Les trous filetés sont de petites caractéristiques avec de grandes conséquences : ils contrôlent la résistance à l'assemblage, la facilité d'entretien, le risque d'inspection et le coût d'usinage.
Une bonne indication de filetage définit clairement la norme, la taille, le pas, la classe d'ajustement, la profondeur, le type de trou et l'exigence d'inspection afin que la fabrication n'ait pas besoin de deviner.
S'arrêtent à l'intérieur de la pièce et nécessitent une profondeur de perçage supplémentaire pour la lead du taraud, les copeaux et les filetages incomplets.
Ouverts à travers la pièce, facilitant l'évacuation des copeaux et la sortie de l'outil.
Ajoutez un dégagement pour tête flush ou des filetages renforcés pour des matériaux parent plus tendres.
Types principaux de trous filetés
Lors de la conception de pièces pour une fabrication de précision, le type de trou filetés influence la résistance, l'assemblage, l'étanchéité, l'outillage, l'inspection et le coût. Les filetages internes sont généralement regroupés selon qu'ils s'arrêtent à l'intérieur du matériau, le traversent complètement ou incluent une géométrie spéciale pour le siège de fixation.
Trous borgnes
A trou filetés borgnes pénètre jusqu'à une profondeur contrôlée sans percer de l'autre côté. Il est courant dans des boîtiers scellés, des faces esthétiques et des pièces où une rupture à l'arrière affecterait la fonction.
- Caractéristique clé : Le dessin doit distinguer la profondeur totale utilisable du filet de la profondeur totale percée.
- Défi de conception : Les copeaux et la queue de taraud doivent nécessiter une décharge en dessous du filetage utilisable. Selon le type de taraud, 2 à 3 pas peuvent être insuffisants, donc la fabrication doit examiner l'outil et le matériau.
- Idéal pour : Boîtiers étanches, faces extérieures visibles, composants fluides et caractéristiques de montage de précision.
Trous traversants
A Trou taraudé traversant sort de l'autre côté de la pièce. Il est généralement plus facile de tarauder car les copeaux peuvent sortir et le taraud n'a pas besoin de couper des filets complets près d'un fond fermé.
- Avantage de fabrication : Risque réduit d'encombrement de copeaux et meilleure durée de vie de l'outil par rapport à des trous borgnes comparables.
- Considération de conception : Le côté de sortie peut nécessiter un contrôle des bavures, un chanfreinage ou une protection de surface s'il est fonctionnel ou esthétique.
- Idéal pour : Supports, flasques, cadres ouverts et joints structurels standard.
Types de trous spécialisés
- Trous à alésage conique : Utiliser un diamètre plus grand avec fond plat pour accueillir des vis à tête cylindrique en dessous ou au ras de la surface.
- Trous fraisés : Utiliser un siège conique pour les vis à tête plate et une assemblage à ras.
- Insertions filetées : Les inserts hélicoïdaux ou solides renforcent les matériaux parent doux tels que l'aluminium, le magnésium et certains plastiques.
| Type de trou | Dégagement pour copeaux | Difficulté d'usinage | Application courante |
|---|---|---|---|
| Trou traversant | Excellent, avec sortie inférieure | Faible | Bride, supports, cadres ouverts |
| Trou borgne | Limitée, nécessite une profondeur supplémentaire | Moyenne à haute | Boîtiers étanches, blocs-moteurs, logements de montage |
| Écrouissage | Dépend du trou de base | Moyenne | Assemblages de machines à tête de décharge |
| Inséré | Dépend du processus d'insertion | Moyenne à haute | Métaux mous, assemblages réparables |
Normes de filetage et annotations
Les annotations de filetage claires empêchent les fixations incompatibles, les filetages endommagés, les litiges d'inspection et les pièces rejetées. Une annotation complète identifie le système de filetage, la taille nominale, le pas ou TPI, la classe de tolérance, la profondeur, et si le trou est borgne ou traversant.
Filets ISO métriques
Les filets métriques utilisent M suivi du diamètre majeur et du pas en millimètres. Par exemple, M6 × 1 – 6H désigne un filetage nominal de 6 mm avec un pas de 1 mm et une classe de tolérance interne courante.
- Format : M[diamètre majeur] × [pas] – [classe de tolérance].
- Par défaut gros pas : Si le pas est omis dans certains contextes, le pas gros standard est supposé, mais un pas explicite est plus sûr sur les dessins de fabrication.
- Note de profondeur : Spécifiez la profondeur totale du filetage et la profondeur totale du trou séparément pour les trous borgnes.
Filets de vis à pouce unifiés
La norme de filetage unifié est courante en France. Les filets à pouce utilisent la taille nominale, le nombre de filets par pouce, la série de filets et la classe d'ajustement. Exemple : 1/4-20 UNC-2B.
- UNC : Filet à gros pas à usage général avec de meilleures performances dans de nombreux matériaux plus tendres et un assemblage plus rapide.
- UNF : Filet fin pour un réglage plus précis, un engagement court et une zone de contrainte en traction plus élevée dans des conceptions compatibles.
- Classe 2B vs. 3B : 2B est un ajustement interne commercial courant ; 3B est plus serré et doit être réservé aux applications qui le nécessitent.
Paramètres critiques
| Paramètre | Définition | Impact sur la fabrication |
|---|---|---|
| Diamètre principal | Plus grand diamètre de la forme du filet. | Contrôle la taille nominale de la fixation et l'enveloppe du filet. |
| Diamètre mineur | Plus petit diamètre du filet interne. | Étroitement lié à la taille du foret de taraudage et au pourcentage de filet. |
| Pas / TPI | Distance entre les filets ou nombre de filets par pouce. | Contrôle du tapotement de l'alimentation, du chemin de fraisage de filetage et de la compatibilité d'assemblage. |
| Classe de tolérance | Marge d'ajustement et tolérance du filetage. | Influence l'inspection, la marge de revêtement et la sensation lors de l'assemblage. |
Pour les assemblages complexes, HXCNC aligne les annotations de filetage avec des services de fraisage CNC de précision et les exigences d'inspection avant la production.
Méthodes d'usinage pour les filets internes
La meilleure méthode de filetage dépend du matériau, de la profondeur du trou, de la taille du filetage, de la tolérance, du volume de production et du risque de rupture de l'outil.
Taraudage
Les tarauds de coupe enlèvent le matériau pour créer la forme du filetage. Ils sont courants, rapides, économiques et adaptés à de nombreux matériaux.
Les trous passants peuvent nécessiter des tarauds à spirale, des tarauds à fond ou une profondeur de trou supplémentaire pour gérer les copeaux et les filetages incomplets.
Taraudage par rouleau
Le formage du filet déplace le matériau ductile au lieu de couper des copeaux. Il peut créer des filetages solides et des trous propres.
Il nécessite un diamètre de pilote correct, une lubrification et un matériau ductile. Il n'est pas adapté aux matériaux fragiles ou à toutes les conditions de l'acier.
Fraisage de filet CNC
Le fraisage de filet utilise une interpolation hélicoïdale pour couper le filet. Il est précieux pour les grands filetages, les pièces de haute valeur, les matériaux durs ou les contrôles précis.
Un outil peut couvrir plusieurs diamètres avec la même pas, et les outils cassés sont plus faciles à retirer que les tarauds cassés.
Insertions filetées
Les inserts hélicoïdaux et solides offrent des filetages internes durables dans des matériaux mous ou des joints réparables.
Ils sont courants dans l'aluminium, le magnésium, les plastiques, les travaux de réparation et les assemblages exposés à des déposes répétées de vis.
Le choix du matériau détermine la méthode. Les tarauds de coupe peuvent convenir à des matériaux plus durs ou formant des copeaux tels que l'acier à roulement usinage CNC les pièces. Les tarauds de formage sont courants dans l'aluminium ductile et les alliages de magnésium usinage CNC applications après validation du processus.
Considérations d'ingénierie pour les trous filetés
La conception de trous taraudés doit être basée sur la charge de joint, la résistance des matériaux, la classe de fixation, la longueur d'engagement, l'accès, l'inspection et la fabricabilité.
Profondeur d'engagement
Un point de départ utile est de 1D à 1,5D d'engagement effectif de filetage dans de nombreux joints en acier, avec un engagement plus long souvent nécessaire dans des matériaux plus doux tels que l'aluminium, le magnésium, le laiton ou les plastiques. Au-delà d'une certaine profondeur, des filets supplémentaires offrent des rendements de résistance décroissants et augmentent le risque de fabrication.
- Acier et métaux parents résistants : Souvent nécessitent moins d'engagement que les matériaux doux pour une résistance de vis équivalente.
- Métaux doux : Peuvent nécessiter 2D ou plus, ou des inserts filetés, pour éviter le dénudage.
- Trous borgnes : La profondeur totale du perçage doit dépasser la profondeur totale du filetage pour tenir compte de la longueur de l'outil et du jeu.
Ne pas se fier à une règle d'engagement universelle unique. La longueur d'engagement dépend de la résistance au cisaillement du matériau parent, de la résistance de la fixation, de la forme du filetage, du type de charge, du facteur de sécurité et si le joint est soumis à un service répété.
Distance au bord et épaisseur de la paroi
Les trous filetés placés trop près d'un bord peuvent gonfler, craquer, déformer ou dénuder. Un objectif de révision courant est de 1D à 1,5D du diamètre majeur du filetage jusqu'au bord extérieur le plus proche, mais les joints à charge élevée et les matériaux doux peuvent nécessiter plus.
Cela est particulièrement important pour les composants électroniques minces et les boîtiers, y compris les composants de communication électronique et les boîtiers de précision.
Choix du trou de pilote
Le trou de pilote contrôle le pourcentage de filet, le couple de taraudage, la durée de vie de l'outil et la résistance finale. Un pourcentage de filet plus élevé n'est pas toujours meilleur ; il peut augmenter le couple et casser les tarauds sans gain de résistance significatif.
| Application | Pourcentage de filet typique | Stratégie de perçage | Raison |
|---|---|---|---|
| Taraudage général | ~65% à 75% | Tableau de perçage-taraudage standard | Équilibre la résistance et le couple de taraudage. |
| Trous profonds ou métaux durs | ~60% à 65% | Perceur légèrement plus grand lorsque cela est autorisé | Réduit le risque de blocage et de rupture. |
| Taraudage de forme | Spécifique au processus | Utiliser le tableau de perçage par frappe | Le déplacement du matériau nécessite un pilote plus grand que les tarauds de coupe. |
Dureté du matériau et lubrification
- Aluminium et laiton : Bonnes candidates pour le taraudage ou le formage par frappe avec une lubrification et une géométrie appropriées.
- Aciers durs et titane : Privilégient souvent le taraudage rigide, le fraisage de filets ou des tarauds spécialisés avec refroidissement contrôlé et évacuation des copeaux.
- Traitement post : Anodisation, placage, revêtement ou autres traitements de surface peuvent modifier l'ajustement du filetage et doivent être pris en compte dans la désignation.
Conseils de fabrication : La norme HXCNC
Les trous filetés adaptés à la production réduisent le temps de mise en place, les changements d'outil, les litiges d'inspection et les échecs d'assemblage.
La standardisation est reine
- Utilisez des tailles métriques, UNC ou UNF courantes dans la mesure du possible.
- Réduisez la variété de filets sur une pièce pour minimiser les changements d'outil.
- Évitez les pas spéciaux sauf s'ils résolvent un problème mécanique ou d'emballage réel.
- Confirmez la tolérance de revêtement si le filetage doit être plaqué, anodisé ou peint.
Meilleures pratiques pour la CAO et les dessins
- Utilisez les caractéristiques de trou lorsque cela est possible : Les métadonnées CAD Hole-Wizard et la définition basée sur le modèle peuvent réduire l'ambiguïté.
- Évitez la géométrie de filetage hélicoïdal complet sauf si nécessaire : Les filetages modélisés augmentent la taille du fichier et peuvent compliquer la FAO.
- Indiquez la taille du filetage, le pas, la classe et la profondeur : Ne vous fiez pas uniquement à l'apparence du modèle.
- Séparez la profondeur du perçage et la profondeur du filetage : Ceci est obligatoire pour les trous borgnes.
- Spécifiez clairement les inserts : Incluez la norme de l'insert, la longueur, la profondeur d'installation, la suppression du tang si pertinent, et l'exigence d'inspection.
Contrôle Qualité
Liste de vérification pour l'inspection du filetage
- Jauges Go/No-Go : Vérifiez le diamètre de pas et la classe d'ajustement à l'aide de jauges étalonnées.
- Vérification de la profondeur : Confirmez la profondeur de filetage utilisable, pas seulement la profondeur de perçage.
- Revue des bavures et des chanfreins : Vérifiez les surfaces d'entrée, de sortie et d'étanchéité.
- Vérifications des éléments de fixation compatibles : Utile pour les assemblages critiques et le matériel fourni par le client.
- Après finition : Vérifiez à nouveau les fils critiques après le revêtement, la galvanisation ou toute autre finition.
HXCNC prend en charge la vérification de la production grâce à des capacités d'inspection, des jauges calibrées et le contrôle du processus pour les caractéristiques filetées.
Foire aux questions
Quelle est la différence entre un trou taraudé et un trou fileté ?
Un trou fileté est tout trou interne avec filetage. Un trou taraudé est un trou fileté créé avec un taraud. Le fraisage de filets, la formation et les inserts filetés peuvent également produire des caractéristiques filetées internes.
Quelle doit être la profondeur d’un trou fileté ?
Cela dépend du matériau parent, de la résistance de la fixation, de la charge, du facteur de sécurité et des conditions de service. Un point de départ courant est d’environ 1D à 1,5D en acier et un engagement plus long dans des matériaux plus tendres, mais les joints critiques doivent être calculés.
Quand dois-je utiliser un insert filetée ?
Utilisez des inserts lorsque le matériau parent est mou, que l’assemblage sera répété, que le filetage est déjà endommagé ou que la conception nécessite des filetages internes plus résistants à l’usure.
Les filetages doivent-ils être modélisés dans le CAO ?
Généralement non pour les filetages standard. Utilisez une fonction de trou appropriée et une annotation claire du dessin. Modélisez uniquement les filetages hélicoïdaux complets lorsque la géométrie du filetage elle-même est non standard, visible dans un rendu, ou nécessaire pour la simulation ou l'impression 3D.