Explication des tolérances de la tôle

Dans la conception 3D des pièces, les dimensions de conception doivent tenir compte de l'ensemble des variations admissibles.

Les concepteurs de pièces doivent tenir compte de l'éventail des modifications possibles des dimensions du produit au cours du processus de conception.

Si la plage de variation des dimensions de la pièce n'est pas appropriée, par exemple si la tolérance de la tôle est trop serrée, un processus de fabrication plus précis est nécessaire pour garantir la précision du produit fini.

Toutefois, cette technologie n'est disponible que chez quelques fabricants et entraîne une augmentation significative des coûts de production.

En revanche, si la plage de tolérance est trop large, elle ne peut pas garantir la qualité des pièces.

Il est donc essentiel de déterminer une plage de tolérance appropriée pour la taille de la pièce, qui tienne compte à la fois de la précision et du coût.

Qu'est-ce que la tolérance de la tôle ?

La tolérance de la tôle est une plage spécifiée qui permet des variations dans les dimensions de conception des pièces.

La plage de tolérance définit les limites supérieures et inférieures de la dimension variable de la pièce.

La zone de tolérance de la tôle est une zone définie par les écarts supérieurs et inférieurs.

Les tolérances plus étroites ont une zone de tolérance plus large, tandis que les tolérances plus serrées ont une gamme plus réduite de limites supérieures et inférieures.

Des tolérances plus étroites signifient également que les dimensions de la pièce sont plus précises.

Pourquoi avons-nous besoin de la tolérance de la tôle ?

Lors du traitement des pièces, de légères différences entre les plaques métalliques peuvent entraîner des différences dans le produit final.

Des facteurs tels que l'épaisseur, la pureté, la texture, l'âge et la méthode de traitement du matériau peuvent avoir un impact sur la qualité du traitement de la tôle.

Le fait de disposer d'une certaine plage de tolérance peut améliorer l'ajustement de la pièce et potentiellement réduire les coûts de production, pour autant qu'elle soit maintenue dans une fourchette raisonnable.

Une taille trop précise nécessite une technologie et un équipement plus spécialisés, ce qui se traduit généralement par des délais de traitement plus longs.

Par conséquent, l'utilisation de tolérances raisonnables dans la conception des pièces est cruciale pour déterminer la taille du produit final.

Définitions relatives des tolérances

Il existe différentes formes de tolérances utilisées dans le traitement des tôles, notamment la longueur, la largeur, l'épaisseur, l'épaisseur de paroi, les courbes, les courbures, les fraisages, les ourlets, les trous, les fentes, les encoches et les onglets.

Outre la tolérance dimensionnelle, les pièces présentent également des différences entre leur forme réelle ou leur position mutuelle par rapport à la géométrie idéale, appelées respectivement tolérance de forme et tolérance de position.

La tolérance dimensionnelle fait référence à la variation admissible de la taille et est exprimée comme la différence entre la dimension limite maximale et la dimension limite minimale, ou entre l'écart supérieur et l'écart inférieur.

D'autre part, la tolérance de position est la variation totale autorisée par la position de l'élément réel par rapport au point de référence et peut être divisée en tolérance d'orientation, tolérance de positionnement et tolérance de battement.

Les degrés de tolérance déterminent la précision des dimensions et sont divisés en 18 degrés selon les normes internationales, les valeurs de tolérance les plus élevées représentant des difficultés de traitement moindres.

Les IT01 à IT4 sont utilisés pour la production de jauges et d'instruments de mesure, les IT5 à IT7 pour les applications de mécanique de précision et les IT12 à IT14 pour le traitement ou l'emboutissage de la tôle.

Les symboles de tolérance sont exprimés en valeur absolue sans signe, une tolérance dimensionnelle plus faible indiquant une plus grande précision dimensionnelle.

La tolérance dimensionnelle est égale à la différence entre la dimension limite maximale et la dimension limite minimale ou égale à la différence entre l'écart supérieur et l'écart inférieur.

Comment déterminer les tolérances de la tôle ?

La tolérance des pièces fait référence aux dimensions dans la conception et la fabrication des pièces qui n'ont pas d'indications de tolérance ou qui ne font pas partie de la chaîne de dimensions et n'affectent pas directement les propriétés d'ajustement.

La sélection correcte de la tolérance des pièces est cruciale pour l'ajustement dimensionnel des pièces dans la conception mécanique.

Si la tolérance de la pièce n'est pas choisie correctement, la chaîne de dimensions de la conception de la pièce sera incomplète.

Pour les pièces dont les exigences de précision sont moindres, des tolérances générales peuvent être utilisées dans le processus de marquage des tolérances.

Toutefois, pour les pièces exigeant une grande précision, la tolérance doit être spécifiée en détail dans la conception mécanique afin de s'assurer qu'elle répond aux besoins réels.

La taille, la forme, l'emplacement et les autres exigences d'une pièce sont déterminés par sa fonction.

Le choix du degré de tolérance doit répondre aux exigences de conception et de qualité des pièces, en tenant compte de facteurs tels que le coût de traitement, les performances du produit, la fonction, la durée de vie et la consommation de carburant.

Comment effectuer une analyse de tolérance ?

Les méthodes d'analyse de la tolérance sont principalement unidimensionnelles et tridimensionnelles.

La méthode unidimensionnelle ne nécessite pas l'achat d'un logiciel, son coût est donc faible, tandis que la méthode tridimensionnelle est plus coûteuse.

Il existe également deux méthodes différentes pour l'analyse de la tolérance unidimensionnelle, l'une étant le cas le plus défavorable et l'autre la méthode de la racine carrée moyenne (RSS).

La seconde méthode appartient à la catégorie des méthodes statistiques, tandis que la méthode des limites est relativement simple.

Limite dimensionnelle supérieure LSU : 10,2+10,2+10,2+10,2+10,2=51

Limite inférieure de la dimension : 9,8+9,8+9,8+9,8+9,8=49, la plage de fluctuation de la dimension D est donc de 49~51.

La méthode des limites est l'accumulation directe de chaque limite de taille, tandis que la méthode statistique consiste à prendre en compte la probabilité de chaque taille pour calculer la probabilité de chaque taille après accumulation.

Si nous voulons utiliser la méthode des probabilités pour analyser, nous devons connaître la probabilité respective de chaque dimension.

Voici la probabilité de distribution de la dimension A. S'il s'agit d'un processus stable, il devrait s'agir d'une distribution normale.

Nous devons alors connaître la distribution globale et les deux paramètres de la distribution normale, la moyenne et l'écart-type.

L'écart-type décrit l'état discret d'une distribution. Il s'agit d'une mesure de la dispersion moyenne d'un groupe de données.

L'écart-type est important, ce qui indique qu'il y a une grande différence entre la plupart des valeurs et la valeur moyenne.

Le faible écart-type indique que la différence entre la plupart des valeurs et la moyenne est faible.

Après avoir connu la valeur moyenne et l'écart-type, nous pouvons voir la distribution de cette dimension.

Comme le montre la figure ci-dessus, la valeur moyenne est de 10 et l'écart-type est de 0,067.

Si deux dimensions sont cumulées, que la valeur moyenne est la même et que l'écart-type est différent, la distribution cumulative est complètement différente.

Les résultats seront différents si l'état de distribution de la fluctuation des dimensions est différent.

La définition originale de la tolérance est la définition de la limite, qui ne permet pas de décrire correctement une distribution.

Deux paramètres sont nécessaires pour décrire une distribution : la valeur moyenne et l'écart-type.

Afin d'associer la tolérance d'intervalle originale, un autre paramètre - CPK - doit être introduit.

Pour simplifier la description, nous supposons que le centre ne se déplace pas, CP=CPK.

Comme le montre la figure ci-dessous, avec une plage de tolérance et un CP, vous pouvez connaître l'écart-type. En ajoutant la valeur moyenne, on peut déterminer la distribution normale.

Le tableau suivant indique le niveau de sigma correspondant à CP (CPK). CP (CPK) 2 signifie 6 sigmas, et CP (CPK) 1,67 signifie 5 sigmas.

Lorsque nous connaissons la CP (CPK), nous pouvons obtenir le niveau sigma et nous connaissons la distribution normale.

Par conséquent, la valeur moyenne, l'intervalle de tolérance et la CP (CPK) doivent être connus lors de l'analyse de la tolérance.

Si nous connaissons la distribution de toutes les dimensions de la chaîne dimensionnelle, nous devons calculer la distribution de la variation totale.

Nous avons besoin de la formule de calcul de RSS (Root Sum Square), c'est-à-dire que le carré de l'écart-type de la distribution normale de l'écart-type global est égal à la somme carrée de l'écart-type de chaque sous-distribution.

Par conséquent, l'écart-type de chaque dimension est égal au niveau sigma correspondant à la tolérance/CP, comme le montre la figure ci-dessous σ exprime l'écart-type.

σ²= (tolérance/sigma du processus) ²

L'empilement des différents σ² est la distribution totale de l'écart-type global σ².

Enfin, un modèle Excel peut être utilisé pour mettre en œuvre le processus d'analyse.

Inscrivez les paramètres pertinents de chaque dimension dans le tableau du modèle pour obtenir les résultats de l'empilement de l'écart-type global.

Conclusion

Ce blog donne un aperçu des bases de la tolérance de la tôle et de la manière d'effectuer une analyse de tolérance.

La conception des pièces devient de plus en plus complexe et les tolérances requises de plus en plus strictes.

Pour atteindre la tolérance requise pour la tôle lors de la conception des pièces, les fabricants doivent utiliser des machines précises lors de la production.

ADH a 20 ans d'expérience dans la fabrication de machines de traitement de la tôle, y compris les presses plieuses, les cisailles et les machines de découpe au laser à fibre.

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FAQs

Qu'est-ce que la tolérance de planéité de la tôle ?

La planéité est un type de tolérance de forme, représentée par un cercle (○).

Elle limite l'écart entre le contour circulaire réel et le contour circulaire idéal des pièces à surface cylindrique (y compris les surfaces coniques et sphériques) dans une section transversale perpendiculaire à l'axe.

Qu'est-ce que la tolérance standard de la tôle ?

Une tolérance standard est une tolérance répertoriée dans une norme internationale pour déterminer la taille de la zone de tolérance.

Les tolérances standard sont divisées en grades de tolérance, unités de tolérance et dimensions de base.

En règle générale, il existe 18 catégories de tolérances standard.

Plus le degré de tolérance standard est élevé, plus la valeur de la tolérance est petite, ce qui se traduit par un niveau de précision plus élevé pour les pièces d'une taille donnée.