Un plan ne comportant aucune tolérance sur une cote n'est pas pour autant un plan « sans tolérance ». Il s'agit d'un plan qui a discrètement renvoyé la décision à la note de tolérance générale figurant dans le cartouche, ou à l'opérateur en l'absence totale de note. C'est là que naissent la plupart des litiges relatifs aux cotes des pièces usinées.
Dans la pratique, la norme générale applicable aux pièces métalliques usinées est la norme ISO 2768, classe m, qui autorise un écart d’environ plus ou moins 0,1 mm pour une dimension comprise entre 6 et 30 mm. En Amérique du Nord, les ateliers travaillent souvent avec une tolérance par défaut de plus ou moins 0,005 pouce, soit environ 0,13 mm, ce qui est proche mais pas identique. Certaines caractéristiques individuelles plus précises peuvent atteindre une tolérance de plus ou moins 0,005 mm sur une géométrie adaptée. Ce guide présente l’ensemble des tableaux, les modifications récentes apportées à la norme et les critères permettant de déterminer quelles caractéristiques nécessitent réellement une tolérance serrée.
Les quatre niveaux de tolérances en usinage CNC
| Niveau | Groupe typique | Où cela s'intègre-t-il ? | Coût relatif |
| Grossier (ISO 2768-c) | Environ ± 0,5 mm (0,020 pouce) | Assemblages soudés, supports non critiques, caches esthétiques | Le plus bas |
| Norme (ISO 2768-m) | Entre ±0,1 et ±0,3 mm environ | La plupart des pièces usinées : le choix par défaut le plus judicieux | Valeur de référence |
| Fin (ISO 2768-f) | Entre ±0,05 et ±0,15 mm environ | Assemblages avec des cotes superposées | Légère hausse |
| Précision (individuelle) | de ±0,025 mm à ±0,005 mm | Sièges de roulements, surfaces d'étanchéité, alésages d'accouplement | Une forte augmentation, fonctionnalité par fonctionnalité |
La distinction importante réside dans le fait que les trois premières sont des tolérances générales qui s'appliquent à toutes les cotes ne faisant pas l'objet d'une indication spécifique. La quatrième s'applique cote par cote et prévaut toujours sur la remarque générale.
Tableau des tolérances linéaires selon la norme ISO 2768-1
Voici le tableau auquel fait référence votre note générale sur les tolérances. Les valeurs correspondent aux écarts admissibles en millimètres ; les équivalents en pouces sont indiqués entre parenthèses à titre indicatif.
| Diamètre nominal (mm) | f (bien) | m (moyen) | c (grossier) | v (très grossier) |
| 0,5 à 3 | ±0,05 (0,002) | ±0,1 (0,004) | ±0,2 (0,008) | Non défini |
| De 3 à 6 | ±0,05 (0,002) | ±0,1 (0,004) | ±0,3 (0,012) | ±0,5 (0,020) |
| De 6 à 30 | ±0,1 (0,004) | ±0,2 (0,008) | ±0,5 (0,020) | ±1,0 (0,039) |
| De plus de 30 à 120 | ±0,15 (0,006) | ±0,3 (0,012) | ±0,8 (0,031) | ±1,5 (0,059) |
| Entre 120 et 400 | ±0,2 (0,008) | ±0,5 (0,020) | ±1,2 (0,047) | ±2,5 (0,098) |
| Entre 400 et 1 000 | ±0,3 (0,012) | ±0,8 (0,031) | ±2,0 (0,079) | ±4,0 (0,157) |
| Entre 1 000 et 2 000 | ±0,5 (0,020) | ±1,2 (0,047) | ±3,0 (0,118) | ±6,0 (0,236) |
| Entre 2 000 et 4 000 | Non défini | ±2,0 (0,079) | ±4,0 (0,157) | ±8,0 (0,315) |
Remarquez comment la tolérance s'élargit avec la taille. Une pièce de 20 mm de classe M présente une tolérance de plus ou moins 0,2 mm, tandis qu'une pièce de 300 mm présente une tolérance de plus ou moins 0,5 mm. Ce choix est délibéré, car la dilatation thermique et les erreurs de fixation varient toutes deux proportionnellement à la longueur. Cela signifie également qu’une pièce longue comportant une succession de dimensions générales peut présenter davantage de variations que ne le prévoit le concepteur.
Rayons extérieurs et hauteurs de chanfrein
| Diamètre nominal (mm) | f et m | c et v | Remarque |
| 0,5 à 3 | ±0,2 | ±0,4 | S'applique aux arêtes de rupture et aux chanfreins |
| De 3 à 6 | ±0,5 | ±1,0 | Conçu pour offrir un espace généreux |
| Plus de 6 | ±1,0 | ±2,0 | Tolérance à déterminer au cas par cas si le rayon est fonctionnel |
Ces bandes sont larges car les rayons et les chanfreins ont rarement une fonction spécifique. Si un rayon influe sur l'étanchéité, la concentration de contraintes au niveau d'un congé ou le jeu d'ajustage, il doit faire l'objet d'une tolérance spécifique plutôt que de la tolérance générale.
Tolérances angulaires
Dans la norme ISO 2768-1, les tolérances générales angulaires sont déterminées par la longueur du côté le plus court de l'angle, et non par l'angle lui-même. Une arête à 45 degrés sur une face de 15 mm présente une tolérance de plus ou moins 30 minutes pour la classe M, tandis que le même angle sur une face de 200 mm n’est soumis qu’à une tolérance de plus ou moins 10 minutes. Les arêtes courtes font l’objet d’un contrôle angulaire moins strict, ce qui surprend souvent ceux qui supposent que la tolérance dépend de la valeur de l’angle.
La partie de la norme ISO 2768 qui n'existe plus
C'est là que de nombreux guides de tolérances sont désormais obsolètes. La norme ISO 2768 a été publiée en deux parties. La partie 1 traite des cotes linéaires et angulaires et reste en vigueur. La partie 2 traitait des tolérances géométriques générales à travers les classes H, K et L ; elle a été retirée et remplacée par la norme ISO 22081:2021, qui intègre les spécifications géométriques générales dans le cadre plus large du GPS. Vous pouvez vérifier le statut directement sur le Fiche technique ISO relative à la norme ISO 2768-2.
Ce sont les conséquences pratiques qui comptent. Un dessin publié aujourd’hui indiquant « ISO 2768-mK » reste lisible, et tout fournisseur compétent interprétera la moitié « K » en se référant à l’ancien tableau. Or, la moitié « K » fait désormais référence à un document retiré, et la norme ISO 22081 ne publie délibérément aucun tableau de valeurs fixes. Elle demande au concepteur d'indiquer explicitement les spécifications géométriques générales, avec un repère défini, plutôt que d'en hériter d'une classe de lettres.
Les plans anciens faisant référence aux classes H, K ou L sont toujours interprétés en fonction de ces valeurs ; ce tableau reste donc utile pour l'interprétation des plans existants.
| Caractéristiques et aire de répartition | Classe H | Classe K | Classe L |
| Planéité, jusqu’à 10 mm | 0.02 | 0.05 | 0.1 |
| Planéité, de 30 à 100 mm | 0.1 | 0.2 | 0.4 |
| Planéité, de 100 à 300 mm | 0.2 | 0.4 | 0.8 |
| Perpendicularité, jusqu'à 100 mm | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
| Perpendicularité, 100 à 300 mm | 0.3 | 0.6 | 1.0 |
| Faux-rond circulaire | 0.1 | 0.2 | 0.5 |
Si vous créez un nouveau cartouche, les options les plus claires consistent soit à indiquer explicitement vos spécifications géométriques générales conformément à la norme ISO 22081, soit à continuer de faire référence à la norme ISO 2768-2 de manière délibérée et en toute connaissance de cause. Les deux solutions sont valables. Ce qui pose problème, c’est une annotation imprécise, dépourvue de lettre de classe et de date, car cela laisse une marge d’interprétation précisément sur les cotes les plus susceptibles de faire l’objet de contestations. Une édition révisée de la partie consacrée aux cotes linéaires et angulaires est également en cours d’élaboration au sein de l’ISO/TC 213 ; il est donc utile de vérifier l’état d’avancement actuel avant de normaliser un modèle pour l’ensemble d’une famille de produits.
Comment lire une indication de tolérance générale
Une mention telle que « ISO 2768-mK » comporte deux indications distinctes. La lettre minuscule désigne la classe linéaire et angulaire de la Partie 1. La lettre majuscule désigne la classe géométrique de l'ancienne Partie 2. Ainsi, « mK » signifie des tolérances générales moyennes sur les longueurs et les angles non tolérancés, auxquelles s'ajoutent les limites de la classe K en matière de rectitude, de planéité, de perpendicularité, de symétrie et de faux-rond.
Il en découle trois règles qui permettent de régler la plupart des différends avant même qu'ils ne surgissent :
- La tolérance individuelle prévaut toujours. Si une cote comporte ses propres limites ou un ajustement tel que H7, la remarque générale ne s'applique pas à celle-ci.
- Les tolérances générales ne servent qu'à combler les lacunes. Elles constituent le seuil minimal et ne remplacent en aucun cas les tolérances fonctionnelles.
- Une remarque générale ne permet jamais de déterminer avec précision la position ou le profil réels. La position doit toujours faire l'objet de tolérances géométriques explicites, avec un repère de référence clairement défini.
Ce que chaque processus peut raisonnablement prendre en charge
Les tolérances générales applicables aux pièces usinées n'ont de sens que si le procédé choisi permet de les respecter. Il s'agit là des capacités typiques obtenues sur des caractéristiques appropriées dans un montage rigide.
| Processus | Confortable | Réalisable | Facteur limitant |
| Fraisage à 3 axes | ±0,05 mm | ±0,0125 mm | Réglages, fléchissement des outils, rigidité des pièces |
| Fraisage 5 axes | ±0,025 mm | ±0,010 mm | La précision entre les différentes caractéristiques s'améliore en une seule configuration |
| Tournage CNC | ±0,025 mm | ±0,0075 mm | Il est plus facile de contrôler le diamètre que la longueur. |
| Alésage et perçage | H8 | H7 | La qualité du trou dépend fortement du pré-perçage et du matériau |
| Rectification plane | ±0,005 mm | ±0,002 mm | Géométrie plane et cylindrique uniquement |
| Électroérosion à fil | ±0,005 mm | ±0,002 mm | Matériaux conducteurs, profilés 2D et profilés coniques |
Le matériau influe également sur ces chiffres. L'aluminium permet un usinage précis, mais c'est celui qui se dilate le plus sous l'effet de la température ; l'acier inoxydable austénitique subit un durcissement par déformation lors de la passe de finition ; et le titane se déforme sous l'effet de la charge de coupe. Notre comparaison de titane, aluminium et acier inoxydable pour les pièces usinées explique comment chacun d'entre eux fonctionne. Notre service d'usinage CNC de précision respecte une tolérance de plus ou moins 0,005 mm lorsque la géométrie et le matériau le permettent, et nous vérifions chaque caractéristique lors de la revue de conception plutôt que de donner une garantie pour l'ensemble du dessin.
Ce que coûte réellement la tolérance
Le resserrement d'une tolérance n'implique pas l'ajout d'un pourcentage fixe. Il modifie le processus. Chaque réduction entraîne généralement l'un ou plusieurs des effets suivants :
- Une passe de finition supplémentaire, avec des coupes plus légères et des avances plus lentes.
- Un outil neuf pour l'opération de finition, afin que l'usure des arêtes n'entraîne pas de variation des cotes.
- Un dispositif de serrage supplémentaire ou plus rigide, parfois un gabarit sur mesure.
- Un processus secondaire tel que le meulage, l'alésage ou l'électroérosion à fil.
- Des contrôles supplémentaires, comprenant le temps passé sur la machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) et un rapport dimensionnel écrit.
- Un risque accru de mise au rebut, dont le coût est pris en compte dans le devis, qu'il se concrétise ou non.
Ce sont ces deux derniers points que les acheteurs ont tendance à sous-estimer. L'usinage CNC à tolérances serrées fait peser les coûts davantage sur la mesure que sur l'usinage proprement dit. Une pièce comportant quarante cotes serrées peut passer autant de temps sur une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) que sur la machine-outil, et ce temps est répercuté sur chaque unité, et pas seulement sur le premier article.
C'est également pour cette raison qu'un premier article documenté revêt une importance croissante à mesure que les tolérances se resserrent. Si vous ne savez pas comment ce processus fonctionne, consultez notre guide sur Contrôle de la première pièce dans l'usinage CNC explique ce que contient ce rapport et dans quelles circonstances il convient d'en demander un.
Quelles fonctionnalités permettent de définir les limites les plus strictes ?
La tolérance réalisable est une propriété de la pièce, et non de la machine. Un atelier capable de respecter une tolérance de plus ou moins 0,005 mm sur un alésage n'est pas nécessairement en mesure de la respecter sur une longueur de 400 mm.
Fonctionnalités permettant de respecter rigoureusement les limites fixées
- Alésages et diamètres de tournage, pour lesquels la géométrie de l'outil définit directement la cote.
- Les profondeurs réduites et les fonds en poche sont usinés en un seul passage.
- Faces de coupe par meulage ou par fil sur un matériau trempé.
- Convient aux pièces épaisses et rigides offrant un bon accès pour le serrage.
Fonctionnalités capables de s'adapter à des contraintes strictes
- De grandes distances entre les éléments, en particulier lorsqu’ils relèvent de plusieurs configurations.
- Des parois fines, des nervures hautes et des saillies élancées qui fléchissent sous l'effet de la force de coupe.
- Des cavités profondes nécessitant des outils longs, où la déformation augmente rapidement avec la longueur.
- Toute mesure effectuée après l'application d'un revêtement, car le placage et l'anodisation augmentent l'épaisseur.
Ce dernier point pose de réels problèmes. L'anodisation dure de type III forme une couche qui se développe à la fois vers l'extérieur et en profondeur dans la surface ; ainsi, un alésage dont la tolérance a été définie de manière très stricte avant l'anodisation peut se retrouver hors tolérance par la suite. Les éléments aux cotes serrées qui seront revêtus doivent avoir leur tolérance spécifiée pour l'état fini, avec une marge de tolérance prévue en conséquence.
La tolérance, l'état de surface et la position sont trois notions distinctes
Ces deux notions sont souvent confondues. La tolérance détermine l'amplitude maximale de variation d'une cote par rapport à sa valeur nominale. L'état de surface, mesuré en Ra, définit la texture de la face ; ainsi, une pièce peut présenter une cote très stricte avec un état de surface rugueux, ou au contraire un état de surface fin avec une cote moins stricte. Les choisir indépendamment l'une de l'autre constitue l'un des moyens les plus simples de maîtriser les coûts, comme le montre notre aperçu de options de finition de surface usinée entre dans.
La position, là encore, est un cas à part. Un trou peut respecter parfaitement la tolérance relative à son diamètre tout en étant mal placé, car aucune note de tolérance générale ne définit l’emplacement des éléments par rapport à un repère. Si l’emplacement des trous est crucial pour un assemblage, il faut leur attribuer des tolérances géométriques explicites. Le fait de se fier à des limites dimensionnelles générales pour contrôler la disposition des boulons est l’une des causes les plus courantes de pièces dont les cotes sont correctes mais qui ne s’assemblent pas.
Que faut-il indiquer sur votre dessin ?
- Définissez la note générale de manière réfléchie. La classe M convient à la plupart des pièces usinées. La classe F est acceptable pour les pièces tournées et les petits composants de précision, mais elle augmente le coût de l’ensemble du dessin ; ne l’utilisez donc que si la pièce en a réellement besoin.
- Indiquez explicitement les spécifications géométriques conformément à la norme ISO 22081, ou faites référence aux anciennes classes en toute connaissance de cause. Ne laissez pas ce champ vide.
- Définissez les tolérances des caractéristiques fonctionnelles au cas par cas. Les ajustements des roulements, les surfaces d'étanchéité, les alésages d'accouplement et les surfaces de référence ont leurs propres limites. Tout le reste peut être traité selon les tolérances générales.
- Identifiez les repères. Le contrôle géométrique n'a aucun sens sans eux, et un référentiel de repères non spécifié est le moyen le plus rapide d'aboutir à une divergence de mesures.
- Précisez si les tolérances s'appliquent avant ou après le traitement de surface.
- Précisez quelles dimensions sont critiques et doivent faire l'objet d'un rapport. Cela permet de concentrer l'inspection sur les points essentiels plutôt que de la répartir de manière uniforme.
Déterminer correctement les tolérances avant d'établir un devis
La méthode la plus efficace est celle de la soustraction. Partez d’une esquisse générale raisonnable, puis affinez uniquement les caractéristiques qui remplissent une fonction. La plupart des dessins mal conçus ne souffrent pas d’une géométrie trop élaborée, mais de tolérances excessives sur des dimensions qui n’avaient pas besoin d’être contrôlées.
Si vous ne savez pas quelles cotations sont réalistes, envoyez à la fois la maquette et le plan, plutôt que la maquette seule. Le plan indique au fournisseur quelles dimensions sont fonctionnelles, ce qui a une incidence à la fois sur le prix et sur le plan de contrôle. Usinage XY fournit dans les 24 heures des commentaires sur la concevabilité pour la fabrication, en signalant les spécifications qui ne sont pas réalisables avec le matériau choisi ou qui entraîneront un surcoût sans apporter de fonctionnalité supplémentaire. Vous pouvez consulter notre Capacités d'usinage CNC ou découvrez comment l'inspection est consignée sur notre page consacrée à l'assurance qualité.
Foire aux questions
Q : Quelle est la tolérance standard pour les pièces usinées par CNC ?
R : La plupart des pièces métalliques usinées respectent par défaut la classe M de la norme ISO 2768, ce qui correspond à une tolérance d'environ ± 0,1 mm pour une dimension comprise entre 6 et 30 mm. Les ateliers nord-américains utilisent souvent à la place une tolérance de ± 0,005 pouce, ce qui est globalement comparable.
Q : La norme ISO 2768 sera-t-elle toujours en vigueur en 2026 ?
R : La partie 1, qui traite des cotes linéaires et angulaires, reste en vigueur. La partie 2, qui traite des tolérances géométriques générales, a été retirée et remplacée par la norme ISO 22081:2021. Les plans existants faisant référence aux anciennes classes H, K et L continuent d'être interprétés selon les tableaux d'origine.
Q : Que signifie « ISO 2768-mK » sur un plan ?
R : Tolérances générales moyennes pour toute longueur ou tout angle, sans limites spécifiques, auxquelles s’ajoutent les limites générales de classe K concernant la planéité, la rectitude, la perpendicularité, la symétrie et le faux-rond. Toute cote soumise à une tolérance spécifique prévaut sur ces deux séries de tolérances.
Q : Dans quelle mesure une tolérance plus stricte influe-t-elle sur le prix ?
R : Il n’y a pas de coefficient multiplicateur fixe. Les coûts augmentent lorsque les tolérances plus serrées imposent une passe de finition supplémentaire, un processus secondaire tel que le meulage, la fabrication de gabarits sur mesure ou un contrôle par machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) sur chaque pièce. Quelques cotes serrées ne coûtent pas cher, mais un plan entier comportant des cotes serrées coûte très cher.
Q : Faut-il mesurer les tolérances avant ou après l'anodisation ?
R : Indiquez-le sur le plan. L'anodisation et le placage ajoutent une épaisseur mesurable ; ainsi, un alésage serré peut sortir des tolérances après traitement. Les cotes serrées sur les pièces revêtues doivent être définies à l'état fini, en prévoyant une marge de matière.
