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Responsable(s) Antoine Tahan

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Antoine Tahan


PLAN DE COURS

Hiver 2019
MEC602 : Tolérancement et métrologie tridimensionnelle (3 crédits)



Préalables
Programme(s) : 7684
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MAT350    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 33,3 % 66,7 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
À la fin du cours, l’étudiant sera en mesure :
• d’effectuer le tolérancement géométrique d’un mécanisme simple à partir d’un requis fonctionne préétabli, d’analyser les variations géométriques en 3D et d’effectuer la synthèse de tolérances;
• de concevoir un gabarit d’inspection d’un composant mécanique selon les normes ASME Y14.43 et ISO R1938;
• de sélectionner un système de mesure (incluant l’équipement, les artefacts et le logiciel) pour mesurer la conformité dimensionnelle et géométrique d’une pièce mécanique;
• de piloter une analyse d’un système de mesure pour identifier les erreurs de répétitivité, de reproductibilité, de biais et de linéarité et d’établir un bilan d’incertitude d’un montage expérimentale;
• d’estimer la capacité d’un procédé de fabrication et de réaliser un tolérancement probabiliste en fonction des performances des procédés.

Acquérir des notions de base sur les normes du tolérancement dimensionnel et géométrique (ISO 17450 et ASME Y14.5). Comprendre la cotation fonctionnelle selon l’approche des limites et selon l’approche probabiliste.

Introduction aux méthodes d’assemblage et à la conception d’outillage pour la fabrication et la vérification des composantes mécaniques. Mesure des capacités des procédés industriels. Gestion de l’instrumentation, principes d’étalonnage et analyse des incertitudes de mesures selon ISO TAG 4. Analyse de répétitivité et de reproductibilité selon les standards de l’industrie automobile. Inspection des tolérances dimensionnelles et des tolérances géométriques de forme, de profil, d’orientation, de localisation et d’alignement. Introduction aux techniques de mesure par coordonnées, appareil de mesure tridimensionnelle (AMT/CMM), inspection assistée par ordinateur.

Manipulations en laboratoire portant sur les mesures dimensionnelles et géométriques des pièces mécaniques et sur la programmation des AMT.



Objectifs du cours

 

Objectifs

  • Familiariser les étudiants(es) aux différentes techniques pour la gestion des variations (tolérancement) dans le processus de développement (conception, fabrication et inspection) selon les approches limite et statistique.
  • Fournir aux étudiants(es) des techniques propres à l'évaluation et à l'identification des besoins métrologiques à partir des concepts de la gestion des variations des quantités physiques[1].
  • Fournir aux étudiants(es) les outils pour estimer la précision des mesures directes et indirectes en fonction des exigences.
  • Initier les étudiants(es) à la conception des calibres d’inspection et des gabarits de vérification selon les principes de l’AGDC, ISO R1938 et ASME Y14.43-2005.
  • Initier les étudiants(es) à la métrologie de coordonnées (AMT/CMM) en ce qui a trait à la technologie existante.

 

Objectifs pédagogiques

  • Connaître les principes de base du langage du tolérancement selon l’approche des limites et selon l’approche statistique.
  • Connaître les principes de cotation fonctionnelle en utilisant les requis géométriques et l’analyse fonctionnelle tridimensionnelle dans la conception mécanique.
  • Comprendre et interpréter le tolérablement dimensionnel et géométrique d'une composante mécanique afin de planifier son inspection de manière appropriée. Rédaction d’un rapport de mesure.
  • Comprendre les principes de base de la conception des gabarits de vérification (dimension, profil, position, etc.).
  • Apprendre à sélectionner, utiliser et gérer les appareils de mesure propres à une vérification donnée.
  • Comprendre et identifier les sources d'erreurs et d’incertitude dans le phénomène du mesurage (ISO TAG 4, GUM).
  • Connaître les techniques existantes permettant d'effectuer une étude statistique de reproductibilité et de répétabilité pour un processus de mesure donné.

 

 




Stratégies pédagogiques

Exposés magistraux : Les exposés magistraux seront complétés par l’étude des problèmes tirés des textes de référence; la résolution d'exercices et des problèmes; des applications tirées d’études de cas industriels (applications et exemples pratiques tirés des industries d’aéronautique, de l’automobile, du transport et des produits récréatifs).

 

Travaux dirigés : Deux devoirs de conception et des travaux dirigés permettront aux étudiantes et aux étudiants d’assimiler les notions vues au cours. Deux étudiants(es) maximum par équipe.

 

Travaux pratiques (laboratoires) : Les travaux pratiques sont constitués de trois laboratoires portant sur les techniques d’inspection (appareils conventionnels et CMM) ainsi que sur la conception des gabarits. Deux rapports à remettre. Deux étudiants(es) par équipe.

 

Programme du cours

  1. Définition rôle et historique de la métrologie. Le tolérancement. La normalisation. Approche limite. Approche statistique.
  2. Dimension et tolérances géométriques (ASME Y14.5-2009): les symboles et les règles fondamentales (enveloppe, cumul, modificateurs, référentiels, …) les tolérances de forme, les systèmes de référence, les tolérances d'orientation et de localisation et les tolérances d’alignement circulaire.
  3. Principe du dimensionnement minimal et la gestion numérique de la documentation (FT&A), maquette enrichie et annotation 3D (Y14.41).
  4. Gestion des variations sur des pièces flexibles.
  5. Conception des gabarits d’inspection (tolérances géométriques de localisation et de profil) selon ASME Y14.42-2005.
  6. Techniques de mesure tridimensionnelles : les machines à mesurer les coordonnées (CMM) : avantages et limitations, programmation (Polyworks®). Interfaces machine et format d'échange entre les systèmes de programmation des CMM.
  7. Introduction aux méthodes d’assemblages et au transfert de cotes et de référentiels. Introduction à la conception d’outillage pour la fabrication, l’assemblage et la vérification des composantes mécaniques. Techniques de mesure des capacités des procédés industrielles (études à court à terme et études à long terme).
  8. Techniques de mesure spécialisées : mesure des filets, engrenages et du fini de surface (ASME Y14.36).
  9. La science de la mesure : types et caractéristiques des appareils de mesure. Source des erreurs. Évaluation des erreurs et des incertitudes de mesure. Analyses statistiques (biais, linéarité et R&R.
  10. Propagation d’incertitude dans les modèles d’ingénierie (fonction de mesure, incertitudes standards, sans corrélation).
  11. Les indices de capabilité et de performance d’un procédé (indice de variation, de localisation, tolérancement statistique, etc.).

 




Utilisation d’appareils électroniques

Non spécifiée.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 15:30 Travaux pratiques et laboratoire
Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Antoine Tahan Activité de cours Antoine.Tahan@etsmtl.ca A-1904



Cours

Calendrier des activités HIVER 2019

Cours : Mercredi 13:30 - 17:00 (A-3336)

TP :      Lundi 15:30 - 17:30 (A-4520 / A1220 / A0620)

 

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

1.

 

1 janvier

2 janvier

3 janvier

Début H2019

4 janvier

2.

7 janvier

 8 janvier

9 janvier

Cours # 1

10 janvier

11 janvier

3.

14 janvier

TD 1

15 janvier

16 janvier

Cours # 2

17 janvier

18 janvier

4.

21 janvier

TD 2 (Labo)

22 janvier

23  janvier

Cours # 3

24 janvier

25 janvier

5.

28 janvier

Labo 0 (Labo)

29 janvier

30 janvier

Cours # 4

31 janvier

1er février

6.

4 février

TD3

5 février

6 février

Cours # 5

7 février

8 février

7.

11 février

TD 4 (Labo)

12 février

13 février

Cours # 6

14 février

15 février

8.

18 février

INTRA

19 février

20 février

Cours # 7

21 février

Relâche

22 février

Relâche

9.

25 février

Labo 1 (Labo)

26 février

27 février

Cours # 8

28 février

1er mars

10.

4 mars

Labo 2 (Labo)

5 mars

6 mars

Cours # 9

7 mars

Cours #9

8 mars

11.

11 mars

TD 5

12 mars

13 mars

Cours # 10

14 mars

15 mars

12.

18 mars

Labo 3 (Labo)

19 mars

20 mars

Cours # 11

21 mars

22 mars

13.

25 mars

TD 6

26 mars

27 mars

Cours # 12

28 mars

29 mars

14.

1er avril

TD 7 - Révision

2 avril

 

3 avril

Cours # 13

4 avril

5 avril

Fin de session

15.

8 avril

9 avril

10 avril

11 avril

12 avril

Période de modifications d’inscription sans mention d’échec et avec remboursement : Du 3 au 16 janvier 2019.

Extension de la période pour annulation de cours seulement avec remboursement (pour les nouveaux étudiants admis au programme de baccalauréat uniquement) : du 17 au 30 janvier 2019.

Période d’abandon des cours sans mention d’échec ni remboursement pour les cours de l’hiver 2018 : 31 janvier au 13 mars 2019.

Période d’entrevue de stage, sans examen pour les cours de jour : 4 au 15 février 2019.

Fin de cours d'hiver 2019: 6 avril 2019

Fin de la session d’hiver 2019 : 18 avril 2019.

Date limite pour déposer une demande de révision de note de la session d’hiver 2019 :  21 mai 2019.




Laboratoires et travaux pratiques

Sans objet.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Sans objet.




Évaluation

                                      

Rapports de laboratoires (3)  15 %
Un projet                                                                  20 %
Examen Intra                 30 %
Examen final portant sur toute la matière du cours  35 %

 

Clause particulière. Une note de 50 % ou plus dans les examens est nécessaire pour passer le cours.




Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Non requis




Absence à un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).

• Pour SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

·          S.-Antoine TAHAN, Notes de cours, MEC602 – Tolérancement et métrologie tridimensionnelle, ÉTS, 2009[1].

 


[1] D’autres documents seront accessibles à partir du site du cours




Ouvrages de références

[1] Drake, P. Jr., « Dimensioning and Tolerancing Handbook », McGraw Hill, 2000.

[2] ASME Y14.5 (2009), Y14.5.1, Y14.8, Y14.36, Y14.41, Y14.42, Y14.43, ASME Press.

[3] Busch, T., Harlow, R., « Fundamentals of Dimensional Metrology », Delmar Publishers, 1998.

[4] Farago, F.T., « Handbook of Dimensional Measurement », Industrial Press, 1982.

[5] Foster, L.W., « Geo-Metrics IIIm », Addison-Wesley, 1994.

[6] Goody, G., « Geometric Dimensioning & Tolerancing », Prentice-Hall, 1995.

[7] ISO 17025, Exigences relatives aux laboratoires, 2000.

[8] Fisher, B. « IHS Drawing Requirements Manual (DRM) », 11th edition, HIS, 2008.

[9] ISO 8015, ISO 1101, ISO 5458, ISO 5459, ISO 1660, ISO 2768, ISO 10578, ISO 10579, Tolérances géométriques. International Standard Organisation.

[10] ISO 21747, Statistical methods. « Process performance and capability statistics for measured quality characteristics ». International Standard Organisation, 42 p., 2006.

[12] D. R. Bothe, « Assessing capability for hole location », J Qual. Eng., 18, (2006), 325-331.

[13] N. D. Cox, S. S. Shapiro, « Statistical Model in Engineering », John Wiley & Sons, N.-Y., 1967.

 

[2] D’autres documents seront accessibles à partir du site du cours

 

La section Références de votre plan de cours mentionne une ou plusieurs normes de l’ASME, j’ai pensé que vous aimeriez savoir que les éditions les plus récentes des normes ASME sont maintenant disponibles en format électronique dans la collection de la bibliothèque (consultation en ligne).

 

Accès à partir de la section Bases de données spécialisées du site Web de la bibliothèque :

 

ASME Digital Collection ÉTS:

Revues, conférences et livres en génie mécanique de l'American Society of Mechanical Engineers.

 

ASME Standards Collection ÉTS:

Normes de l'ASME sauf le Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC).

 

 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

http://ena.ensmtl.ca