Types de fils
De nombreux systèmes d'assemblage et de fixation utilisent des filetages. Des plus simples, comme les boulons et les vis, aux plus complexes, destinés aux machines, différents types de filetages sont disponibles sur le marché.
Le terme « filetage » désigne une structure hélicoïdale présente sur un composant et servant à convertir un mouvement de rotation en mouvement linéaire. Bien que d'apparence simple, cette caractéristique comprend différents paramètres géométriques : le pas, la crête, le fond, le flanc, le diamètre extérieur et le diamètre intérieur.
Fabriqués en aluminium, en acier trempé, en acier inoxydable, en titane ou en d'autres matériaux, les filetages trouvent diverses applications industrielles pour l'assemblage et le démontage, l'étanchéité, la transmission de mouvement et bien d'autres encore.
Cet article présente les principes de base du filetage, les types disponibles, les méthodes de fabrication fondamentales et les applications, entre autres détails.
Pour en savoir plus, consultez les sections suivantes.
Qu'est-ce qu'un fil de discussion ?
Un filetage est une encoche profilée en spirale formée sur une surface conique ou cylindrique. C'est un élément courant des tuyaux et des raccords. attaches filetéesUn filetage est conçu pour convertir un mouvement de rotation en mouvement linéaire, notamment en créant un avantage mécanique. Il existe différents types et formes de filetage, utilisés dans de nombreuses applications, de l'industrie à l'aérospatiale.
Le schéma suivant d'un filetage illustre ses éléments de base.
Schéma du fil
Paramètres géométriques d'un fil
Différents paramètres géométriques définissent un filetage. Il s'agit notamment du diamètre intérieur, du diamètre extérieur, de l'angle de filetage, de l'angle d'hélice, de l'angle de dent, du pas, du nombre de filets, du nombre de mailles et du diamètre primitif. L'intégrité mécanique, la résistance et l'ajustement d'un filetage dépendent de ces paramètres géométriques.
Voici plus de détails sur les paramètres.
Diamètre mineur (diamètre intérieur)
Le diamètre intérieur est le plus petit diamètre d'un écrou ou d'une vis. On l'appelle aussi diamètre du noyau dans le cas d'un filetage et diamètre intérieur dans le cas d'un écrou.
Diamètre principal (diamètre extérieur)
Le diamètre nominal est le plus grand diamètre d'un écrou ou d'une vis. On l'appelle diamètre extérieur pour une vis et diamètre total pour un écrou.
Angle de filetage
L'angle du filetage est l'angle entre les côtés du filetage et le plan axial.
Angle d'hélice
L'angle d'hélice est l'angle entre un plan perpendiculaire à l'axe du fil et la trajectoire en spirale de ce dernier.
Plomb
Le pas correspond à la distance parcourue par un fil dans la direction axiale en un tour.
Emplacement
Le pas est la distance entre deux points correspondants du fil, mesurée parallèlement à l'axe du fil.
Diamètre de pas
Le diamètre primitif est le diamètre d'un cylindre imaginaire pour lequel l'espace entre les filets est égal à l'épaisseur du filet.
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Différents types de fils
Les différentes classifications de filetage sont les filetages à droite, les filetages à gauche, les filetages coniques, les filetages en forme de « V », les filetages conformes à la norme britannique et les filetages métriques ou internationaux.
D'autres conceptions sont possibles avec Filetage CNC sont les filetages carrés, les filetages vendeurs, les filetages à articulation, les filetages ACME, les filetages à vis sans fin, les filetages à contrefort et les filetages à un ou plusieurs filets.
Filetage à droite
Filetage à droite
Les filetages des vis à droite présentent une inclinaison vers le haut et la droite. Cela signifie que la vis pénètre dans le matériau lorsqu'on la tourne dans le sens horaire.
Filetages gauches
Filetages à gauche
Les filetages à gauche sont inclinés vers le haut, vers la gauche. Pour visser une telle vis dans un matériau, il faut la tourner dans le sens antihoraire.
Cette conception peut paraître étrange, mais elle est essentielle dans des domaines sensibles tels que la plomberie. Pièces usinées CNC, les vannes d'alimentation en gaz et les réservoirs de propane.
Filetages coniques
Les filetages coniques sont des filetages réalisés sur une surface conique. Ils peuvent être à droite ou à gauche et sont couramment utilisés dans les arbres.
Fils en forme de « V »
Les filetages en « V » sont ainsi nommés en raison de leur forme en V. Ils sont largement utilisés et peuvent être fabriqués au tour. fraisage de filets, mourir, taper, etc.
Filetages standard britanniques
Ces types de filetages sont d'origine britannique, d'où leur nom. La norme britannique BS (British Standard) est une norme de référence pour les normes britanniques relatives aux raccords, aux tuyaux et aux vis.
Dans la norme de filetage BS, il en existe d'autres comme le filetage parallèle standard pour tuyaux (BSPP), le filetage conique standard pour tuyaux (BSPT) et le filetage Whitworth standard britannique (BSW).
Filetage parallèle standard britannique pour tuyaux (BSPP)Il s'agit d'une norme internationale pour les filetages utilisés dans les raccords de plomberie.
Filetage conique de tuyauterie standard britannique (BSPT)Cette norme est également utilisée à l'échelle internationale pour les raccords de plomberie. Elle est définie par un filetage conique de 1°47' et un angle de filetage de 55°.
Les fabricants disposent d'un tableau des tailles de filetage conique standard britannique (BSPT) pour les détails dimensionnels des tailles de filetage des tuyaux.
Tableau des tailles de filetage BSPT
BSW – Norme britannique WhitworthLes filetages standard BSW sont reconnaissables à leurs flancs de filetage à 55° et à leurs rayons de courbure au niveau des crêtes et des racines.
Filetage métrique ou international
Filets métriques Ces filetages, dont l'origine remonte au début du XXe siècle, ont depuis été adoptés par de nombreux pays. Ils présentent un angle de filetage, une crête, un fond et un pas spécifiques. Les filetages possèdent des paramètres précis tels que l'angle de filetage, le pas, la profondeur, le rayon et d'autres caractéristiques.
Fils carrés
Caractérisés par leur forme carrée, les filetages carrés sont très appréciés pour leur robustesse. On les retrouve notamment dans les vis-mères de machines, les systèmes de transmission de puissance, les dispositifs de levage de charges lourdes et les presses.
Filetage carré
Fils de discussion des vendeurs
Également appelés filetages nationaux américains, les filetages vendeurs ont une forme en « V » et des spécifications de l'American Standards Institute.
Fils d'articulation
Les filetages à articulation sont caractérisés par une demi-circularité au sommet et à la base. Ils sont conçus pour être très résistants et supporter des charges importantes.
Sujets ACME
Les filetages ACME tirent leur nom de la société ACME Thread Company, fondée à la fin du XIXe siècle. Ces filetages ont une forme carrée conique, la partie la plus fine se trouvant à l'extrémité supérieure. Ils sont plus résistants que les filetages carrés.
Fils de vers
Les filetages à vis sans fin ont une forme similaire aux filetages ACME, mais un profil plus profond. L'angle du filetage est de 29°.
Filetages de contrefort
Un fil de renfort a une forme triangulaire et une face plate perpendiculaire à l'axe du fil.
Fils de discussion à démarrage unique et multiple
Une vis à filetage simple se déplace d'une distance d'un filet pour un tour complet, tandis qu'une vis à filetage multiple se déplace de plusieurs filets pour un tour complet.
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Quelle est la différence entre les filetages NPT et NPTF ?
Les filetages NPT et NPTF peuvent prêter à confusion car, bien qu'ils se ressemblent au premier abord, ils présentent des différences fonctionnelles. Un examen plus approfondi révèle que les filetages NPT possèdent des crêtes et des creux aplatis, tandis que dans les filetages NPTF, ces caractéristiques sont tronquées ou ajustées avec force.
Grâce à cette conception, les risques de fuite dans les filetages NPTF sont éliminés, ce qui rend inutile l'utilisation de mastic. C'est pourquoi les filetages NPTF sont parfaitement adaptés aux systèmes hydrauliques et haute pression, tandis que les filetages NPT conviennent aux applications basse pression et à la plomberie générale.
Que signifie UNF ?
UNF est l'abréviation de « Unified National Fine threads » (filetage fin national unifié), qui fait partie de la série de filetages unifiés utilisée en Amérique du Nord. Leur pas est plus fin que celui des filetages « Unified National Coarse » (UNC).
Quelles sont les trois unités de mesure impériales pour les filetages ?
Les trois unités de mesure impériales d'un filetage sont le diamètre extérieur, le diamètre primitif et le nombre de filets par pouce (TPI). Ces éléments sont essentiels car ils définissent la largeur, la profondeur et la finesse (ou le pas) du filetage. Grâce à ces mesures, l'ajustement et le bon fonctionnement d'un filetage sont garantis.
Différents types de matériaux pour les fils
Il existe différents matériaux pour filetages d'usinageles plus courants étant l'acier inoxydable, l'acier (acier trempé), l'aluminium, le laiton, le plastique, l'alliage de cuivre, le titane, les superalliages et le molybdène.
Les fabricants choisissent le matériau du filetage en fonction de facteurs essentiels tels que la résistance, la résistance à la corrosion, le poids, la température de fonctionnement et le rapport coût-efficacité.
Voici la liste de ces matériaux ainsi que leurs principales propriétés:
Acier Inoxydable Les filetages en acier inoxydable sont principalement de nuances 304/A2 et 316/A4. Ce matériau est résistant à la corrosion, robuste et abordable.
Acier (acier trempé) – Les filetages en acier trempé sont supérieurs à ceux en acier inoxydable en termes de résistance et de résistance à l'usure.
Aluminium L'aluminium permet de fabriquer des fixations filetées légères et résistantes à la corrosion. Il est amagnétique et facile à mettre en forme.
Laiton Composés de cuivre et de zinc, les fils de laiton sont résistants à la corrosion et faciles à travailler. Leur aspect doré les rend idéaux pour les projets d'électricité et de plomberie.
Plastique Les fils plastiques sont à privilégier dans les applications exigeant une résistance chimique, thermique et mécanique spécifique. Parmi les options disponibles, on trouve l'acétal (polyoxyméthylène, POM), le polypropylène (PP) et le nylon (polyamide).
Fils de polypropylène (PP)
Alliage de cuivre Les fixations filetées en alliages de cuivre sont largement utilisées pour leur résistance à la corrosion, leur robustesse et leur facilité de fabrication. Elles présentent également des qualités esthétiques.
Titane – Les fils en alliage de titane sont biocompatibles, résistants, légers, résistants à la chaleur et à la corrosion.
Superalliages – Les filetages en superalliage présentent une résistance supérieure à la corrosion, au fluage, à l'oxydation et à la température.
Molybdène – Les fils de molybdène présentent une excellente résistance et une bonne tenue à la température.
Principales méthodes de fabrication des filetages
Les principales méthodes de fabrication pour filetage dans la fabrication sont le tournage de fil, le roulage de fil, fraisage CNCLe filetage peut être réalisé par rectification ou par moulage. Chacune de ces méthodes présente des avantages en termes de compatibilité des matériaux, de rapidité de fabrication, de précision et de rentabilité.
Voici plus de détails sur les méthodes de fabrication des fils.
Tournage de fil
Le tournage sur un tour est une méthode de fabrication classique et toujours répandue pour les filetages. La pièce est mise en rotation contre un outil de coupe fixe à un seul point pour produire des filetages extérieurs.
Formation de fil -
Le filetage par formage est une vaste catégorie de fabrication de filetages qui consiste en la déformation plastique de la pièce à l'aide de moules ou d'outils. Une méthode courante dans cette catégorie est le formage par formage.le laminage de filetage, procédé par lequel des rouleaux ou des roues exercent une pression sur une pièce à usiner pour produire des filets.
Filières de roulage de filets
L'autre méthode de filetage est le laminage à plat.
Filetage fraisage
Le filetage par fraisage consiste à utiliser un outil de coupe rotatif dans un trou pour y réaliser un filetage. L'outil pénètre dans le trou en spirale et crée le filetage souhaité. Cette technique est très précise.
Filetage à la fraise
Meulage de fil
Le filetage par rectification consiste à rectifier la surface d'une pièce pour créer un filetage. Ce processus est progressif et permet d'obtenir le profil de filetage souhaité.
Rectification de filetage
Coulée de fils
Le filetage par coulée est une technique de fabrication directe de filetage qui consiste à placer un modèle dans un moule pour créer une cavité. Lorsque le matériau en fusion est versé dans la cavité et laissé refroidir, un filetage se forme.
Autres méthodes de formation de filetages
Parmi les autres méthodes de filetage utilisées par les fabricants, on peut citer :
- Impression 3D pour les fils
- Moulage par soufflage pour fils plastiques
- Taraudage de fil
- Brochement de filetage
Conseils pour identifier un type de fil
Pour identifier un type de filetage pour Services d'usinage CNC, vérifiez d'abord s'il s'agit d'un filetage mâle ou femelle, puis vérifiez s'il est conique ou parallèle, et mesurez le pas. Ensuite, la question est de savoir quelle est la taille du filetage. Il est important de déterminer la taille du filetage et, enfin, d'identifier la norme de filetage. Ces contrôles progressifs permettent de classer efficacement tous les fils de discussion.
Comment choisir le bon type de fil
Pour choisir le filetage approprié, il convient de tenir compte des charges requises, de la compatibilité des matériaux, des exigences de montage/démontage et des conditions environnementales. Par exemple, les filetages destinés à l'industrie pétrochimique doivent être conçus pour résister à des conditions difficiles.
Fils pour l'industrie pétrochimique
Compte tenu de ces éléments, le thread choisi devrait fonctionner de manière optimale pendant une période prolongée.
Applications des fils
Les applications des filetages dans divers secteurs industriels comprennent la fixation et l'assemblage, la transmission de mouvement et de puissance, la mesure, l'étanchéité, le montage et le démontage, ainsi que des applications spécialisées.
Voici plus d'informations sur ces applications:
Fixation et assemblage
Les filetages des boulons, écrous et vis sont largement utilisés pour assurer des liaisons mécaniques fiables dans les assemblages. Leurs joints démontables se retrouvent notamment dans l'automobile, les machines et les structures.
vis de fixation automobile
Transmission de mouvement et de puissance
Dans les systèmes mécaniques, certains types de filetages permettent de transmettre le mouvement et la puissance. On peut citer comme exemples les engrenages à vis sans fin dans l'automobile et les vis-mères dans les machines à commande numérique.
Mesure
La géométrie et le pas uniformes des filetages sont utiles dans les applications de mesure, par exemple dans les micromètres et les jauges filetées.
Scellage
L'étanchéité de certains filetages est essentielle dans les appareils à pression, les systèmes hydrauliques et les réseaux de plomberie. Le filetage NPT (National Pipe Taper) et d'autres types de filetages sont largement utilisés dans ces applications et offrent des performances fiables.
Montage et démontage
Le système de filetage par rotation rend ce mécanisme très pratique pour les opérations d'assemblage et de démontage. On le retrouve notamment dans les secteurs de l'électronique et des machines industrielles.
Les fils conducteurs en électronique
Applications spécialisées
Pour compléter les exemples précédents, l'ingénierie des filetages est également présente dans plusieurs cas d'utilisation spécifiques, notamment les soupapes de décharge de pression et les vis osseuses.
En résumé
L'importance des filetages pour l'assemblage et la connexion de composants est indéniable. Face à la multitude de types de filetages disponibles, la compréhension des principes de base et des catégories est essentielle à la réussite d'un projet.
Les matériaux, les conceptions, les normes et les procédés de fabrication contribuent tous à l'adéquation d'un filetage.
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