Analyse des empilements
Introduction
L’analyse des tolérances est le seul moyen de déterminer la variation admissible entre les caractéristiques d’une pièce ou entre les tailles de pièces dans un assemblage et de savoir si les pièces satisferont leurs objectifs dimensionnels. L’analyse est itérative par nature et elle peut être effectuée du haut vers le bas (en laissant les exigences de l’assemblage déterminer les tolérances de la pièce) ou du bas vers le haut (la tolérance de la pièce détermine l’objectif de l’assemblage). Les informations obtenues conduisent à une meilleure compréhension de la machine ou du dispositif considéré.
Analyse d’empilement & Rapport
Afin d’effectuer l’analyse d’empilement présentée ici, tous les styles de tolérance doivent être convertis en forme égale-bilatérale. La figure ci-dessous montre comment procéder.
Le rapport & Esquisse
Le rapport peut être formaté pour renvoyer le pire cas ou la variation de tolérance statistique. Pire-cas détermine la variation maximale absolue possible pour un écart de distance sélectionné. Statistique détermine la variation maximale probable ou vraisemblable possible pour une dimension sélectionnée. Une règle simple pour déterminer le format à utiliser est que plus le nombre de tolérances dans la pile augmente, plus les avantages et la validité de l’utilisation d’une analyse statistique augmentent.
Un exemple de rapport et de croquis du pire cas est présenté ci-dessous. Notez comment le décalage d’assemblage dû à la variation des fixations flottantes est calculé (deux entrées) et l’importance de la façon dont la direction de la chaîne de dimensions affecte la sommation de la pile. La variation des fixations fixes ne nécessiterait qu’une seule ligne d’entrée dans la feuille de calcul.
Un exemple de rapport statistique et de croquis est présenté ci-dessous. Notez que le Root-sum-square (RSS) de la tolérance est utilisé pour déterminer la taille maximale et minimale de l’écart. Le calcul du pire des cas a également été inclus à titre de comparaison. Comme vous pouvez le voir, il montre une possible interférence de 3,7 mm lors de l’assemblage.
Il est important de noter que ces calculs ne s’appliquent qu’aux pièces et aux ensembles fonctionnant à 25° C. La dilatation ou le rétrécissement thermique doivent être pris en compte lorsque l’appareil doit supporter des températures extrêmes.
Dans le premier cas, la tolérance de perpendicularité appliquée à l’élément de référence B permet à des portions de l’élément de référence de s’incliner et/ou d’avoir une erreur de forme par rapport au point de référence B, qui est parfaitement perpendiculaire au point de référence A. Par conséquent, l’analyste de tolérance peut choisir d’inclure la tolérance de perpendicularité dans l’empilement des tolérances. La tolérance de perpendicularité permet uniquement de diminuer la distance entre l’élément de référence B et la rainure, elle doit donc être accompagnée d’un décalage de zone négatif. La tolérance de perpendicularité est ajoutée en tant que tolérance bilatérale égale de ±0,25, avec un décalage de zone de 0,25, qui correspond à la moitié de la valeur de la tolérance de perpendicularité. Le décalage de zone est indiqué en plaçant la valeur 0,25 dans la colonne -Dir sur la même ligne que la colonne ±Tol. Le deuxième cas est très explicite.
Tolérances de forme dans les empilements de tolérances
L’emplacement des caractéristiques est généralement la caractéristique la plus importante des caractéristiques dans les empilements de tolérances linéaires (TS), ce qui explique pourquoi la tolérance de position et de profil est plus souvent incluse dans les TS que les tolérances de forme. Cela s’explique par le fait que les TS sont effectuées pour trouver une distance minimale ou maximale et que, dans la majorité des cas, la forme ou le profil d’une caractéristique a peu ou pas d’effet sur la distance étudiée.