Directives pour les trous filetés

Actuellement, de nombreux problèmes liés aux composants filetés apparaissent dans la production réelle. Certains proviennent de défauts de conception, tandis que d’autres concernent des questions de normes et de spécifications. Afin de mieux résumer et expliquer ces problèmes, les points suivants relatifs aux filetages ont été compilés.

L’usinage des filetages est une application essentielle dans les centres d’usinage CNC. La qualité et l’efficacité du traitement des filetages influencent directement la qualité de l’usinage des pièces ainsi que l’efficacité de production des centres d’usinage.

Le filetage désigne une arête hélicoïdale continue de section définie, formée à la surface d’un corps cylindrique ou conique. On distingue les filetages externes et internes selon leur position sur le corps. Selon la forme de leur section (profil de dent), les filetages peuvent être rectangulaires, triangulaires, trapézoïdaux, en scie ou d’autres formes spéciales. Les filetages couramment utilisés sont les filetages triangulaires et trapézoïdaux. Lorsqu’on aborde des problèmes liés aux filetages, il est essentiel de prendre en compte ces différents types et de les sélectionner et appliquer en fonction des besoins réels.

1. Trou de fond et filetage

Le trou de fond désigne le diamètre du trou réservé avant le taraudage du filetage interne à l’aide d’un taraud. En général, il s’agit du trou circulaire interne de la pièce, situé en bas ou en haut, que l’on appelle trou de fond. Alors, pourquoi faut-il un ajustement de tolérance entre le filetage et le trou de fond en production ?

1-1. Prévention des retouches ou des dommages d’outils dus à un trou de fond trop petit ou équivalent au filetage :

Par exemple, lorsque le filetage est spécifié comme M3*0,5 sur un plan 2D et que le diamètre du trou de fond est ≤2,3, le trou de fond étant trop petit empêche le taraudage, ce qui impose une reprise du trou de fond. Si le diamètre du trou de fond est ≥2,8 et qu’il est proche ou identique au diamètre du filetage interne, le taraudage peut bloquer le taraud et provoquer sa casse.

1-2. Prévention du matage (arrachement) du filetage dû à un trou de fond trop grand :

Par exemple, lorsque le filetage est spécifié comme M3*0,5 sur un plan 2D et que le diamètre du trou de fond est de 2,8, la profondeur effective du filetage d’un côté n’est que de 0,1 mm. Cette faible surface de contact filetée peut entraîner l’arrachement du filetage. Bien que certains inserts filetés puissent corriger ce problème, cela n’est généralement pas recommandé.

Explication :

*Arrachement du filetage : dans les assemblages filetés, ce phénomène survient lorsque les filets au niveau du point de connexion s’usent à cause d’une force excessive ou d’autres raisons, empêchant l’engagement des filets. Dans ce cas, la liaison filetée ne peut plus être serrée.

2. Tableau de référence des filetages

3. Inserts filetés

Comme mentionné précédemment, si le trou de fond est trop grand, une manière de remédier à la situation consiste à utiliser des inserts filetés. Mais que sont exactement les inserts filetés ? En usinage mécanique CNC, les inserts filetés désignent des bague(s) filetée(s), comme illustré ci-dessous. Ils peuvent être ajoutés dans le filetage après l’opération de taraudage. Quels avantages offre l’utilisation des inserts filetés ? Présentent-ils des impacts négatifs sur les composants ?

Les inserts filetés permettent d’améliorer la résistance de la connexion, la résistance à l’usure et à la corrosion, d’éviter le desserrage et d’offrir une résistance aux chocs, prolongeant ainsi la durée de vie du filetage. Les filetages, en tant que points d’assemblage, subissent des mouvements rotatifs fréquents qui, avec le temps, peuvent provoquer des dommages, entraînant l’arrachement du filetage ou l’impossibilité de le serrer. Les concepteurs expérimentés anticipent souvent ce scénario dès la phase de conception et indiquent sur les plans quels filetages nécessitent des inserts. L’objectif est d’allonger la durée d’utilisation du filetage et, par conséquent, de prolonger le cycle de vie global du produit.

Par exemple, lorsqu’un filetage est spécifié comme M3*0,5 sur un plan 2D et que le diamètre du trou de fond est de 3,0, ce problème peut être résolu en utilisant un insert fileté M3.

4. Tableau des dimensions des inserts filetés

5. Profondeur effective du filetage

La profondeur de filetage fait généralement référence à la longueur effective d’un filetage. En règle générale, la profondeur du trou de fond destiné au taraudage doit être supérieure à la longueur effective du filetage. Lors de l’usinage du trou de fond, le foret possède une pointe conique, tandis que le taraud présente une tête plate. Comme le taraud à tête plate ne peut pas être en contact complet avec le fond du trou, il est recommandé de laisser au moins la moitié du diamètre du trou comme longueur non filetée lors de la conception de trous borgnes. Pour les trous filetés plus longs, des outils spéciaux peuvent être nécessaires, ce qui augmente le temps et le coût d’usinage. Ainsi, il est conseillé que la longueur effective du filetage ne dépasse pas trois fois le diamètre du trou.

6. Normes d’annotation des filetages sur les dessins 2D

Interprétation :

- Code de caractéristique : représente le type de filetage, par exemple M indique un filetage métrique standard.

- Code de dimension : correspond au diamètre nominal * pas, par exemple 3*0,5 (3 est le diamètre nominal, 0,5 est le pas).

- Code de zone de tolérance : se compose du code de classe de tolérance (numérique) et du code de déviation fondamentale (minuscule pour les filetages externes, majuscule pour les filetages internes), par exemple 6H.

- Code de longueur effective : indiqué par les codes L (long), N (moyen), S (court) pour représenter la longueur effective du filetage. Si le filetage a une longueur effective moyenne, N n’est pas spécifié.

- Code de direction : non indiqué pour les filetages à droite ; LH est indiqué pour les filetages à gauche.

Si les annotations ci-dessus paraissent trop complexes, une approche simplifiée peut être adoptée, comme illustré dans le schéma ci-dessous.

Interprétation :

: 8 trous de fond d’un diamètre de 4,2, taraudés en M5, avec une profondeur de filetage effective de 10 et une tolérance de filetage interne de 6H.

: Un trou traversant d’un diamètre de 14 passant à travers la pièce.

: Indique la profondeur.

7. Position des trous filetés

Les trous filetés doivent être placés à l’intérieur de la pièce. Si les trous filetés sont trop proches du bord, lors de l’usinage, le filetage peut traverser la paroi, entraînant un éclatement du bord et compromettant l’intégrité de la pièce.