Pourquoi les pièces moulées ont leurs propres tolérances
La dimension finale d'une cote brute résulte du retrait de la cire, du comportement de la carapace, du retrait de l'alliage et de toute déformation au refroidissement et au traitement thermique. La dispersion croît avec la dimension nominale et dépend du fait que la forme se rétracte librement ou est bridée par la carapace. Les normes de tolérances de fonderie relient donc la tolérance à la taille de la cote et à une classe qui reflète le procédé et l'effort consenti.
ISO 8062 : le cadre international
La série ISO 8062 traite des tolérances dimensionnelles et géométriques des pièces moulées.
- L'ISO 8062-1 définit le vocabulaire.
- L'ISO/TS 8062-2 donne les règles d'indication sur les dessins.
- L'ISO 8062-3:2023 spécifie les tolérances dimensionnelles et géométriques générales et les classes de surépaisseur d'usinage pour les pièces moulées tolérancées en plus-moins sur les cotes indiquées. Elle définit des classes de tolérances dimensionnelles (DCTG), des classes de tolérances géométriques (GCTG) pour la rectitude, la planéité, la circularité, le parallélisme, la perpendicularité, la symétrie et la coaxialité, ainsi que des classes de surépaisseur d'usinage requise (RMAG). L'édition 2023 a remplacé celle de 2007.
- L'ISO 8062-4 décrit un concept alternatif fondé sur des tolérances générales de profil dans un système de références, adapté aux pièces définies par modèle 3D.
La classe accessible dépend du procédé de moulage, de l'alliage, de la taille et de la quantité produite. Une annexe informative de la norme donne des classes typiques par procédé ; pour la fonderie de précision, des classes de l'ordre de DCTG 4 à 6 sont couramment citées, les classes plus fines exigeant un accord et un effort supplémentaire. Une tolérance générale est invoquée par une mention sur le dessin, sous la forme prescrite par la norme.
| Cote nominale (mm) | DCTG 4 | DCTG 5 | DCTG 6 | DCTG 7 | DCTG 8 |
|---|---|---|---|---|---|
| > 0 – 10 | 0.26 | 0.36 | 0.52 | 0.74 | 1.00 |
| > 10 – 16 | 0.28 | 0.38 | 0.54 | 0.78 | 1.10 |
| > 16 – 25 | 0.30 | 0.42 | 0.58 | 0.82 | 1.20 |
| > 25 – 40 | 0.32 | 0.46 | 0.64 | 0.90 | 1.30 |
| > 40 – 63 | 0.36 | 0.50 | 0.70 | 1.00 | 1.40 |
| > 63 – 100 | 0.40 | 0.56 | 0.78 | 1.10 | 1.60 |
| > 100 – 160 | 0.44 | 0.62 | 0.88 | 1.20 | 1.80 |
| > 160 – 250 | 0.50 | 0.70 | 1.00 | 1.40 | 2.00 |
| > 250 – 400 | 0.56 | 0.78 | 1.10 | 1.60 | 2.20 |
Tolérance dimensionnelle linéaire totale (DCT) en mm pour les degrés DCTG 4 à 8 et les cotes nominales jusqu'à 400 mm, telle que tabulée dans l'ISO 8062-3. La zone de tolérance est normalement symétrique par rapport à la cote nominale. Extrait indicatif ; seule la norme fait foi, elle contient d'autres degrés, dimensions, règles d'épaisseur et tolérances géométriques.
L'outil de référence des tolérances recherche dans ce tableau la valeur correspondant à une cote donnée.
VDG P 690
La directive allemande BDG/VDG P 690 (édition 2010-07) a été rédigée spécifiquement pour la fonderie de précision et est largement utilisée sur les plans européens. Elle définit des degrés de précision D1, D2 et D3 pour les cotes linéaires, séparément par groupes de matériaux, et traite aussi de la forme et de la position, de l'état de surface et des surépaisseurs d'usinage. D1 est le degré général ; D2 et D3 sont plus serrés et s'appliquent à des cotes choisies, D3 exigeant typiquement un accord avec la fonderie. La directive est un document distinct de l'ISO 8062 et les deux systèmes ne doivent pas être mêlés sur un même plan sans préciser lequel s'applique à quelle cote.
Tolérances géométriques et références
Les exigences géométriques individuelles sont spécifiées avec les symboles de l'ISO 1101 : planéité, rectitude, circularité, cylindricité, parallélisme, perpendicularité, localisation, coaxialité, symétrie, battement et profil. Pour les pièces moulées, les points suivants importent :
- Système de références (ISO 5459). Une pièce brute doit être mise en position sur des références partielles, typiquement six points sur trois plans, placées sur des surfaces stables. Les mêmes points servent à la première opération d'usinage.
- Indépendance (ISO 8015). Tolérances de taille et tolérances géométriques s'appliquent indépendamment, sauf indication contraire ; une tolérance de taille ne maîtrise pas à elle seule la forme.
- Tailles et autres dimensions (ISO 14405). Seules les entités dimensionnelles, telles que diamètres et largeurs, sont maîtrisées sans ambiguïté par des tolérances plus-moins. Hauteurs de gradin, entraxes et positions sont mieux maîtrisés par des tolérances géométriques.
- Les tolérances de profil rapportées à un système de références constituent un moyen efficace de maîtriser des surfaces moulées complexes définies par un modèle 3D.
- Cylindricité, battement et localisation serrée sur des éléments fonctionnels exigent généralement un usinage.
ISO 2768 et ISO 22081
L'ISO 2768-1 donne des tolérances générales pour les dimensions linéaires et angulaires de pièces obtenues par enlèvement de matière ou formage de tôle ; elle convient aux éléments usinés d'une pièce moulée, non à ses cotes brutes. L'ISO 2768-2 (tolérances géométriques générales) a été retirée en 2021 et remplacée par l'ISO 22081, qui fixe la manière d'énoncer les spécifications générales géométriques et de taille. Les plans ne portant qu'une mention ISO 2768 doivent être examinés avant qu'une pièce moulée ne soit chiffrée.
Angles, retrait et déformation
Les tolérances angulaires ne sont pas couvertes par les tolérances générales de l'ISO 8062-3 et se conviennent individuellement. La correction de retrait du modèle relève de la fonderie et s'affine sur les premières pièces. La déformation des pièces longues, minces ou dissymétriques est une cause principale de géométrie hors tolérance ; redressage, bridage au traitement thermique ou tolérances élargies sont les options.
Recommandations pratiques
- Indiquer une seule norme et classe de tolérance de fonderie comme tolérance générale.
- Tolérancer individuellement les éléments fonctionnels et prévoir d'usiner ceux qui dépassent la capacité de la fonderie.
- Définir les références partielles sur le plan.
- Convenir de la trace d'attaque, de la trace de plan de joint et de l'état (brut, traité thermiquement, grenaillé) dans lequel les tolérances s'appliquent.
Les normes citées ici figurent avec leur statut dans la bibliothèque de normes.