Tolérances dimensionnelles usuelles ISO pour les arbres et les alésages

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Tolérances dimensionnelles usuelles ISO pour les arbres et les alésages

Catégorie : Machines et composants

Read Time: 14 mins

Publication : 30 janvier 2020

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Index de l'article

Côte ou dimension ?

Dans le monde de l’industrie et de la fabrication, la réalisation d’un produit ou d’une pièce mécanique est soumise à des conditions de fabrication qui sont toujours variables. Les pièces doivent aussi répondre à des exigences de qualité et des conditions fonctionnelles pour assurer le bon fonctionnement. Mais il est impossible de réaliser une pièce avec une multitude d’exemplaires tout en ayant la même valeur mesurée sur la géométrie de la pièce (longueur, diamètre, angle …).

Si on demande à un tourneur de réaliser un axe de diamètre 20 alors il serait impossible de le faire. La valeur exacte 20,000 est impossible de l’avoir ; puisque dans l’industrie de fabrication mécanique de précision la tolérance à l’erreur est généralement des centièmes, voire des millièmes dans des applications très spécifiques. Pour cela il y a toujours une différence, même quelques centièmes de millimètre, entre la pièce réalisée et le croquis théorique. Pour cela un dessin de définition est très important avant la fabrication et qui contient les valeurs limites acceptables pour les conditions fonctionnelles de la pièce à réaliser ou pièce réelle. Ces valeurs limites acceptables constituent les bornes mini et maxi de l’intervalle de tolérance.

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Donc sur le dessin de définition de la pièce on trouve une valeur nominale de la mesure de la pièce à réaliser et les valeurs maxi et mini de la limite d’acceptation de ces mesures. Cette indication est appelée la cote de la pièce et la mesure réelle effectuée sur une pièce bien déterminée est appelée dimension.

TOLeRANCES DIMENSIONNELLES ET AJUSTEMENTS

Donc une cote est l’ensemble des dimensions acceptables pour une pièce à fabriquer. Elle est représentée comme suit :

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Exemple : est une cote. Elle est composée par « 20 » qui est la cote nominale, « 20,1 » qui est la cote maxi acceptable ou cote maxi et « 19,8 » qui est la cote mini.

Les pièces ci-dessus possèdent des dimensions différentes. Alors qu’elles sont issues d’une même cote. La pièce 1 est hors tolérance, donc sa dimension ne respecte pas la cote alors que les pièces 2 et 3 sont conformes à la cote prescrite. La pièce 1 est à refuser dans le contrôle de qualité.

Pour des raisons pratiques, fonctionnelles et contractuelles entre le donneur d’ordre et le fabricant, il faut toujours travailler et communiquer avec les plans qui contiennent des cotes. Ce ci permet de soulever toute ambiguïté qui peut parvenir de la lecture du plan. Donc un plan mécanique ou un dessin de définition sans tolérances n’a pas une valeur technique ni de valeur juridique.

La cotation fonctionnelle

Une cote est dite fonctionnelle si elle est imposée par le fonctionnement de la pièce. Par exemple pour une pièce qui doit être glissante comme un tiroir dans un moule d’injection avec une certaine précision elle doit avoir une cote maximale qui ne doit pas dépasser la cote minimale du chemin de la rainure de guidage. Un deuxième exemple une goupille de centrage de diamètre 8 qui doit fixer deux plaques superposées, doit être montée serrée par un maillet. La goupille doit avoir un diamètre supérieur tolérable qui ne dépasse pas 8,015 et le trou aussi alors que le diamètre minimal de la goupille ne doit pas être inférieur à 8,006 et ce lui du trou de la plaque qui ne dépasse pas 8,000. Si la cote minimale de la goupille dépasse les 8,015 sans dépasser les 8,024 alors il faudrait la monter avec une presse et il sera très difficile de la monter avec un maillet. L’élasticité de la matière (acier ainsi que la rugosité de la surface joue un rôle important dans les montages serrés.

La qualité de la cote et l’intervalle de tolérance

La spécification des tolérances a une incidence sur les coûts de fabrication aussi. Par exemple coter une pièce avec n’a pas la même signification que si on la cote avec . Dans le premier cas on a un intervalle de tolérance de largeur 0,2 mm soit donc 2/10 qui est facilement réalisable par usinage classique sur machine outil alors que pour le deuxième cas il faut une opération supplémentaire de rectification qui permettras d’avoir la précision de 2/100. Donc une pièce plus précise est considérée comme de meilleure qualité. (à condition de ne pas tomber dans sur-coût et dans ce cas il faut considérer la qualité au meilleur prix ou efficience qui est selon Définition normalisée « … rapport entre le résultat obtenu et les ressources utilisées. Capacité de produire un effet positif"). Donc plus intervalle de tolérance est serré plus la pièce est considérée de qualité meilleure. Mais la qualité de la pièce ou de la cote varie en fonction de la cote nominale et en fonction de la valeur de l’intervalle de tolérance.

On considère une cote de et une cote c’est vrai que les deux cotes ont les mêmes écarts mais du point de vue pratique la cote 200+-0,1 est plus précise vue la largeur de l’intervalle de tolérance par rapport à la cote nominale. Donc on peut supposer que la cote est de meilleure qualité que .

Qualité de l’intervalle de tolérance ISO

Pour chaque dimension nominale, toute une gamme de tolérances est normalisée. La valeur de ces tolérances est symbolisée par un chiffre appelé la QUALITÉ. Il existe 18 qualités disponibles : 01-0-1-2-3 ... 15-16 qui correspondent chacune à des intervalles de tolérances fondamentaux. Le tableau suivant donne les 18 qualités disponibles en fonction des dimensions nominales,

Tolérances fondamentales (en µm) en fonction des intervalles de la cote nominale CN (en mm)

Qualité	01	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
CN≤3	0,3	0,5	0,8	1,2	2	3	4	6	10	14	25	40	60	100	140	250	400	600
3< CN≤ 6	0,4	0,6	1	1,5	2,5	4	5	8	12	18	30	48	75	120	180	300	480	750
6 < CN≤ 10	0,4	0,6	1	1,5	2,5	4	6	9	15	22	36	58	90	150	220	360	580	900
10 < CN≤ 18	0,5	0,8	1,2	2	3	5	8	11	18	27	43	70	110	180	270	430	700	1 100
18 < CN≤ 30	0,6	1	1,5	2,5	4	6	9	13	21	33	52	84	130	210	330	520	840	1 300
30 < CN≤ 50	0,6	1	1,5	2,5	4	7	11	16	25	39	62	100	160	250	390	620	1 000	1 600
50 < CN≤ 80	0,8	1,2	2	3	5	8	13	19	30	46	74	120	190	300	460	740	1 200	1 900
80 < CN≤ 120	1	1,5	2,5	4	6	10	15	22	35	54	87	140	220	350	540	870	1 400	2 200
120 < CN≤ 180	1,2	2	3,5	5	8	12	18	25	40	63	100	160	250	400	630	1 000	1 600	2 500
180 < CN≤ 250	2	3	4,5	7	10	14	20	29	46	72	115	185	290	460	720	1 150	1 850	2 900
250 < CN≤ 315	2,5	4	6	8	12	16	23	32	52	81	130	210	320	520	810	1 300	2 100	3 200
315 < CN≤ 400	3	5	7	9	13	18	25	36	57	89	140	230	360	570	890	1 400	2 300	3 600
400 < CN≤ 500	4	6	8	10	15	20	27	40	63	97	155	250	400	630	970	1 550	2 500	4 000

Les qualités 14, 15 et 16 ne sont prévues qu'au-delà de 1 mm.

Remarques :

1- À qualité égale, les intervalles de tolérance augmentent avec la dimension nominale.

2- A un indice de qualité faible correspond un faible intervalle de tolérance. Plus l'indice de qualité sera faible plus Le coût de production sera élevé car pour réaliser une cote dans un petit intervalle de tolérance il faudra une machine-outil de précision et plus de soin et de précautions seront à prendre.

3- Pour des raisons fonctionnelles, on doit parfois positionner l’intervalle de tolérance au-dessus la cote nominale ou parfois au-dessous de la cote nominale. Donc les données fournies au tableau ci-dessus ne suffisent pas à désigner avec exactitude une cote tolérancée. Il manque la position de ces intervalles de tolérance par rapport à la cote nominale.

Position de l’intervalle de tolérance

La position des intervalles de tolérance par rapport à la ligne zéro est symbolisée par une ou deux lettres :

- de A à Z pour les alésages (MAJUSCULE)

- de a à z pour les arbres (minuscule)

Pour simplifier la terminologie, on n’utilisera explicitement que des termes relatifs à des formes cylindriques arbre et ALÉSAGE. Ce qui sera dit sur ces pièces s'appliquera intégralement à toutes les autres formes d'ajustements ; par exemple les ajustements entre deux faces parallèles : largeur de rainure, épaisseur de clavette, …

un arbre signifie toute pièce mesurée sur la matière plaine.

Un ALÉSAGE signifie toute forme creuse mesurés entre deux faces (planes ou courbes).

Position des intervalles de tolérance pour un arbre

La lettre h d'un arbre correspond au cas où la dimension maximale mesurée sur l'arbre correspond à la cote nominale. L'intervalle de tolérance est tangent du dessous de la ligne zéro. L'écart supérieur est donc nul.

La première lettre de l'alphabet « a » correspondent à l'état minimal de matière pour l'arbre, c'est-à-dire que la dimension de l'arbre est minimale. c’est la position la plus petite de l’arbre.

Tolérances ISO usuelles des arbres

de – jusqu’à	e9	f7	g6	h6	h7	h9	j6	k6	m6	n6	p6	r6	s7	t7	u7
1-3	-14 -39	-6 -16	-2 -8	0 -6	0 -10	0 -25	4 -2	6 0	8 2	10 4	12 6	16 10	24 14	–	28 18
3-6	-20 -50	-10 -22	-4 -12	0 -8	0 -12	0 -30	6 -2	9 1	12 4	16 8	20 12	23 15	31 19	–	35 23
6-10	-25 -61	-13 -28	-5 -14	0 -9	0 -15	0 -36	7 -2	10 1	15 6	19 10	24 15	28 19	38 23	–	43 28
10-18	-32 -75	-16 -34	-6 -17	0 -11	0 -18	0 -43	8 -3	12 1	18 7	23 12	29 18	34 23	46 28	–	51 33
18-24	-40 -92	-20 -41	-7 -20	0 -13	0 -21	0 -52	9 -4	15 2	21 8	28 15	35 22	41 28	56 35		62 41
24-30														62 41	69 48
30-40	-50 -112	-25 -50	-9 -25	0 -16	0 -25	0 -62	11 -5	18 2	25 9	33 17	42 26	50 34	68 43	73 48	85 60
40-50														79 54	95 70
50-65	-60 -134	-30 -60	-10 -29	0 -19	0 -30	0 -74	12 -7	21 2	30 11	39 20	51 32	60 41	83 53	96 66	117 87
65-80												62 43	89 59	105 75	132 102
80-100	-72 -159	-36 -71	-12 -34	0 -22	0 -35	0 -81	13 -9	25 3	35 13	45 23	59 37	73 51	106 71	126 91	159 124
100-120												76 54	114 79	139 104	179 144
120-140	-85 -185	-43 -83	-14 -39	0 -25	0 -40	0 -100	14 -11	28 3	40 15	52 27	68 43	88 63	132 92	162 122	210 170
140-160												90 65	140 100	174 134	230 190
160-180												93 68	148 108	186 146	250 210
180-200	-100 -215	-50 -96	-15 -44	0 -29	0 -46	0 -115	16 -13	33 4	46 17	60 31	79 50	106 77	168 122	212 166	282 236
200-225												109 80	176 130	226 180	304 258
225-250												113 84	186 140	242 196	330 284
250-280	-110 -240	-56 -108	-17 -49	0 -32	0 -52	0 -130	16 -16	36 4	52 20	66 34	88 56	126 94	210 158	270 218	367 315
280-315												130 98	222 170	292 240	402 350
315-355	-125 -265	-62 -119	-18 -54	0 -36	0 -57	0 -140	18 -18	40 4	57 21	73 37	98 62	144 108	247 190	325 268	447 390
355-400												150 114	265 208	351 294	492 435
400-450	-135 -290	-68 -131	-20 -60	0 -40	0 -63	0 -155	20 -20	45 5	63 23	80 40	108 68	166 126	295 232	393 330	553 490
450-500												172 132	315 252	423 360	603 540
500-560	-145 -320	-76 -146	-22 -66	0 -44	0 -70	0 -175	22 -22	44 0	70 26	88 44	122 78	194 150	350 280	470 400	670 600
560-630												199 155	380 310	520 450	730 660
630-710	-160 -360	-80 -160	-24 -74	0 -50	0 -80	0 -200	25 -25	50 0	80 30	100 50	138 88	225 175	420 340	580 500	820 740
710-800												235 185	460 380	640 560	920 840
800-900	-170 -400	-86 -176	-26 -82	0 -56	0 -90	0 -230	28 -28	56 0	90 34	112 56	156 100	266 210	520 430	710 620	1030 940
900-1000												276 220	560 470	770 680	1140 1050
1000-1120	-195 -455	-98 -203	-28 -94	0 -66	0 -105	0 -260	33 -33	66 0	106 40	132 66	186 120	316 250	625 520	885 780	1255 1150
1120-1250												326 260	685 580	945 840	1405 1300
1250-1400	-220 -530	-110 -235	-30 -108	0 -78	0 -125	0 -310	39 -39	78 0	126 48	156 78	218 140	378 300	765 640	1085 960	1575 1450
1400-1600												408 330	845 720	1175 1050	1725 1600
1600-1800	-240 -610	-120 -270	-32 -124	0 -92	0 -150	0 -370	46 -46	92 0	150 58	184 92	262 170	370 462	970 820	1350 1200	2000 1850
1800-2000												492 400	1070 920	1500 1350	2150 2000
2000-2240	-260 -700	-130 -305	-34 -144	0 -110	0 -175	0 -440	55 -55	110 0	178 68	220 110	305 195	550 440	1175 1000	1675 1500	2475 2300
2240-2500												570 460	1275 1100	1825 1650	2675 2500
2500-2800	-290 -830	-145 -335	-38 -173	0 -135	0 -210	0 -540	67 -67	135 0	211 76	270 135	375 240	685 550	1460 1250	2110 1900	3110 2900
2800-3150												715 580	1610 1400	2310 2100	3410 3200

Position des intervalles de tolérance pour un alésage

La lettre H d'un alésage correspond au cas où la dimension minimale mesurée sur l'alésage correspond à la cote nominale. L'intervalle de tolérance est tangent au-dessus la ligne zéro. L'écart inférieur est donc nul.

Tolérances ISO usuelles des alésages

de – jusqu’à	E9	F8	G6	H6	H7	H9	JS6	K6	M6	N6	P6	R6	S7	T7	U7
1-3	14 39	20 6	2 8	0 6	0 10	0 25	3 -3	0 -6	–	-4 -10	-6 -12	-10 -16	-14 -24	–	-18 -28
3-6	20 50	28 10	4 12	0 8	0 12	0 30	4 -4	2 -6	-1 -9	-5 -13	-9 -17	-12 -20	-15 -27	–	-19 -31
6-10	25 61	35 13	5 14	0 9	0 15	0 36	4,5 -4,5	2 -7	-3 -12	-7 -16	-12 -21	-16 -25	-17 -32	–	-22 -37
10-18	32 75	43 16	6 17	0 11	0 18	0 43	5,5 -5,5	2 -9	-4 -15	-9 -20	-15 -26	-20 -31	-21 -39	–	-26 -44
18-24	40 92	53 20	7 20	0 13	0 21	0 52	6,5 -6,5	2 -11	-4 -17	-11 -24	-18 -31	-24 -37	-27 -48	–	-33 -54
24-30														-33 -54	-40 -61
30-40	50 112	64 25	9 25	0 16	0 25	0 62	8 -8	3 -13	-4 -20	-12 -28	-21 -37	-29 -45	-34 -59	-39 -64	-51 -76
40-50														-45 -70	-61 -86
50-65	60 134	76 30	10 29	0 19	0 30	0 74	9,5 -9,5	4 -15	-5 -24	-14 -33	-26 -45	-35 -54	-42 -72	-55 -85	-76 -106
65-80												-37 -56	-48 -78	-64 -94	-91 -121
80-100	72 159	90 36	12 34	0 22	0 35	0 81	11 -11	4 -18	-6 -28	-16 -38	-30 -52	-44 -66	-58 -93	-78 -113	-111 -146
100-120												-47 -69	-66 -101	-91 -126	-131 -166
120-140	85 185	106 43	14 39	0 25	0 40	0 100	12,5 -12,5	4 -21	-8 -33	-20 -45	-36 -61	-56 -81	-77 -117	-107 -147	-155 -195
140-160												-58 -83	-85 -125	-119 -159	-175 -215
160-180												-61 -86	-93 -133	-131 -171	-195 -235
180-200	100 215	122 50	15 44	0 29	0 46	0 115	14,5 -14,5	5 -24	-8 -37	-22 -51	-41 -70	-68 -97	-105 -151	-149 -195	-219 -265
200-225												-71 -100	-113 -159	-163 -209	-241 -287
225-250												-75 -104	-123 -169	-179 -225	-267 -313
250-280	110 240	137 56	17 49	0 32	0 52	0 130	16 -16	5 -27	-9 -41	-25 -57	-47 -79	-85 -117	-138 -190	-198 -250	-295 -347
280-315												-89 -121	-150 -202	-220 -272	-330 -382
315-355	125 265	151 62	18 54	0 36	0 57	0 140	18 -18	7 -29	-10 -46	-26 -62	-51 -87	-97 -133	-169 -226	-247 -304	-369 -426
355-400												-103 -139	-187 -244	-273 -330	-414 -471
400-450	135 290	165 68	20 60	0 40	0 63	0 155	20 -20	8 -32	-10 -50	-27 -67	-55 -95	-113 -153	-209 -272	-307 -370	-467 -530
450-500												-119 -159	-229 -292	-337 -400	-517 -580
500-560	145 320	76 186	22 66	0 44	0 70	0 175	22 -22	-44 0	-70 -26	-88 -44	-122 -78	-194 -150	-350 -280	-470 -400	-670 -600
560-630												-199 -155	-380 -310	-520 -450	-730 -660
630-710	160 360	80 205	24 74	0 50	0 80	0 200	25 -25	-50 0	-80 -30	-100 -50	-138 -88	-225 -175	-420 -340	-580 -500	-820 -740
710-800												-235 -185	-460 -380	-640 -560	-920 -840
800-900	170 400	86 226	26 82	0 56	0 90	0 230	28 -28	-56 0	-90 -34	-112 -56	-156 -100	-266 -210	-520 -430	-710 -620	-1030 -940
900-1000												-276 -220	-560 -470	-770 -680	-1140 -1050
1000-1120	195 455	98 263	28 94	0 66	0 105	0 260	33 -33	-66 0	-106 -40	-132 -66	-186 -120	-316 -250	-625 -520	-885 -780	-1255 -1150
1120-1250												-326 -260	-685 -580	-945 -840	-1405 -1300
1250-1400	220 530	110 305	30 108	0 78	0 125	0 310	39 -39	-78 0	-126 -48	-156 -78	-218 -140	-378 -300	-765 -640	-1085 -960	-1575 -1450
1400-1600												-408 -330	-845 -720	-1175 -1050	-1725 -1600
1600-1800	240 610	120 350	32 124	0 92	0 150	0 370	46 -46	-92 0	-150 -58	-184 -92	-262 -170	-370 -462	-970 -820	-1350 -1200	-2000 -1850
1800-2000												-492 -400	-1070 -920	-1500 -1350	-2150 -2000
2000-2240	260 700	130 410	34 144	0 110	0 175	0 440	55 -55	-110 0	-178 -68	-220 -110	-305 -195	-550 -440	-1175 -1000	-1675 -1500	-2475 -2300
2240-2500												-570 -460	-1275 -1100	-1825 -1650	-2675 -2500
2500-2800	290 830	475 145	38 173	0 135	0 210	0 540	67 -67	-135 0	-211 -76	-270 -135	-375 -240	-685 -550	-1460 -1250	-2110 -1900	-3110 -2900
2800-3150												-715 -580	-1610 -1400	-2310 -2100	-3410 -3200