Octobre 2010



Les trous taraudés dans les pièces prototypes usinées

Un sage a déclaré un jour : « ce qui est bien avec les normes, c'est qu'il y en a beaucoup. » Il ne parlait pas des fixations filetées, mais il aurait tout aussi bien pu. Il existe de nombreuses normes de filetage : pouce, métrique, fin, normal. Ce sont les facteurs de différenciation courants. Un spécialiste des filetages connaîtra aussi et utilisera les normes de filetage gauche, conique, double, trapézoïdal, au pas du gaz, etc. Pour le prototypage, fort heureusement, nous pouvons nous contenter de trois familles de filetages populaires : UNC, UNF, et métrique.


UNF (unified national fine) est une norme de filetage en pouces. Les filetages UNF sont spécifiés par un diamètre en pouces (soit une fraction comme 1/4 ou un numéro de jauge tel que n° 4) et un pas de filetage. Ce diamètre est le diamètre extérieur du filet. Le pas du filetage est le nombre de filets par pouce linéaire de la fixation filetée. Par conséquent, un filetage n° 6-40 est un filetage jauge n° 6 avec un pas de 40 filets par pouce. Un tour d’une vis de pas 40 avance de 1/40ème de pouce le long de l’axe de la vis.


UNC (unified national coarse) est aussi une norme en pouces.


Les filetages UNC sont spécifiés en utilisant les mêmes conventions que les filetages UNF, avec des diamètres équivalents mais des pas de filetage plus grands.


Une fixation à filet fin est plus solide qu’une fixation à filet normal. Les vis à filet fin ont généralement moins de jeu. Il faut un couple moindre pour précharger une vis à filet fin à un effort de serrage donné. Par contre, comme il y a plus de filets par unité de longueur, il faut plus longtemps pour visser une fixation à filet fin. Les vis à filets fins risquent plus d’être faussées accidentellement et sont plus affectées par les poussières abrasives et autres contaminations.


Les fixations métriques sont spécifiées par leur diamètre extérieur en millimètres et un pas de filetage. Le pas d’une fixation métrique est en millimètres par filet. Une fixation métrique de spécification "M6 x 1,0" a un diamètre de 6mm et chaque tour de vis la fait avancer de 1mm le long de son axe. Pour les filetages métriques, il existe des normes à pas rapide et à pas fin mais la plupart des concepteurs ne le savent pas. La grande majorité des fixations métriques ont un pas fin et leur pas n’est généralement pas spécifié par les concepteurs, c’est pourquoi "M6" s’entend comme "M6 x 1,0".


À moins que votre conception n’approche de la limite de résistance d’une fixation, le choix de la norme UNC, UNF ou métrique est généralement une question de commodité (que trouve-t-on, par exemple, dans la quincaillerie voisine ?). À l’extérieur des États-Unis, inutile de se casser la tête, la norme métrique va de soi sauf si vous avez une bonne raison d’en choisir une autre. Aux États-Unis, le filetage normal est légèrement plus courant, surtout pour les jauges n°2 à 8. En général, il est recommandé de choisir une famille et de s’y tenir. Utiliser un très petit nombre de tailles de vis dans une même ligne de produit est généralement une bonne idée (remarque : si vous mélangez des fixations UNC et UNF de même diamètre dans un produit, ne vous étonnez pas si votre personnel de fabrication n’est pas de très bonne humeur).


Les filets intérieurs peuvent être usinés dans votre pièce de deux manières. La méthode classique consiste à percer un avant-trou, puis à utiliser un taraud pour couper les filets dans les parois de ce trou. Les tarauds courants sont coniques pour faciliter leur introduction dans le trou et ils coupent les filets en plusieurs passes. C’est pour cette raison que les filets ne vont pas jusqu’au fond d’un trou borgne. Un deuxième taraud moins conique, appelé "taraud finisseur," peut être utilisé pour couper les filets plus près du fond d’un trou borgne.

Figure 1 – Outils de coupe, ou « tarauds, » utilisés pour couper les filets dans les parois d’un avant-trou.

Figure 1 – Outils de coupe, ou « tarauds, » utilisés pour couper les filets dans les parois d’un avant-trou.


La deuxième méthode consiste à utiliser une « fraise à fileter » pour couper les filets. Comme pour le taraud, la première étape consiste à couper un avant-trou. La fraise à fileter se termine par une denture périphérique qui coupe le profil du filet à l’intérieur du trou. Contrairement au taraud qui peut être utilisé à la main ou sur machine-outil, la fraise à fileter nécessite une machine à commande numérique par calculateur pour générer le profil hélicoïdal de coupe des filets.

Figure 2 – Les fraises à fileter peuvent couper pratiquement jusqu’au fond d’un trou borgne et, en général, produisent globalement un meilleur filet qu’un taraud.

Figure 2 – Les fraises à fileter peuvent couper pratiquement jusqu’au fond d’un trou borgne et, en général, produisent globalement un meilleur filet qu’un taraud.


Les concepteurs indiquent parfois un pourcentage d'engagement des filets. Ce pourcentage contrôle la largeur de coupe de l’avant-trou. Étant donné que le diamètre extérieur du filetage de la fixation est fixe, si l’avant-trou est plus large, ses filets ne seront pas aussi profonds et le filet de la fixation aura moins de prise. Plus le pourcentage d’engagement des filets est élevé et plus il est difficile de les couper. Lorsque l’engagement des filets n’est pas précisé, il sera généralement de75%.


Les logiciels de CAO varient dans la manière dont ils aident à créer des fixations filetés dans une pièce. Un logiciel de CAO complet comme SolidWorks comporte un assistant pour aider à choisir le pas et la taille du filetage, un traitement d'entrée, etc. L’entrée du trou peut avoir certaines caractéristiques telles qu’un chanfrein pour aider à guider la fixation dans le trou ou noyer la tête d’une vis à tête fraisée. Les logiciels de CAO ne comportent pas tous des assistants pour la création de trous, et ceux qui en ont un représentent l’intérieur du trou de différentes manières dans le fichier de CAO. La conversion d’un modèle à un format de fichier standard tel qu’IGES supprimera du modèle les métadonnées décrivant le trou. Il n’existe donc pas de méthode universelle pour indiquer le type de filetage à appliquer aux trous d'un modèle.


Firstcut permet d’ajouter facilement des trous filetés à vos pièces en plastique, en aluminium et en laiton. Firstcut est compatible avec les filetages UNC et UNF de n°2 jusqu’à ½ pouce, et les filetages métriques de M2 à M12. Pour consulter un tableau détaillé des options de filetage, reportez-vous à notre page Trous taraudés. En raison de l’absence de normalisation des logiciels de CAO pour la spécification des filetages, Firstcut décide à quel endroit placer des filetages en recherchant les avant-trous ayant une orientation appropriée. Ne modélisez pas les filetages intérieurs, vous perturberiez la fonction de recherche des avant-trous de Firstcut. Le procédé Firstcut utilise un usinage 3 axes, les trous ne peuvent donc être percés et taraudés que s’ils sont alignés sur un des trois axes cardinaux.


Lorsque vous recevrez votre devis FirstQuote®, l’affichage 3D interactif de ce devis présentera un graphique de votre pièce et une liste des trous pouvant être taraudés. Cliquez sur un des trous répertoriés dans le tableau et l'affichage effectuera un zoom sur ce trou et présentera un menu déroulant d'options de filetage. Vous pouvez aussi passer d’un trou à un autre en utilisant les boutons « précédent » et « suivant ». (Voir un exemple de pièce FirstQuote comportant des trous taraudés.) Lorsque vous aurez terminé vos sélections, cliquez sur le bouton « sauvegarder les sélections courantes » pour compléter le processus. Si vous ne pouvez pas installer le visualiseur 3D ProtoView, un fichier 3D au format PDF est également disponible. Ce PDF n’est pas interactif mais vous pourrez effectuer les sélections dans FirstQuote. (Cette approche est tout aussi efficace que notre ProtoView interactif, quoique moins amusante.)


Après avoir passé votre commande, vous recevrez un mail de confirmation de commande qui indiquera les tailles de filetage sélectionnées. Veillez à bien vérifier que ces informations sont exactes.


Pour obtenir des informations détaillées sur la modélisation des trous taraudés, reportez-vous à notre page Trous taraudés. Pour tous renseignements complémentaires ou assistance, contactez Proto Labs au+33 (0) 4 79 65 46 50.