolérance est fixée à 0,03 mm, les deux plans seront à une distance de 0,015 mm de part et d’autre du plan de référence. Ce type de zone est le type de zone de tolérance par défaut dans GD&T. Elle est aussi parfois connue sous le nom de zone de tolérance large totale.

Tous les points du plan médian doivent être compris dans le volume compris entre les deux plans de la zone de tolérance pour approbation.

Symétrie vs autres légendes

L’appel de symétrie GD&T est un type de contrôle d’emplacement. Il garantit que deux fonctions sont à leurs emplacements appropriés lorsqu’elles sont vérifiées par rapport au plan de référence. D’autres contrôles d’emplacement peuvent également effectuer le même travail, mais en utilisant une méthode et un type de zone de tolérance différents. La tolérance de symétrie est comparable à la concentricité et à la vraie position en termes de ce qu’ils peuvent réaliser.

Symétrie et concentricité

La légende de concentricité contrôle la concentricité des surfaces cylindriques tandis que les contrôles de symétrie sont généralement appliqués à toute surface non cylindrique. Beaucoup se réfèrent à la concentricité comme la version circulaire de la symétrie. ASME Y14.5M-1994, 5.14 stipule que : « … les contrôles de symétrie et de concentricité sont le même concept, sauf qu’ils sont appliqués à différentes configurations de pièces. »

La symétrie GD&T contrôle l’emplacement de deux entités en établissant un plan de référence. Le symbole de concentricité, d’autre part, vérifie la concentricité en établissant un axe de référence central. Il mesure ensuite la propagation des centres réels des sections transversales cylindriques ; et s’ils sont dans la zone de tolérance cylindrique autour de l’axe de référence idéal. La concentricité dérive un axe central réel au lieu d’un plan médian.

La symétrie et la concentricité sont incroyablement difficiles à mesurer. Pour des mesures précises, une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) est indispensable.

Symétrie et position vraie

La symétrie et la position réelle peuvent toutes deux être utilisées pour définir l’emplacement idéal d’une fonction de pièce. Ils peuvent même être utilisés de manière interchangeable dans certaines situations. Cependant, la position vraie est beaucoup plus polyvalente que la symétrie. Il peut faire tout ce que la symétrie peut faire, mais l’inverse n’est pas vrai.

L’annonce de position réelle peut établir une zone de tolérance large totale ainsi qu’une zone circulaire. Cela augmente la gamme de fonctionnalités qui peuvent être contrôlées par celui-ci. La position vraie permet des tolérances supplémentaires, contrairement à la symétrie. La symétrie ne permet pas non plus le décalage des fonctions de référence et la zone de tolérance projetée, qui sont tous deux possibles avec la position réelle.

Une autre différence est que la position réelle peut être appelée Relative to Feature Size (RFS), ou with Least/Maximum Material Condition (LMC/MMC). La symétrie est toujours appliquée RFS.

Cadre de contrôle des fonctions de symétrie

symétrie fcf

Le cadre de contrôle des fonctionnalités (FCF) pour la symétrie est l’un des plus faciles à comprendre et à utiliser. Sur le dessin, le FCF est connecté à l’entité à l’aide d’une flèche de repère. Il pointe vers la surface de l’entité ou sa ligne d’extension.

Le FCF donne toutes les informations requises sur une légende à l’aide d’une norme définie. Un FCF général peut être divisé en trois blocs principaux :

  • Bloc de tolérance géométrique
  • Bloc de tolérance de fonction
  • Bloc de référence

Bloc de tolérance géométrique

bloc de caractéristiques géométriques de symétrie

Ce bloc donne des informations sur la tolérance géométrique appliquée à l’entité. Il abrite le symbole de la légende. Le symbole de symétrie GD&T se compose de trois lignes horizontales superposées, la ligne médiane étant légèrement plus longue que les deux autres. La ligne médiane représente le plan de référence tandis que les deux autres représentent une caractéristique soumise à l’exigence de symétrie.

Bloc de tolérance de fonction

Ce bloc donne des informations sur le type de zone de tolérance, la limite de tolérance et les modificateurs d’état du matériau, le cas échéant. La zone de tolérance pour la symétrie est une zone de tolérance large totale. Aucun symbole n’est requis car il s’agit du type de zone par défaut.

La limite de tolérance représente la distance entre les deux plans parallèles. Plus le nombre est bas, plus la tolérance est serrée.

L’appel de symétrie est toujours appliqué RFS, ni MMC ni LMC ne s’applique ici. RFS est la condition par défaut et ne nécessite pas de symbole.

Bloc de référence

Le bloc de référence abrite l’axe, les points ou les plans de référence qui servent de références pour les légendes. La légende de symétrie nécessite une référence qui servira de plan de référence pour la mesure. La zone de tolérance est placée uniformément de part et d’autre de ce plan. Des mesures sont prises sur ce plan lors d’une inspection. Le nom de ce plan de référence est placé dans le bloc de référence.

Comment mesurer la symétrie

Parmi toutes les légendes GD&T, la symétrie est l’une des légendes les plus difficiles à mesurer. Les points médians qui doivent se trouver dans la zone de tolérance sont une caractéristique dérivée et il n’y a pas de surfaces réelles facilement disponibles pour la mesure. Le symbole de symétrie nécessite le calcul de ces points médians avec l’entité sous contrôle de symétrie. De tels calculs nécessitent beaucoup de temps et un opérateur qualifié.

Il existe deux manières principales de mesurer la tolérance de symétrie.

  • À l’aide d’un pied à coulisse ou d’un micromètre
  • Utilisation d’une machine à mesurer tridimensionnelle

À l’aide d’un pied à coulisse ou d’un micromètre

Il est possible de mesurer la symétrie avec un pied à coulisse analogique ou un micromètre dans certains cas plus simples. Cependant, la compétence de l’opérateur et l’erreur de l’instrument peuvent affecter la précision de ces mesures et, par conséquent, ce n’est généralement pas recommandé.

Différentes conceptions d’instruments sont disponibles pour différentes mesures de forme et d’emplacement. Ils peuvent mesurer la taille efficacement mais peuvent ne pas être aussi précis lors de la vérification du formulaire. Un autre inconvénient est que cette méthode nécessite un enregistrement manuel des mesures.

Utilisation d’une machine à mesurer tridimensionnelle

C’est la méthode la plus courante pour mesurer la symétrie. Une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) peut tracer tous les points médians en amenant simplement le stylet en contact avec les points opposés. Cette méthode offre une précision comparativement plus grande par rapport à un pied à coulisse ou un micromètre.

Initialement, le CMM est configuré pour établir le plan central théorique. Ensuite, les deux côtés symétriques sont mesurés à l’aide du stylet CMM pour calculer où se situent les points médians. Les positions de tous les points médians le long de la longueur de l’entité sont comparées au plan de référence. Les inspecteurs approuvent la pièce tant qu’aucun point médian ne dépasse les limites de tolérance autour du plan de référence.

Le CMM enregistre les mesures. Bien que cette méthode nécessite moins de la part des opérateurs, elle reste relativement complexe pour obtenir des résultats précis.

Utilisations de la symétrie

La symétrie trouve une utilisation dans des applications très spécifiques où il est nécessaire de répartir uniformément la charge ou la forme. La symétrie est préférée pour :

  • Applications à grande vitesse où l’équilibrage statique et dynamique est une préoccupation majeure
  • Éléments de machine sous forte charge pour éviter une usure inégale
  • Charges fluctuantes pour éviter la rupture par fatigue due à une charge disproportionnée

Dans la mesure du possible, les fabricants évitent l’utilisation de la tolérance de symétrie car il s’agit d’une légende difficile et coûteuse à mesurer.

Points importants à retenir

  • Il convient de noter que la légende de symétrie a été supprimée de l’édition 2018 de l’ASME Y14.5-2018, car elle peut être facilement remplacée par la position réelle. La symétrie était dans les éditions 1994 et 2009 qui sont encore principalement utilisées dans l’industrie aujourd’hui.
  • La rectitude et le parallélisme peuvent également remplacer la symétrie dans certains cas.

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