Calibres à Mâchoires Doubles : Fonctionnement et Applications

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Les calibres à mâchoires, instruments de contrôle essentiels dans l'industrie mécanique, servent à vérifier rapidement et simplement si les pièces usinées respectent les exigences fonctionnelles. Plus précisément, ils sont utilisés pour le contrôle des diamètres extérieurs ou des longueurs entre surfaces planes. Cet article explore en détail le fonctionnement des calibres à mâchoires doubles, leurs applications, et les normes qui les régissent.

Principe de Fonctionnement des Calibres à Limites

Le principe fondamental des calibres à limites repose sur l'utilisation de deux éléments distincts : un calibre "ENTRE" (GO) et un calibre "N'ENTRE PAS" (NO GO). Cette méthode de contrôle ne fournit pas d'information sur la valeur exacte de la grandeur mesurée, mais permet de déterminer si la pièce se situe dans les limites de tolérance spécifiées. Il s'agit donc d'un contrôle de fabrication ou de réception, et non d'une mesure au sens strict du terme.

  • Calibre ENTRE (GO): Ce calibre doit pouvoir se monter sur le produit sans application de force particulière. Il teste la conformité du produit par rapport à sa tolérance maxi.
  • Calibre N'ENTRE PAS (NO GO): Ce calibre ne doit pas pouvoir se monter sur le produit. Il teste la conformité du produit par rapport à sa tolérance mini.

L'avantage principal des calibres à limites réside dans leur simplicité et la rapidité d'exécution du contrôle. Contrairement aux appareils de mesure classiques comme le pied à coulisse, l'utilisation d'un calibre ne requiert pas de compétences particulières en métrologie.

Calibres à Mâchoires pour le Contrôle des Arbres

Dans le contexte du contrôle des arbres (diamètres extérieurs), le calibre à limites prend la forme d'une mâchoire. Il existe différents types de mâchoires, notamment :

  • Mâchoires doubles: Elles comportent un côté "ENTRE" et un côté "N'ENTRE PAS" intégrés.
  • Mâchoires simples.
  • Mâchoires simples dites "à l'enfilade": Elles comportent une partie "ENTRE" et une partie "N'ENTRE PAS" placées l'une derrière l'autre.
  • Mâchoires réglables: Similaires aux mâchoires à l'enfilade, mais avec la possibilité d'ajuster l'écartement.

Les mâchoires à l'enfilade et réglables permettent au contrôleur de vérifier la dimension de la pièce en un seul geste. La mâchoire "ENTRE" doit pénétrer sur la pièce sous l'effet de son propre poids. De même, la mâchoire "N'ENTRE PAS" ne doit pas pénétrer sous l'effet de son propre poids si l'arbre est maintenu horizontalement.

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Calibre à Mâchoire Double : Un Examen Approfondi

Le calibre à mâchoire double est un outil de contrôle constitué d'une seule pièce comportant deux ouvertures distinctes : une ouverture "ENTRE" et une ouverture "N'ENTRE PAS". Il est particulièrement adapté au contrôle rapide et efficace des diamètres d'arbres.

Fonctionnement Spécifique

  1. Contrôle "ENTRE": L'opérateur présente la partie "ENTRE" du calibre sur l'arbre à contrôler. Si la dimension de l'arbre est inférieure ou égale à la limite maximale autorisée, la mâchoire "ENTRE" doit glisser librement sur l'arbre, sans forcer.
  2. Contrôle "N'ENTRE PAS": Ensuite, l'opérateur tente de faire passer la partie "N'ENTRE PAS" du calibre sur l'arbre. Si la dimension de l'arbre est supérieure ou égale à la limite minimale autorisée, la mâchoire "N'ENTRE PAS" ne doit pas pouvoir s'engager sur l'arbre.

Si le calibre "ENTRE" passe et que le calibre "N'ENTRE PAS" ne passe pas, la pièce est considérée comme conforme aux spécifications.

Applications des Calibres à Mâchoires Doubles

Les calibres à mâchoires doubles trouvent leur utilité dans divers secteurs industriels où le contrôle rapide et précis des diamètres extérieurs est crucial. On les retrouve notamment dans :

  • L'industrie automobile: Contrôle des arbres de transmission, des pistons, etc.
  • L'aéronautique: Vérification des axes de fixations, des arbres de turbines, etc.
  • La mécanique générale: Contrôle des arbres de moteurs, des axes de machines-outils, etc.
  • La production de masse: Inspection rapide de grandes séries de pièces.

Avantages et Inconvénients des Calibres à Mâchoires Doubles

Avantages

  • Rapidité de contrôle: Le contrôle est effectué en une seule opération.
  • Simplicité d'utilisation: Ne nécessite pas de formation spécifique.
  • Robustesse: Résistent aux conditions d'atelier.
  • Coût relativement faible: Comparé aux instruments de mesure plus sophistiqués.
  • Indépendance de l'opérateur: Le résultat du contrôle est objectif et ne dépend pas de l'interprétation de l'opérateur.

Inconvénients

  • Ne fournit pas la valeur exacte de la dimension: Indique seulement si la pièce est dans les tolérances.
  • Nécessite un calibre spécifique pour chaque dimension à contrôler.
  • Sensibilité à l'usure: Les calibres peuvent s'user avec le temps, ce qui affecte leur précision.

Normes Relatives aux Calibres à Limites

Les calibres à limites, y compris les calibres à mâchoires, sont régis par des normes internationales qui définissent leurs caractéristiques dimensionnelles, les tolérances de fabrication et les méthodes de vérification. Parmi les normes les plus importantes, on peut citer :

  • NF ISO 1938-1: Calibres à limites lisses, partie 1 : Calibres à bouchons et calibres à mâchoires. Cette norme spécifie les dimensions, les tolérances et les exigences de conception des calibres à limites lisses utilisés pour vérifier les alésages et les arbres. Dans le cas de calibres suivant norme (NF ISO 1938-1, ….) une limite d’usure est prévue, ce qui induit une dimension légèrement plus petite que la limite de tolérance maxi du produit (voir onglet "caractéristiques" "Vérification des arbres ").
  • ISO 8015 (1985) / NF E 04-561 (1992): Cette norme, introduite en France en 1992, rend caduque l'utilisation de calibres "N'ENTRE PAS" dans certains contextes, en particulier lorsque les spécifications géométriques sont précisément définies. Dans le cas de l'utilisation de la norme internationale ISO 8015 (1985), introduite dans le système de normalisation français en 1992 (NF E 04-561) rend caduque l'utilisation de calibres N'ENTRE PAS.

Il est crucial de se référer aux normes en vigueur pour garantir la conformité des calibres et la fiabilité des contrôles effectués.

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Facteurs Influant sur la Précision et la Durée de Vie des Calibres à Mâchoires Doubles

Plusieurs facteurs peuvent influencer la précision et la durée de vie des calibres à mâchoires doubles :

  • Matériau: Les calibres sont généralement fabriqués en acier à outils trempé et revenu pour assurer une bonne résistance à l'usure. Possibilité de réalisation avec touches rapportées en carbure.
  • Finition de surface: Une surface lisse et polie réduit le frottement et l'usure.
  • Tolérances de fabrication: Des tolérances de fabrication serrées sont essentielles pour garantir la précision du calibre.
  • Utilisation correcte: Une utilisation abusive ou un stockage inapproprié peuvent endommager le calibre et affecter sa précision.
  • Étalonnage régulier: Un étalonnage périodique permet de vérifier la précision du calibre et de le réajuster si nécessaire.

Options de Personnalisation et Fabrication Spéciale

Bien que les calibres à mâchoires soient souvent fabriqués selon des normes standardisées, il est possible de les personnaliser pour répondre à des besoins spécifiques. Possibilité de réalisation suivant d'autres normes ou selon les besoins clients. Par exemple :

  • Dimensions spéciales: Fabrication de calibres pour des diamètres non standard. Dimension diamètre : à partir de 3mm.
  • Matériaux spéciaux: Utilisation de matériaux résistants à la corrosion ou à la chaleur.
  • Marquage personnalisé: Gravure du logo du client ou d'informations spécifiques sur le calibre.

Calibres à Mâchoires et Alésages : Une Distinction Importante

Il est important de distinguer les calibres à mâchoires, utilisés pour le contrôle des arbres (diamètres extérieurs), des calibres utilisés pour le contrôle des alésages (diamètres intérieurs). Pour vérifier un alésage, le calibre est appelé un tampon. Dans ce cas, le calibre est appelé dans ce cas un tampon. Pour vérifier un alésage, le tampon ENTRE doit pénétrer sur la totalité de l'alésage sans que le contrôleur n'applique une force trop importante. Dans le cas d'utilisation d'un tampon plat, le contrôleur doit faire pénétrer le tampon successivement suivant deux plans axiaux perpendiculaires. Le tampon "ENTRE" doit pénétrer complètement dans l'alésage, tandis que le tampon "N'ENTRE PAS" ne doit pas pouvoir s'y engager.

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