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Contrôle dimensionnel : jauges tampons, piges et jauges bagues. Les méthodes et tolérances ISO 286

Une jauge tampon ne mesure rien. Elle répond par oui ou par non, et c'est ce qui la rend plus fiable qu'un micromètre sur une série. À condition de savoir quelle limite elle contrôle.

Contrôle dimensionnel : jauges tampons, piges et jauges bagues. Les méthodes et tolérances ISO 286
De 0,5775 à 20,465 mm : le même principe de contrôle, du calibre horloger au calibre de mécanique générale.

Une jauge tampon ne mesure rien. Elle ne vous donne aucune cote, aucun chiffre, aucune valeur à noter sur une fiche. Elle répond à une seule question, par oui ou par non : votre pièce est-elle du bon côté de la limite ? C'est précisément pour cela qu'elle est plus rapide et plus fiable qu'un micromètre.

Encore faut-il savoir quelle limite elle contrôle, et pourquoi deux jauges sont nécessaires là où un instrument suffirait.

Jauge tampon ISO double, côté entrant et côté n'entre pas sur le même corps
Une jauge tampon ISO double porte les deux côtés sur un seul corps. Le plus long est le côté entrant, le plus court le côté n'entre pas : la distinction se fait à la main, sans lire les gravures.

Deux jauges, deux questions différentes

Le principe du calibre à limites vue en coupe d'un alésage contrôlé ENTRANT N'ENTRE PAS au diamètre de la limite minimale forme entière, sur toute la longueur au diamètre de la limite maximale contact en un point, une seule cote Le côté entrant est volontairement plus long : c'est ainsi qu'on les distingue au toucher.
C'est le principe de Taylor. Le côté entrant contrôle le maximum de matière et plusieurs défauts d'un coup, dont la rectitude et la circularité. Le côté n'entre pas contrôle le minimum de matière, sur une seule cote à la fois.

La conséquence pratique est simple. Si le côté entrant passe et que le côté n'entre pas est arrêté, la pièce est bonne. Si les deux passent, l'alésage est trop grand. Si aucun ne passe, il est trop petit. Aucun relevé, aucune interprétation, aucune erreur de lecture possible.

C'est aussi ce qui explique pourquoi le côté entrant doit avoir la forme entière et la longueur entière de l'alésage. Un alésage légèrement ovale ou en tonneau peut donner la bonne cote à deux points, et refuser malgré tout de laisser passer un cylindre complet. Un micromètre ne voit pas cela.

Lire une cote ISO 286

Un plan ne dit presque jamais « alésage de 10 mm ». Il dit Ø10 H7. Cette notation contient trois informations distinctes.

Anatomie d'une cote : Ø10 H7 Ø10 H 7 Cote nominale, en mm Position de la zone de tolérance Largeur de la zone : IT7 Ø10 H7 = de 10,000 à 10,015 mm Majuscule pour un alésage, minuscule pour un arbre. H place la limite inférieure sur le nominal.
La lettre positionne la zone, le chiffre en donne la largeur. H est le cas le plus courant parce qu'un foret ou un alésoir standard travaille naturellement au-dessus du nominal.

Sur un arbre, la même grammaire s'écrit en minuscules. Un Ø10 g6 se situe entre 9,986 et 9,995 mm, donc entièrement sous le nominal, ce qui garantit un jeu avec l'alésage H7. C'est l'ajustement glissant classique.

La même tolérance n'est pas la même cote

Voici le point que beaucoup découvrent tard. Un IT7 n'est pas une valeur, c'est un degré de précision relatif au diamètre. Plus la pièce est grande, plus l'intervalle s'élargit, parce qu'usiner grand est intrinsèquement moins précis.

Un même degré IT s'élargit avec le diamètre largeur de l'intervalle en micromètres, selon ISO 286-1 IT6 IT7 0 à 3 mm 3 à 6 mm 6 à 10 mm 10 à 18 mm 18 à 30 mm 30 à 50 mm 6 10 8 12 9 15 11 18 13 21 16 25 0 5 10 15 20 25 µm
Un IT7 vaut 10 µm sous 3 mm et 25 µm entre 30 et 50 mm. Un IT7 en horlogerie et un IT7 en mécanique générale ne demandent pas les mêmes moyens de contrôle.

La règle des dix pour cent

Une jauge est elle aussi une pièce usinée, donc tolérancée. La pratique établie veut que la tolérance du calibre prenne dix pour cent de la tolérance de la pièce, répartis entre les deux côtés. Et cette part est prise à l'intérieur de la zone, jamais à l'extérieur.

La tolérance du calibre se prend à l'intérieur limite minimale limite maximale pièces acceptées calibre entrant calibre n'entre pas Aucune pièce hors tolérance ne peut passer le contrôle. En revanche, jusqu'à dix pour cent des pièces bonnes peuvent être refusées. C'est un choix assumé : le calibre protège le client, pas le producteur.
Sur une jauge tampon, la tolérance est en plus sur le côté entrant et en moins sur le côté n'entre pas. Sur une jauge bague, c'est l'inverse, puisque la matière est à l'extérieur.

Une deuxième provision s'ajoute sur le seul côté entrant : la réserve d'usure, de l'ordre du dixième de la tolérance du calibre. Le côté entrant frotte à chaque contrôle et perd de la matière, donc du diamètre. La réserve est ajoutée dans le sens opposé à cette usure, pour que le calibre reste juste plus longtemps. En dessous d'une tolérance de pièce d'environ 0,09 mm, elle devient négligeable et n'est plus appliquée.

Jeu de jauges tampon Cary présenté en coffret d'atelier
Un jeu complet en coffret. Le pas entre deux jauges consécutives, ce que le catalogue appelle la progression, est le premier critère de choix : il détermine la plus petite tolérance que le jeu permet de trier.

Choisir dans le catalogue

Quatre décisions, dans cet ordre.

Décision Les options Ce qui tranche
Progression 0,001 mm ou 0,01 mm Un pas de 1 µm ne se justifie que si votre tolérance descend sous 10 µm. Sinon, c'est un coffret plus cher pour une résolution inexploitable
Matière Acier ou métal dur Le métal dur pour un contrôle en série, où l'usure du côté entrant devient le facteur limitant. L'acier pour un usage occasionnel
Manche Avec ou sans Le manche isole la main de la jauge, donc limite la dilatation. Sans manche pour un montage en dispositif
Longueur de pige 15 mm ou 32 mm 32 mm pour atteindre le fond d'un alésage ou franchir une épaisseur. 15 mm quand l'accès est dégagé et qu'on veut de la rigidité

Deux familles cohabitent chez Azurea. Les jeux à progression régulière, où chaque jauge est un diamètre nominal, servent à mesurer et à trier finement. Les jauges tampons ISO sont directement tolérancées selon une classe du plan, donc prêtes à contrôler un H7 sans calcul. Les jauges bagues Cary couvrent le contrôle extérieur, en acier ou en métal dur.

Ce qui fausse un contrôle

La température, d'abord. Toutes les cotes normalisées valent à 20 °C. Un acier se dilate d'environ 11 µm par mètre et par degré, soit 0,11 µm sur un alésage de 10 mm pour un degré d'écart. Autant dire rien. Mais une jauge tenue à pleine main monte d'une dizaine de degrés, et ces 1,1 µm changent de statut selon la tolérance à contrôler.

Ce que dix degrés de chaleur de main coûtent sur un Ø10 part de la tolérance consommée par 1,1 µm de dilatation IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 27 % 18 % 12 % 7 % 5 % 0 10 % 20 % 30 %
Le repère orange marque 10 %. À droite de cette ligne, la chaleur de la main pèse davantage que l'incertitude du calibre lui-même : à partir d'IT6, la jauge se pose et on attend qu'elle revienne à la température de l'atelier.

La force, ensuite. Le côté entrant doit pénétrer sous son seul poids, sans que vous poussiez. Forcer transforme un contrôle par attribut en appréciation subjective, et fait passer des pièces hors tolérance.

L'usure, enfin. Un côté entrant s'amincit avec les passages et finit par accepter des alésages trop petits. Il n'existe aucun signe visible : seul un contrôle périodique du calibre lui-même le révèle. C'est la raison d'être de la réserve d'usure, et la raison pour laquelle un jeu de calibres a une date de péremption fonctionnelle même s'il paraît neuf.

En résumé

Un micromètre vous donne une cote et vous laisse juger. Un calibre à limites ne vous laisse rien juger, et c'est exactement ce qu'on lui demande sur une série. Les deux sont complémentaires : le micromètre pour comprendre une dérive, le calibre pour trier sans réfléchir.

Reste la règle qui résume tout le reste. Choisissez la jauge d'après la tolérance du plan, jamais d'après la cote nominale. C'est la tolérance qui décide de la progression, de la matière et du besoin d'une exécution ISO.

Valeurs de tolérance d'après ISO 286-1:2010, système de tolérances et d'ajustements. Principe du calibre entrant et n'entre pas d'après le principe de Taylor, repris par la série ISO 1938 sur les calibres à limites. Caractéristiques produits d'après les catalogues Azurea et Cary. Toutes les cotes normalisées se rapportent à une température de 20 °C.