Ajustements ISO 286-2

Comprendre la norme ISO 286-2

Un ajustement est défini par l'assemblage d'un arbre et d'un alésage de même dimension nominale. Le système ISO de codage des tolérances repose sur deux textes complémentaires : l'ISO 286-1 pose les fondements (ligne zéro, grades de tolérance IT, écarts fondamentaux, température de référence de 20 °C), tandis que l'ISO 286-2 publie les tableaux chiffrés des écarts limites pour chaque classe de tolérance. C'est dans ces tableaux que le calculateur ci-dessus puise ses valeurs, pour tous les diamètres nominaux jusqu'à 500 mm.

Le système de l'Alésage Normal (H)

En industrie, on privilégie souvent le système de l'alésage normal. On utilise des outils standards (forets, aléseurs) pour réaliser des trous de tolérance H (dont l'écart inférieur est 0). On adapte ensuite le diamètre de l'arbre pour obtenir le jeu ou le serrage désiré : c'est la position de la lettre de l'arbre (de a, très en dessous du nominal, à z, très au-dessus) qui fixe la nature de l'ajustement.

Le système inverse, dit de l'arbre normal (h), fige l'arbre à es = 0 et fait varier la position de l'alésage. Il est réservé à des cas particuliers : arbres calibrés du commerce, plusieurs pièces montées sur un même arbre lisse (poulies, bagues, paliers) avec des fonctions différentes.

Les Classes de Qualité (IT)

Le chiffre indiquant la qualité (ex : le "7" de H7) correspond à l'Intervalle de Tolérance Standard (IT). Plus le chiffre est petit, plus la tolérance est serrée (précise) et plus l'usinage est coûteux. Quelques ordres de grandeur pour un diamètre de 20 mm :

• IT6 = 13 µm : rectification, alésage de précision
• IT7 = 21 µm : alésage soigné, tournage de finition
• IT8 = 33 µm : tournage / fraisage de qualité courante
• IT11 = 130 µm : usinage économique, perçage

En pratique, on associe presque toujours un alésage de grade n à un arbre de grade n−1 (H7/g6, H8/f7…) : à diamètre égal, un alésage est plus difficile à réaliser précisément qu'un arbre, on lui accorde donc un intervalle légèrement plus large.

Comment lire une désignation d'ajustement (ex : Ø20 H7/g6)

Une désignation complète d'ajustement se décompose en trois éléments :

• Ø20 : le diamètre nominal, commun à l'arbre et à l'alésage. C'est à partir de lui que la norme définit les plages de dimensions (18 à 30 mm pour un Ø20) dans lesquelles on lit les écarts.
• H7 : la classe de tolérance de l'alésage (lettre majuscule). La lettre H positionne la zone de tolérance juste au-dessus du nominal (EI = 0), le chiffre 7 fixe sa largeur (IT7).
• g6 : la classe de tolérance de l'arbre (lettre minuscule). La lettre g place la zone légèrement sous le nominal, le chiffre 6 fixe sa largeur (IT6).

Sur un plan, chaque pièce est cotée séparément (l'alésage "20 H7", l'arbre "20 g6") ; la désignation combinée "20 H7/g6" apparaît sur le dessin d'ensemble, au droit de la liaison.

Méthode de calcul du jeu et du serrage

Le calcul réalisé par l'outil suit la démarche classique d'un bureau d'études. On lit d'abord dans les tableaux ISO 286-2 les écarts limites de chaque pièce : ES et EI pour l'alésage (majuscules), es et ei pour l'arbre (minuscules), exprimés en micromètres. On en déduit les cotes limites :

Le jeu correspond au cas le plus favorable au coulissement (alésage au maximum de matière enlevée, arbre au minimum), le serrage au cas inverse :

L'interprétation du résultat détermine la nature de l'ajustement ; c'est exactement le verdict affiché par le calculateur :

• Jeu mini ≥ 0 : ajustement avec jeu (glissant ou tournant) ;
• Jeu maxi ≤ 0 : ajustement avec serrage (le "jeu" négatif est un serrage : S = −J) ;
• Jeu mini < 0 < Jeu maxi : ajustement incertain. Selon les cotes réellement fabriquées, on obtient un léger jeu ou un léger serrage.

Exemple détaillé : Ø20 H7/g6

Pour un diamètre nominal de 20 mm (plage 18–30 mm), les tableaux ISO 286-2 donnent : alésage H7 → ES = +21 µm, EI = 0 ; arbre g6 → es = −7 µm, ei = −20 µm. Les cotes limites valent donc 20,000 à 20,021 mm pour l'alésage et 19,980 à 19,993 mm pour l'arbre.

Le jeu minimal étant positif, l'ajustement est bien un glissant : quelle que soit la combinaison de pièces conformes, il subsiste entre 7 et 41 µm de jeu (jeu moyen 24 µm). C'est ce jeu garanti, faible mais jamais nul, qui fait de H7/g6 la référence des guidages précis.

Types d'ajustements

Ajustements fréquents

Comment choisir un ajustement ?

Le choix d'un ajustement répond toujours aux mêmes questions fonctionnelles, à se poser dans cet ordre :

• Mouvement relatif ? Si les pièces doivent tourner ou coulisser l'une dans l'autre, il faut un jeu garanti : H7/g6 pour un guidage précis, H8/f7 ou H9/e8 si la vitesse et la lubrification imposent plus de jeu.
• Démontage prévu ? Pour un assemblage fixe mais démontable (maintenance, réglage), on reste sur un glissant juste (H7/h6) ou un incertain léger (H7/js6, H7/k6), le couple étant alors transmis par un élément dédié : clavette, goupille, vis de pression.
• Transmission d'effort par adhérence ? Si la liaison doit transmettre un couple sans clavette, il faut un serrage franc : H7/p6 à la presse, H7/s6 et au-delà par frettage thermique. Le serrage crée une pression de contact qui verrouille les pièces.
• Quel budget d'usinage ? Chaque grade IT gagné multiplie le coût de fabrication et de contrôle. Ne spécifiez H6/h5 que là où la fonction l'exige ; pour une pièce sans exigence de précision, H11/d11 suffit largement.

Attention aux cas particuliers : les composants du commerce déjà tolérancés (roulements ISO 492, douilles à billes, coussinets frittés) imposent leurs propres classes pour l'arbre et le logement. Consultez systématiquement les préconisations de montage du fabricant plutôt que les couples génériques ci-dessus.