Comparateur, calibres et cales étalons

1. Mesurer par comparaison

Avec un pied à coulisse ou un micromètre, on lit une cote. Avec un comparateur ou un calibre, on fait autre chose : on compare la pièce à une référence dont la dimension est connue. C'est la mesure indirecte. Le comparateur indique de combien la pièce s'écarte de la référence ; le calibre dit seulement si la pièce « passe » ou « ne passe pas ». Ces méthodes sont rapides, peu sensibles au geste de l'opérateur, et très utilisées en série.

2. Le comparateur à cadran

Le comparateur transforme le petit déplacement d'une touche en rotation d'une aiguille. Sur le modèle le plus courant, un tour de la grande aiguille correspond à 1 mm et le cadran porte 100 divisions de 0,01 mm. La course totale est souvent de 10 mm.

3. Le marbre et le support

Le marbre est une table de fonte ou de granit dont la surface est très plane. Il sert de surface de référence : toutes les hauteurs sont mesurées à partir de lui. Chaque marbre a une classe de précision, indiquée sur son certificat, qui fixe son défaut de planéité admissible. Sa propreté conditionne toutes les mesures : on l'essuie avant usage, on n'y pose ni pièce brute, ni outil, ni copeau, on n'y frappe jamais et on le couvre en fin de poste.

Le comparateur est tenu par un support magnétique : une base aimantée que l'on active d'un bouton, une colonne et un bras articulé. Un bras court et bien serré limite les flexions. La touche doit attaquer la surface perpendiculairement : une touche en biais amplifie ou réduit le déplacement lu.

4. Régler le zéro sur une cale étalon

1. 1.Nettoyer le marbre, la cale et la face d'appui de la pièce.
2. 2.Poser la cale étalon de la cote nominale sur le marbre, par exemple 15 mm pour l'épaisseur de la plaque du SV-40.
3. 3.Descendre la touche sur la cale avec une précontrainte : l'aiguille doit avoir fait un quart à un demi-tour. Ainsi, la touche peut aussi bien monter que descendre.
4. 4.Tourner la lunette pour amener le 0 sous la grande aiguille. Noter la position du compte-tours.
5. 5.Soulever la touche deux ou trois fois au levier : l'aiguille doit revenir sur 0. Sinon, un serrage a bougé : recommencer.
6. 6.Remplacer la cale par la pièce, sans toucher au réglage. Chaque division dans le sens + ajoute 0,01 mm à 15 mm, chaque division dans le sens − en retire 0,01.

5. Planéité, parallélisme, battement

Le comparateur excelle pour mesurer les défauts de forme et de position, parce qu'il suit une surface en continu. Au poste de contrôle de Méca-Garonne, le SV-40 est posé sur sa face d'appui A. On promène la touche sur le dessus de la plaque et on relève : +0,04, +0,01, −0,01 et +0,02 mm. L'épaisseur varie donc de 14,99 à 15,04 mm, dans la tolérance de ±0,2. L'écart entre le plus grand et le plus petit relevé, 0,04 − (−0,01) = 0,05 mm, mesure le défaut de parallélisme de cette face par rapport à la face A.

Attention à ce que l'on mesure vraiment. Pièce posée sur le marbre, on obtient un parallélisme par rapport à la face d'appui, pas une planéité. Pour une vraie planéité, on pose la pièce sur trois vérins réglables et on règle trois points de la face à la même hauteur avant de relever toute la surface. Pour un battement, on fait tourner une pièce de révolution d'un tour complet, entre pointes ou sur un vé, touche sur la surface : l'écart entre la lecture maxi et la lecture mini est le battement. La perpendicularité de 0,02 mm de l'alésage du SV-40 se contrôle aussi au comparateur, selon la méthode fixée par la gamme de contrôle.

6. Les cales étalons

Une cale étalon est un bloc d'acier trempé ou de céramique dont deux faces, parfaitement planes et parallèles, sont séparées d'une longueur garantie à quelques dixièmes de micromètre près. Les cales servent à mettre à zéro un comparateur, à vérifier un micromètre, à régler un calibre ou à construire une hauteur, par exemple sous une règle sinus. Un jeu de 112 cales courant contient : une cale de 1,0005 ; les cales de 1,001 à 1,009 mm par pas de 0,001 ; de 1,01 à 1,49 mm par pas de 0,01 ; de 0,5 à 24,5 mm par pas de 0,5 ; et les cales de 25, 50, 75 et 100 mm.

Deux cales propres, croisées puis glissées l'une sur l'autre en appuyant, adhèrent si bien qu'on peut soulever la pile. Cette adhérence évite toute colle ou tout serrage. Pour composer une cote, on utilise le moins de cales possible, car chaque contact ajoute une petite erreur. On élimine les décimales en partant de la dernière.

7. Les calibres à limites

Un calibre à limites ne donne pas de valeur. Il matérialise les deux limites de la tolérance : un côté ENTRE et un côté N'ENTRE PAS, souvent repéré en rouge. Pour un alésage, le côté ENTRE a la cote mini et le côté N'ENTRE PAS la cote maxi. Pour l'alésage Ø20H7 du SV-40, dont les limites sont 0 et +0,021 mm, le tampon lisse a donc un côté ENTRE de Ø20,000 et un côté N'ENTRE PAS de Ø20,021.

Un tampon fileté qui bloque avant le fond n'est pas forcément le signe d'un filet mauvais : un copeau ou un reste d'huile coupe l'entrée. Soufflez, nettoyez, recontrôlez. Si le blocage persiste, la pièce est déclarée non conforme.

8. Jauges d'épaisseur et jauges de rayon

La jauge d'épaisseur est un jeu de lames d'acier d'épaisseurs graduées, par exemple de 0,05 à 1 mm. On l'utilise pour mesurer un jeu entre deux pièces : la bonne lame glisse avec un léger frottement ; la suivante ne passe pas. On peut empiler deux lames. La jauge de rayon est un jeu de gabarits, concaves et convexes, pour vérifier un congé ou un arrondi : on applique le gabarit sur la pièce, face à la lumière, et on regarde si un filet de lumière passe.

9. Pour aller plus loin