Métrologie dimensionnelle : aide-mémoire

238 Pages·2009·6.18 MB·French

by  Dursapt

Michel Dursapt
Aide-mémoire
Métrologie
dimensionnelle
Aide-mémoire
Métrologie
dimensionnelle
Pierre Bourdet, Fabien Schneider
Spécification géométrique
des produits
2007, 312 p.
Michel Dursapt
Aide-mémoire
Métrologie
dimensionnelle
Illustration de couverture :
© Guénhaël Le Quilliec - Fotolia.com
© Dunod, Paris, 2009
ISBN 978-2-10-053686-3
PRÉFACE
Comme beaucoup de disciplines, la métrologie dimensionnelle à subit
des pics d’évolutions dus, soit à des demandes de plus en plus pressantes
des secteurs qui l’utilisaient, soit à des avancées technologiques qui lui
ouvraient des perspectives interdites jusqu’alors. Pour illustrer ce propos
évoquons la venue de la production en très grandes séries qui, accompagnée
de la standardisation des pièces mécaniques, a obligé les métrologues à
spécifier les pièces, à faire évoluer les matériels de mesure ainsi que les
stratégies de contrôle. Parmi ces matériels, les machines à mesurer tri-
dimensionnelles ont amené les métrologues à redéfinir l’approche concep-
tuelle de la métrologie. De nombreuses recherches ont abouti à des
traitements informatiques de données s’appuyant sur des outils mathé-
matiques qui, a priori, ne semblaient pas devoir intervenir dans ce type
d’application. Loin d’être stérile, comme c’est parfois le cas, la conceptua-
n délit. lpisraotbiolènm dees, lna omtaémtrmoleongti ed dui mpoeinnsti odne nveulele t rai dciomnednusiito àn ncleal,r iàfi eenr daep pnoormtebr ruenuxe
u
utorisée est bnL’’ooensutnv qer aucg’oàem épvporroéqhpueoensrés li ’oétnvra oeilttu eàt, ipodrnoe pdfoeas çleaor nnd oecsr omsonalculritsèiatoteni,o sn.u P nco eusg rrd ase’nerdnn icènoreonsmv aabninrnecé reeds, e.isl
on a aspects qui viennent d’être évoqués. L’auteur, Michel DURSAPT, ensei-
n
pie gne cette discipline depuis de nombreuses années à l’ENI de Saint-
o
oc Étienne. Il en possède une profonde connaissance des aspects théori-
ot
ph ques. Sa connaissance des matériels et de leur utilisation, qu’il pratique
– La au quotidien au Laboratoire de métrologie de son établissement, n’est
od pas moins grande. Ceci, associé à une forte implication dans le monde
n
u
D industriel, en fait un auteur idéal.
©
V
En bon pédagogue l’auteur commence par préciser le vocabulaire associé
aux notions qui sont à la base du contrôle, mais qui souvent sont confuses
dans les esprits. Ceux qui débutent dans cette discipline n’y trouveront
que des avantages. La structuration du livre invite le lecteur à une approche
progressive qui s’appuie sur une logique issue de la pratique. Ainsi, par
exemple, l’auteur en évoquant la nécessité des spécifications en arrive-t-il
naturellement à la normalisation de ces dernières, ensuite il pose la
nécessité de leur contrôle le plus objectif possible, de façon à éviter les
litiges entre fabricants et clients. Il applique ceci au contrôle des pièces
mécaniques et aux machines outils. Concernant les pièces mécaniques,
les aspects macro- et microgéométriques des surfaces sont développés.
L’auteur s’appuie sur une démarche rigoureuse, mettant bien en évidence
les outils mathématiques indispensables aux approches actuelles du
contrôle dimensionnel. Toutefois, il sait n’en dire que ce qui est nécessaire,
rendant ces outils très abordables pour quiconque, ce qui rassurera les
lecteurs peu enclins aux mathématiques. Ces derniers, ainsi que les autres,
trouveront agréable le propos de Michel DURSAPT qui mêle de façon
harmonieuse théorie, technologie et pratique, ces trois éléments se complé-
tant pour aboutir à un exposé clair et convaincant. Les nombreux exem-
ples qui illustrent les différents chapitres, rendant concrets les concepts
introduits, ne sont pas les derniers à fortement contribuer à cet objectif.
Tous ceux qui pratiquent le Génie mécanique, les personnels de l’industrie,
les enseignants, les étudiants, trouveront dans cet ouvrage un outil de
qualité pour aborder le contrôle dimensionnel, que l’auteur en soit remercié.
J.-P. CORDEBOIS
Professeur honoraire
du Conservatoire national des arts et métiers
VI
TABLE DES MATIÈRES
Préface V
Remerciements XI
Avant-propos 1
1 • Généralités sur la métrologie dimensionnelle 3
1.1 Pourquoi la métrologie dimensionnelle engénie mécanique? 3
1.2 Quelques notions de base concernant lacaractérisation
géométrique desproduits 4
1.3 Mesure et contrôle 13
1.4 Bibliographie 15
n délit. 2 • Mesure des longueurs 17
u
orisée est 22..12 LNeo tmioèntr de ’éintcaelortnit ude de mesure 1277
ut
n a 2.3 Bibliographie 39
o
n
opie 3 • Estimation desincertitudes 41
oc
hot 3.1 Rappels et notations 41
p
La 3.2 Estimation d’une incertitude de mesure simple 46
–
od 3.3 Estimation des incertitudes composées 51
n
u
© D 3.4 Cas où les variables ne sont pas indépendantes 58
VII
3.5 Exemple de détermination d’incertitude 62
3.6 Remarque importante 68
3.7 Bibliographie 69
4 • Méthodes d’association 71
4.1 Rappels 71
4.2 Métrologie de la droite 71
4.3 Application à des surfaces simples 77
4.4 Association d’une surface théorique quelconque
àunnuagedepoints 80
4.5 Bibliographie 95
5 • Spécifications géométriques 97
5.1 Caractéristiques d’une surface 97
5.2 Tolérances dimensionnelles 99
5.3 Tolérances de forme 103
5.4 Tolérances de position 106
5.5 Une spécification de position implique toujours
unespécificationdeforme 114
5.6 Bibliographie 115
6 • Mesure tridimensionnelle 117
6.1 Principe de la mesure tridimensionnelle 117
6.2 Référentiel 118
6.3 Saisie de points appartenant à l’élément réel 123
6.4 Exemple de gamme de contrôle enmesuretridimensionnelle 137
6.5 Bibliographie 143
7 • Mesure et caractérisation des états de surface 145
7.1 Généralités sur les défauts géométriquesdessurfaces 145
7.2 Relevé d’un profil sur une surface réelle 149
7.3 Observation et traitement du signal obtenu 155
7.4 Critères principaux de chiffrage desdéfautsd’état de surface 159
VIII
7.5 Caractérisation tridimensionnelle desétatsdesurface 176
7.6 Indications d’états de surface surlesdessins 182
7.7 Bibliographie 183
8 • La métrologie desmachines-outils 185
8.1 Pourquoi la métrologie desmachines-outils 185
8.2 Mesure des défauts d’une liaison glissière 189
8.3 Mesure des défauts angulaires des axes 205
8.4 Le ballbar 210
8.5 Les essais en charge 214
8.6 Bibliographie 217
Annexe 219
Index alphabétique 221
délit.
n
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orisée est
ut
n a
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oc
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La
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IX