Photo cotée d'une pièce, pour fabrication

Il y a souvent quelque difficulté à transmettre les cotes d'une pièce à refaire : un dessin technique complet serait un gros travail, et les photographies s'avèrent très insuffisantes. Car si le "mécanicien" ne dispose pas de la pièce à reproduire, ni des éléments entre lesquels elle s'insèrera, il faut lui fournir un maximum de cotes ; mais comment savoir ce dont il a besoin ?
Avec un collègue de TCAR (le "collectionneur", que je ne nommerai pas ; il se dénoncera s'il veut) on a résolu le problème par un échange d'Emails, selon une procédure stéréotypée adaptable à de nombreux types de pièces (il s'agit ici d'un ressort d'extracteur de Lee-Enfield).


1) Le collectionneur a photographié la pièce sous divers angles, montrant bien les points particuliers, avec quelques cotes tout à fait indicatives histoire de savoir quelle taille ça a.
Pour économiser l'espace je vous en ferai grâce ; la plus parlante était la photo de 3/4 insérée en bas de la dernière image ci-dessous.


2) Le mécanicien, au vu de ces clichés, a photographié un élément similaire (éventuellement factice) présenté sous les angles favorables à la cotation. Les deux branches sont photographiées séparément, le ressort étant enfourché sur un carton rigide calé en hauteur, qui masque l'autre branche (le papier millimétré est facultatif, car finalement peu utile).


Les photos doivent être détaillées et nettes, prises bien perpendiculairement avec le moins de reflets et d'ombres possible, comme expliqué en détail dans un autre sujet, à partir d'ici :
https://www.tircollection.com/t48868-conception-d-une-piece-manquante-d-arme-ancienne#657437


3) Le collectionneur a renvoyé 3 photos dont la définition montre bien les états de surface, et sans ombres rendant les contours incertains. Ces photos sont encombrantes et on les retrouvera plus loin, donc je n'en mets ici que des copies à définition réduite (pour montrer le cadrage) et quelques extraits à pleine définition (pour montrer le niveau de détail) :




4) Le mécanicien y a placé les lignes de cote lui paraissant utiles, en privilégiant la facilité de mesure au pied à coulisse. Les cotes sont figurées par des codes alphanumériques. Ici sans trop insister sur les largeurs (cotes T), qui paraissent régulières ; ni sur le détail du téton, pour lequel les photos devraient suffire à guider la lime.
Les flèches F se mesurent en plaçant le ressort contre une règle dont on déduit ensuite l'épaisseur ; les rayons en visant à contre-jour avec divers objets cylindriques ; les commentaires "environ" et "entre xxx et xxx" sont permis et même conseillés, quand la mesure est difficile à prendre ou que la cote est irrégulière.


Les vues sont assemblées sur la même image (ici en définition réduite) pour faciliter le coup d'oeil, assez serré afin de s'afficher sur un smartphone (bien commode à l'atelier, ça dispense d'imprimer). C'est fait sur PhotoShop, avec des "calques" distincts pour les photos, les lignes et les cotes, ce qui permet de les modifier autant qu'on veut sans altérer les photos d'arrière-plan ; à défaut on peut griffonner des croquis sommaires reproduisant les silhouettes des photos, puis les numériser.


5) Le collectionneur a répondu par ce tableau :

La cote L4 a été renseignée ensuite, à 11 mm (après un calcul sur l'image qui avait donné 10.92, voir 5 messages plus loin).


6) Dont le mécanicien a reporté les cotes sur l'image, ajustant au besoin les traits. Cotes reportées telles que lues sur l'appareil de mesure ; la lime se chargera bien de les arrondir... Une vue d'ensemble en perspective (issue de la phase 1) a été ajoutée pour préciser la disposition.
Ça devrait suffire pour fabriquer ce ressort, si nécessaire :



PS : J'ai utilisé le terme mécanicien car ce genre de ressort pourrait aussi se trouver sur une machine à coudre, un interrupteur électrique, un jouet d'enfant ou une locomotive à vapeur...
La retouche d'image pourrait être indifféremment faite par l'un ou l'autre, voire même par un troisième larron, mais c'est beaucoup plus simple si le dessin est fait par celui qui définit les cotes à mesurer.

Oui, c'est interessant et cela montre bien la difficulté à transmettre precisement la forme et les dimensions d'une petite piece assez simple... 
Sans doute les scanners 3D se democratiseront bientot, et il sera aussi simple d'obtenir le modele 3D a l'echelle d'un objet quelconque que de prendre une photo avec son smartphone, mais cela ne favorisera pas l'apprentissage et la comprehension des dessins techniques qui faisaient tout le charme de la mecanique du XXe siecle 

poudreverte a écrit:Oui, c'est interessant et cela montre bien la difficulté à transmettre precisement la forme et les dimensions d'une petite piece assez simple... 
Sans doute les scanners 3D se democratiseront bientot, et il sera aussi simple d'obtenir le modele 3D a l'echelle d'un objet quelconque que de prendre une photo avec son smartphone, mais cela ne favorisera pas l'apprentissage et la comprehension des dessins techniques qui faisaient tout le charme de la mecanique du XXe siecle 

Je reste toujours pantois d'admiration 

Et sans polémique aucune, je crains que le plus difficile aujourd'hui déjà soit encore de trouver le mécanicien ...

Pour illustrer mon propos, mon fiston reçoit une formation de mécatronicien (de notre temps, mécanicien électricien). Travail à la lime: 3 jours, moteur camion: 2 jours, fraisage, 3 jours, etc.... moi qui comptait sur lui pour certaines petites choses, c'est raté, c'est moi qui lui montre comme limer...

Baccardi a écrit:... sans polémique aucune, je crains que le plus difficile aujourd'hui déjà soit encore de trouver le mécanicien ...

Les gens n'ont qu'à s'en prendre à eux-mêmes : il a suffi de quelques générations poussant leurs rejetons vers des études permettant d'obtenir une "bonne situation" (càd "bien payé à rien foutre"), pour tout niveler par le bas.
Mais il en reste tout de même un certain nombre qui savent se servir de leurs deux mains ; certes souvent des vieux, mais c'est peut-être aussi parce-que c'est plus long à apprendre que l'art de refourguer un truc qu'on n'a même pas fabriqué soi-même, à un type qui n'en a même pas réellement besoin...

poudreverte a écrit:... Sans doute les scanners 3D se democratiseront bientot, ... mais cela ne favorisera pas l'apprentissage et la comprehension des dessins techniques ...

Le GPS a déjà gommé toutes les capacités à lire une carte ! Parfois on se marre bien en voyant des touristes tourner en rond, ou partir à l'opposé de la bonne direction ; même si leur GPS déraille ils ont pourtant souvent une bribe de carte sur leur smartphone, mais ils ne sont même pas fichus de la tourner dans le bon sens. Quant à faire le "point de station" par appréciation des reliefs environnants, ils n'imaginent même pas que ce soit possible...

Pour en revenir à ce ressort d'outre-Manche, à la différence d'un simple passage au scanner 3D les nombreuses manipulations directes pour relever les cotes peuvent susciter des déductions qu'une machine serait bien en peine de faire. Même l'examen des photos nécessaire lors de l'établissement des lignes de cote, permet de deviner (ou supposer) certaines choses (qui demanderaient à être confirmées soit par la documentation, soit par des examens directs).

Par exemple le profil curieux du téton. S'il avait été enfoncé par accident le métal aurait refoulé sur les côtés, en épaisses bavures. Cela semblerait donc délibéré, mais pourquoi ?
Une explication serait qu'ainsi le téton fait cliquet, ce qui facilite l'engagement du ressort par l'avant, en le glissant sur l'extracteur.

Ensuite, les deux faces extérieures sont très grossièrement limées (la grossièreté est ici un avantage, elle révèle le mode d'usinage), mais l'arrondi au dos du pli semble régulier. Par ailleurs les deux faces se raccordent de façon sécante et non tangente sur cet arrondi, et ce qu'on voit du dessous de la branche longue paraît exempt de coups de lime...
Comme si la pièce était faite en pliant une lame d'épaisseur constante, les branches étant ensuite affinées à la lime, uniquement sur leur face extérieure. Le pli pourrait avoir été serré d'un coup de marteau, provoquant un petit refoulement que la lime n'a pas totalement enlevé (vue du bas en "agrandir l'image", au raccord entre la branche courte et le chanfrein visible au niveau du pli).
La lame brute aurait donc peut-être été chanfreinée avant pliage...
Son épaisseur ? On a une cote 1.4 sur le pli, mais généralement le métal perd un peu d'épaisseur dans un pli aussi serré, et le téton demanderait d'ailleurs un minimum de 1.6 (mesuré à 1.57) ; alors peut-être une lame de 1.6 ? A moins que l'enfoncement du téton ne soit un coup de bouterolle destiné à refouler du métal vers la droite du téton, afin d'augmenter sa hauteur (auquel cas une lame à peine supérieure à 1.4 ferait l'affaire).
Les pliages (et refoulement éventuel) effectués bien sûr à chaud, puis limage des branches encore plates et parallèles (ce serait de très loin le plus long et le plus barbant, surtout en épargnant le téton) ; nouvelle chauffe, cintrage en enfilant ce long U sur un gabarit de forme de V cintré, puis trempe et revenu.
Facile et rapide ... sauf la lime !
Le téton pourrait être dégagé au tour à métaux ; mais alors il serait bien rond, et ce n'est pas le cas ici. Irrégulier c'est sûrement à la lime (voire en matriçage à la forge mais je n'y crois guère, ou alors une ébauche de bossage plus large, reprise à la lime).
On peut aussi imaginer après pliage un pré-cintrage sur un V étroit, calculé pour que le limage doive amener à des surfaces plates et parallèles (ça facilite bien le travail de lime).

Tout ceci méritant confirmation par étude d'un échantillon, par la documentation technique d'époque, ou par un essai de fabrication (avec le raisonnement "si c'est exactement aussi moche, c'est que ça a été fait exactement pareil").

Personne n'a remarqué ? ... Il manque l'ouverture du V !
La question ayant été résolue, j'ai corrigé les dessins 5 messages plus haut en ajoutant cette cote (L4 = 11) qui n'y figurait pas initialement. Ce message est donc devenu sans objet, mais j'en laisse l'intégralité à titre d'exemple d'exploitation d'une photo :
Le ressort s'inscrit en gros dans un triangle, dont on connaît les côtés L1 (15.4) et L2 (18.39) ; il manque donc le troisième côté, que l'on dénommera L4 (L3 étant déjà pris). Une grande précision n'est pas requise car c'est une longueur au repos et le ressort sera toujours notablement bandé ; cette cote influe sur la tension, mais en conjonction avec la "raideur" de l'acier (module de Young), qui n'est exactement connue ni pour le ressort d'origine ni pour le métal qu'on utilisera.
D'ailleurs en pratique on évalue plutôt la raideur d'un ressort par la valeur de flexion sous une charge déterminée (on peut la diminuer en affinant les branches). Il est possible de quantifier la raideur d'un ressort existant, afin de fournir une valeur de référence pour tester des essais de fabrication ; le montage nécessaire est assez simple pour un ressort à boudin, mais plus compliqué pour un ressort à lame d'autant plus qu'il ne supporte généralement que des déformations assez faibles, lesquelles ne se mesurent commodément qu'au comparateur.

Pour donner un point de départ on peut au besoin déduire L4 de la dernière photo :
Ma vieille version de PhotoShop ne permet pas de mesurer des dimensions obliques, mais je peux tirer un rectangle de sélection dont cette dimension constituerait une diagonale, et dont le dialogue "infos" affiche les dimensions.
Pour L1 ça donne 433 x 128 pixels, et le théorème de ... (Pythagore ?) assure que L1² = 433² + 128² ; soit 452 pixels pour 15.4 mm, donc 29.32 pixels par millimètre (je ne sais plus où j'ai fourré la table de logs, heureusement ma calculette traite les carrés et les racines).
On confirme avec L2 = 18.39, qui est la diagonale d'un rectangle de 502 x 182 pixels, diagonale 534 pixels donc 29.04 pixels / mm.
La petite différence était prévisible : on fait la moyenne (29.18 pix/mm), on trace un rectangle de sélection entre les deux bouts des branches (78 x 309 pixels), diagonale 319 pixels à raison de 29.18 pix/mm, ce qui donnerait approximativement L4 = 10.92 mm.
L'ordre de grandeur est bon, à l'oeil les proportions seraient correctes, reste à savoir si le fusil - modèle veut bien laisser prendre cette mesure pour confirmer (mais s'il est remonté, c'est pas indispensable).


Ceci posé, qu'en faire ?
Je ne sais même pas si le collectionneur a besoin d'un autre ressort de ce type ; moi non...
Mais comme je dois bientôt faire la démo d'un petit laminoir, je peux en profiter pour préparer quelques lames d'épaisseurs potentiellement convenables ; peut-être même plier quelques ébauches (y aurait plus qu'à limer, en cas de besoin).

Ce que je cherchais au début et dont j'aurais l'usage, c'est les cotes de l'autre ressort d'extracteur, celui du Lee-Enfield plus récent.
Alors si quelqu'un qui en possède un voulait bien prolonger la partie, on pourrait faire pareil sur ce second ressort...

Bon, j'ai modelisé ce ressort, juste pour voir... je ne suis pas sur que cela puisse servir a la refabrication du ressort, ou alors juste pour verifier comment s'installe une version en plastique ?
Ta cote de 10.92 est tout a fait coherente avec le reste.










Maintenant, pour ce qui est du Lee Enfield plus recent, ne serait il pas possible de deduire les formes du ressort a partir des autres pieces, sans en avoir un original a copier ?

Verchère a écrit:
Ceci posé, qu'en faire ?
Je ne sais même pas si le collectionneur a besoin d'un autre ressort de ce type ; moi non...

...mon bon Patrick, ce ressort me faisait défaut et j'en ai acheté un pour y remédier: donc plus de besoin prochainement.

Je sais que refaire soi-même ce genre de pièce est bien plus noble que d'acheter, mais à 16€ la pièce, le jeu n'en vaut pas la chandelle: au coût horaire que j'estime être le mien cela n'a aucun sens.
Il est clair qu'il s'agit là d'un tuto permettant de poser les bases d'un principe général qui pourra être appliqué à des pièces bien plus rares et le débat serait très différent s'il s'agissait d'un ressort d'extracteur de MAS 34 (vu sur un autre post récemment) ou tout autre pièce plus ou moins introuvable.

Bravo pour la déduction de L4: avec 10,92 vous n'étiez pas loin du tout...
...je mesure 11mm.

Bravo également à poudreverte pour la modélisation: c'est du Solidworx ?

Pour le reste je crois que je vais encore attendre quelques semaines avant de monter ce ressort dans sa tête de culasse: dès fois qu'il faille encore mesurer quelque-chose 

Quelle que soit la valeur de l'heure de travail, faire UN ressort de ce genre pour 16 € (voire moins) n'est assurément pas rentable ; il faudrait un certain nombre de dizaines de ressort à 16 € pièce (et alors ce serait bien chiant)... Mais hormis le plaisir de "faire soi même" il y a le gain en apprentissage. C'est à dire que faire un ressort de ce type à perte, permet de faire ensuite un autre ressort voisin moins à perte, etc. ; et si on ne le fait pas sous prétexte qu'on ne sait pas le faire, on ne saura jamais !

Donc, cote L4 = 10.92 ou 11 mm, ça valide la méthode de calcul par rectangles de sélection présentée plus haut ; effectivement ce sujet est plus destiné à donner un exemple de "comment faire", ce ressort n'étant qu'un prétexte.
Je vais tout de même mettre à jour cette cote sur les dessins.
En plus, le fait d'avoir eu à dresser ce dessin car il n'existe pas (ou n'est pas accessible), était déjà en soi une bonne raison pour le dresser : afin qu'il existe et soit accessible !

Ce ressort (pour n° 1) paraît avoir donné lieu à des variantes de fabrication, j'en ai vu une photo avec des épaisseurs plus constantes et un pli moins serré. On pourrait aussi imaginer que d'autres ressorts du même type présentent des dimensions légèrement différentes ; en accumulant les informations on pourrait aller jusqu'à en déduire les tolérances usuelles (ça facilite le travail du mécanicien, de savoir ce qu'il peut se permettre).


Pour l'instant je n'ai qu'une photo du ressort de LE n° 4 ; on pourrait effectivement déduire ses cotes des pièces voisines, ce serait même facile car celui dont j'aurais besoin était remplacé par un V à base de ressort de réveil, et ça marchait... Mais s'il y a moyen de faire une pièce aussi proche que possible de l'origine, c'est tout de même plus élégant.


La technique du dessin 3D je ne saurais guère quoi en faire...
Elle permet de présenter aisément une pièce sous les angles nécessaires pour bien voir tel ou tel détail, beaucoup mieux qu'une photo. C'est très utile pour illustrer l'étude d'un matériel, et ça pourrait aussi l'être pour bien mettre en évidence une cote dont on demande la dimension.

Verchère a écrit:En plus, le fait d'avoir eu à dresser ce dessin car il n'existe pas (ou n'est pas accessible), était déjà en soi une bonne raison pour le dresser : afin qu'il existe et soit accessible !

Pour les variantes, est-ce vraiment étonnant ?
Un fusil fabriqué pendant des dizaines et des dizaines d'années partout dans le monde (même dans le coin de Khyber Pass...) : il a dû y avoir une certaine élasticité dans les tolérances !
...ça fonctionnait !

Effectivement, le ressort décrit est de style ancien. Plus récemment, quand la mode en fut venue, on pouvait certainement obtenir la même fonctionnalité avec une simple lame de tôle d'acier pliée à une forme voisine.

Sauf commentaires et à moins d'y ajouter un autre exemple (ressort du LE n° 4 ?), ce sujet "didactique" paraît bouclé.
J'ai donc mis à jour les dessins du message-titre en leur ajoutant la cote L4, car ils peuvent aussi éventuellement servir à fabriquer un ressort...

@ Mister MODO : les dessins cotés du ressort intéressent aussi la rubrique "Armes anglaises". Est-il possible que ce sujet soit simultanément référencé dans deux rubriques, ou devrais-je ouvrir dans "Armes anglaises" un petit sujet le citant ?
Car sa place est bien ici ("Réparation"), le ressort lui-même étant surtout là pour illustrer la méthode...

Verchère a écrit:
@ Mister MODO : les dessins cotés du ressort intéressent aussi la rubrique "Armes anglaises". Est-il possible que ce sujet soit simultanément référencé dans deux rubriques, ou devrais-je ouvrir dans "Armes anglaises" un petit sujet le citant ?
Car sa place est bien ici ("Réparation"), le ressort lui-même étant surtout là pour illustrer la méthode...

Une double référence ne me parait guère possible, le plus simple étant que tu créés un nouveau sujet avec lien vers celui-là.