Filetage des vis: introduction et calibrage
Après avoir lu cet article, vous en apprendrez davantage sur: - 1. Introduction aux filetages de vis 2. Éléments 3. Erreurs 4. Inspection.
Introduction aux filetages:
Les filets de vis sont utilisés essentiellement à deux fins:
(i) Fixer deux composants à l'aide d'écrous, de boulons et de goujons.
(ii) Transmettre le courant, comme dans le cas d'une vis sans fin de machine à tour.
Il existe un grand nombre de formes standard de filets de vis couramment utilisées. Un filetage de vis comporte sept éléments individuels, chacun pouvant être mesuré séparément.
Toute erreur dans l'un de ces sept éléments peut entraîner une défaillance du filetage. Ces sept éléments sont illustrés à la figure 1.29.
Où, p - Pas
θ - Angle de flanc
E - Diamètre effectif (PCD)
D - Diamètre majeur
d - Diamètre mineur
h - Profondeur de fil
S 1 - Profondeur de troncature de la hauteur du triangle à la crête,
S 2 - Profondeur de troncature de la hauteur du triangle à la racine,
r 1 - rayon de la crête
r 2 - rayon de la racine
n - Nombre de démarrages
Éléments du filetage:
Un filetage de vis parallèle est complètement défini lorsque les éléments suivants sont connus:
1. Crest:
C'est la surface la plus haute joignant les deux côtés d'un fil.
2. Racine:
C'est le fond de la rainure du fil.
3. Diamètre majeur (D):
C'est le plus grand diamètre d'un filetage ou d'un trou fileté.
4. Diamètre mineur (d):
C'est le plus petit diamètre d'un filetage d'un trou fileté.
5. Diamètre de lancement (E):
Il est également connu sous le nom de diamètre effectif de braquage ou de diamètre de cercle primitif. C'est le diamètre auquel l'espace au filetage et la largeur sont égaux à la moitié du pas de la vis.
6. Pas (P):
C'est la distance entre un point sur un filetage et le point correspondant sur le filetage suivant, mesurée parallèlement à l'axe de la vis.
7. Plomb (L):
Il s’agit de la distance par laquelle un filetage avance parallèlement à l’axe de la vis dans une monne ou, elle est définie comme la distance axiale avancée par la vis dans un tour.
Pour un thread à démarrage unique. Lead = pitch
Pour les threads à démarrage multiple, Lead = pas x nombre de démarrages.
8. Profondeur (h):
Il s’agit de la distance mesurée perpendiculairement à l’axe de la vis entre la crête et la racine du filetage.
9. Filetage à vis parallèle:
Ce terme fait référence à des fils coupés sur une surface cylindrique.
10. Filetage conique:
Ce terme désigne les fils coupés sur une surface conique plutôt que sur une surface cylindrique.
11. Angle de flanc (G):
C'est l'angle entre le flanc individuel et perpendiculaire à l'axe du fil, mesuré dans le plan axial. Généralement, pour un fil symétrique, il est appelé demi-angle de fil.
12. Angle Inclus:
C'est l'angle de filetage entre les deux flancs, mesuré dans un plan axial.
13. Angle de plomb:
C'est l'angle formé par l'hélice du fil au niveau de la ligne primitive, avec un plan perpendiculaire à l'axe.
14. Angle d'hélice (a):
C'est l'angle formé par l'hélice du fil sur la ligne primitive, avec un plan perpendiculaire à l'axe.
Erreurs de filetage:
Des erreurs de filetage peuvent survenir lors de la fabrication ou du stockage.
Ces erreurs peuvent être dans un ou plusieurs des éléments suivants:
(i) diamètre majeur,
(ii) diamètre mineur,
(iii) diamètre de pas,
(iv) pas,
(v) angle inclus,
(vi) forme de fil,
(vii) angle de flanc du fil, etc.
Cependant, les erreurs de diamètre effectif, de pas et d'angle de filetage sont les plus importantes, car ces éléments ont un effet majeur sur l'ajustement des filets correspondants. Les erreurs influencent directement le fonctionnement des filets de vis.
Les erreurs courantes et leurs effets sur les performances du thread sont les suivantes:
(i) Erreurs dans les diamètres majeurs et mineurs:
Cette erreur est due à un réglage incorrect de la machine. Des erreurs sur les diamètres majeur et mineur seront causées.
(a) Interférence entre les filets correspondants, empêchant l'enclenchement du boulon et de l'écrou correspondants.
(b) Réduction du contact de flanc, si l'erreur est dans l'autre sens. Cela pourrait entraîner un affaiblissement excessif des fils et un jeu excessif entre les parties en contact.
(ii) Erreurs dans le diamètre effectif du pas:
De la même manière, une erreur de diamètre effectif de la poix offrira une interférence entre les fils en correspondance ou un jeu entre eux. Cette erreur réduit la force de montage.
(iii) Erreurs de hauteur:
Les erreurs de hauteur peuvent être l'une ou plusieurs des suivantes:
(a) Erreur progressive:
Une erreur progressive est une erreur de hauteur uniforme, mais donnant une hauteur supérieure ou inférieure à la valeur nominale, comme illustré dans les figures 1.30 (a), (b) et (c). La figure (a) montre l'erreur de pas progressif 'σp' sur une longueur donnée d'engagement du fil. La figure (b) montre l'erreur de pas progressif 'σp' également répartie à chaque extrémité de l'engagement du fil.
(b) Erreur périodique:
La fréquence des erreurs périodiques varie d’un fil à l’autre et se répète à intervalles réguliers. Ceci est illustré à la figure 1.30 (d).
(c) Erreur erratique:
L’erreur erratique a une ampleur variable et se produit à des intervalles irréguliers. Ceci est illustré à la figure 1.30 (e).
Les erreurs de hauteur sont généralement causées par le processus de coupe ou de finition. Ceci est également causé lorsqu'un traitement thermique est requis. Le traitement thermique peut déformer le pas des fils.
(iv) Erreurs d'angle de filetage:
Ces erreurs peuvent se produire dans l'un ou les deux angles de flanc d'un filet. Ils peuvent provoquer des interférences ou un relâchement entre les pièces de montage de l’ensemble.
Inspection des filetages:
Il existe deux méthodes d’inspection des filets de vis:
(i) Mesure en magasin.
ii) Mesure directe.
(i) Mesure en atelier:
Les calibres de fil sont généralement utilisés dans les ateliers de production pour mesurer le filetage des vis.
Certains calibres de fil utilisés sont:
(a) jauge à vis à anneau,
(b) jauge de vis à bouchon, et
(c) Calibre du filetage.
(a) jauge à vis à anneau:
Le jauge à vis à anneau a un principe similaire à celui d'une jauge à anneau lisse, sauf que les filets de vis sont coupés sur la surface intérieure du jauge à vis.
La bague à bague filetée sert à vérifier le filetage des vis à l'extérieur des objets cylindriques tels que les boulons et les arbres. Ils peuvent être du type 'Go' ou 'Not-Go'.
(b) Jauge de vis à bouchon:
La jauge de la vis à bouchon a des filets coupés sur sa surface extérieure. Ils sont utilisés pour vérifier les fils coupés à l'intérieur d'un trou. Ils sont également disponibles dans les types «Go» et «Not-Go». Ceci est montré dans la figure. 1.31.
(c) Jauge d'étrier de fil:
La jauge à filetage ressemble à une jauge à pression, sauf que la jauge à filetage a des filets aux mâchoires de mesure. Il y a deux mâchoires, l'une est «Go» et l'autre est «non-Go». La jauge à filetage est illustrée à la Fig. 1.32.
ii) Mesure directe:
Étant donné que la méthode de mesure en magasin des filets de vis accepte ou rejette simplement les filets produits, ils ne donneront pas la quantité d'erreur impliquée dans les filets. Par conséquent, la méthode directe de mesure est utile lorsque la magnitude des paramètres de fil et le montant d'erreur impliqué sont nécessaires pour déterminer.
Différentes méthodes de mesure directe des éléments de filetage de vis sont discutées ci-dessous:
a) Mesure du diamètre majeur:
Le diamètre principal du filetage de la vis peut être mesuré au micromètre ou à l’épaisseur du vernier. Pour plus de précision et de commodité, le diamètre principal est mesuré par un micromètre de table. Le schéma linéaire du micromètre de table est illustré à la figure. 1, 33.
L'instrument se compose d'un indicateur de référence, d'une enclume de mesure et d'une tête micrométrique (tambour). Tête micrométrique munie d'une échelle à vernier pouvant lire jusqu'à 0, 0002 mm.
L'utilisation de l'indicateur de référence permettra aux éléments filetés d'être mesurés à 0, 0025 mm. L’instrument doit être mis à niveau à l’aide de la vis réglable fournie dans la base, avant la mesure.
L’instrument est d’abord réglé sur une donnée au moyen de jauges à coulisse (standard) de diamètre connu, puis la lecture de la tête micrométrique est notée. La norme est ensuite remplacée par les filetages dont le diamètre principal est mesuré, puis la lecture de la deuxième tête micrométrique est notée. Ceci est montré dans la figure. 1, 34.
Fig. 1.34. Mesure du diamètre majeur
Laisser,
La lecture du micromètre est supérieure à la norme = R 1
La tête du micromètre affiche le filetage de la vis = R 2
Le diamètre de la norme = S
Ensuite, le diamètre majeur du filetage est donné par:
b) Mesure du diamètre mineur:
Le micromètre de table est un moyen plus précis et plus pratique de mesurer des diamètres mineurs. Le principe de fonctionnement est identique à celui utilisé pour la mesure du grand diamètre, mais des prismes en forme de vé d'angle à 45 ° sont utilisés, qui prennent dans les racines des fils.
La première lecture au micromètre est prise avec «standard» et la seconde lecture avec le «filetage» dont le diamètre mineur doit être déterminé.
Le diamètre mineur est donné par:
c) Mesure de la moelle ou du diamètre effectif:
Le diamètre effectif ou effectif peut être mesuré par:
(i) Méthode à deux fils.
(ii) Méthode à trois fils.
(iii) Micromètre à filetage.
(i) Méthode à deux / trois fils:
Fondamentalement, les principes des deux méthodes sont les mêmes. La méthode à deux fils est utilisée lorsqu'un micromètre à chariot flottant est disponible pour la mesure. Lorsqu'un micromètre ordinaire est utilisé pour la mesure, une méthode à trois fils doit être utilisée.
Dans cette méthode de mesure, deux ou trois fils ronds de même diamètre et ayant un degré de précision élevé sont placés dans les gorges filetées, comme indiqué sur les figures 1.36 (a) et (b). La lecture micrométrique D sur les fils est obtenue. Le diamètre effectif D e du filetage de la vis peut maintenant être calculé à partir de la géométrie du montage.
Ici,
D est obtenu par lecture au micromètre
D nous est connu (diamètre du fil)
P nous est connu (pas de vis)
Par conséquent, D e (diamètre effectif) peut facilement être calculé.
Limitations de la méthode à deux / trois fils:
La méthode décrite ci-dessus ne donnera un résultat précis que lorsque:
(a) L'angle du filetage (2φ) est correct.
(b) Le pas de vis (p) n'a pas d'erreur.
(c) Le fil touche la partie droite du flanc.
ii) Micromètre à filetage à vis:
Le micromètre à filetage est conçu pour mesurer le diamètre primitif des filets jusqu'à une précision de 0, 01 mm.
Il ressemble à un micromètre extérieur mais présente les différences suivantes:
(i) la broche mobile est pointue, et
(ii) La fin de l'enclume est la même que le filetage de la vis à mesurer.
La lecture est lue de la même manière que dans le cas d'un micromètre extérieur. Le micromètre est fourni avec différentes paires d'engrenages en Vé et de broches interchangeables.
d) Mesure du pas:
La mesure du pas de filetage peut être effectuée par deux méthodes:
(i) méthode de projection de profil optique, et
(ii) Machine de mesure du pas.
(i) Dans la méthode de projection optique, le profil d'un filetage est projeté à l'aide d'un projecteur de profil. La projection de profil est indiquée à la figure 1.37.
Maintenant, à partir de la géométrie de la figure, nous pouvons calculer le pas du filetage de la vis en utilisant la formule suivante:
(ii) Une méthode relativement précise, simple et pratique pour mesurer le pas d'un filetage consiste à utiliser une machine à mesurer le pas.
La vis à mesurer est maintenue entre les centres et la machine est équipée de styles d'une telle taille, qui entrent en contact avec les flancs du filetage approximativement au niveau de la ligne primitive lorsqu'il se trouve dans la rainure de filetage.
Les styles sont déplacés le long du filetage, espace par espace, la quantité de mouvement entre chaque espace étant mesurée du micromètre et ceci provoque le mouvement du chariot le long du lit parallèlement à l'axe du filetage. Le pas du filetage est indiqué par le micromètre.
e) Mesure de l'angle du filetage:
La méthode de projection optique est également utilisée pour vérifier l'angle du filetage. Dans cette méthode, une image du filetage de la vis est projetée au moyen d’un projecteur de profil. Pour une meilleure précision des résultats, il est nécessaire de projeter dans le sens du filetage de la vis, c'est-à-dire dans l'angle de l'hélice.
