Le conseil du mois - Novembre 2015



Toutes les subtilités d'un filetage adapté

 

Ajouter des trous taraudés à vos pièces usinées est chose aisée pour Proto Labs, de plus notre processus de tournage vous permet de disposer d'un nombre d'options de filetage encore plus important. Il existe deux types de filets usinés de base : les filetages intérieurs et les filetages extérieurs.


Filetages intérieurs


Les filetages intérieurs sont usinés à l'aide d'un outil de filetage à une seule lèvre et non d'un taraud traditionnel. Sur les pièces dotées de formes avec un trou intérieur nécessitant un filetage, les filets réels doivent être retirés de votre modèle de CAO pour laisser uniquement le diamètre d'avant-trou. Notre logiciel reconnaît un trou à fileter si :

  • ce trou correspond à la plage de diamètre associée au filet souhaité et
  • s'il correspond à l'un des trois axes cardinaux nécessaires à l'usinage ou
  • s'il est perpendiculaire à l'axe de révolution en vue du tournage.

Proto Labs prend en charge les trous taraudés à droite sur les pièces usinées pour les filetages UNC et UNF allant du n° 2 à 1/2 pouce ; les filetages métriques de M2 à M12 sont également disponibles. L'emplacement et la méthode de fabrication peuvent limiter la prise en charge de certains filetages.


Autre facteur à retenir : nos profondeurs de taraudage maximum sont basées sur nos outils de filetage. Nos filetages n° 2 comportent une profondeur maximum de taraudage du sommet des formes environnantes de 5,1 mm et nos filetages de ½ pouce peuvent atteindre une profondeur plus importante. Une profondeur de taraudage jusqu'à 25,4 mm est disponible. Pour les filetages métriques, les capacités de profondeur vont de 5,1 à 25,4 mm. Les profondeurs de taraudage augmentent graduellement à mesure que les filetages augmentent. Ce thème sera développé plus avant dans le Conseil de conception.


Des filetages intérieurs sont également disponibles sur les pièces tournées. Nombre de règles similaires sont applicables à l'usinage de filetages faisant appel à un outillage rotatif sur un tour, les filetages disponibles étant toutefois plus limités qu'au moyen d'un usinage. La gamme de filetages UNC et UNF s'étend des n° 4-40 aux n° ½-20, et les filetages métriques de M3 à M10. Avec l'addition d'un outillage rotatif, nous sommes en mesure de produire des formes taraudés orientées radialement, axialement et dans l'axe. Ceci a une incidence sur le filetage car certains filets sont disponibles orientés dans l'axe uniquement. Veuillez étudier soigneusement votre devis ou contacter un ingénieur de notre service clientèle pour obtenir des éclaircissements supplémentaires. Un tableau complet de trous taraudés tournés est disponible à la page protolabs.fr, et veillez à sélectionner les pièces tournées sous les trous standard afin de visualiser la disponibilité de ces options.


Les illustrations présentent trois types de trous différents pouvant être obtenus sur des pièces tournées.

Les illustrations présentent trois types de trous différents pouvant être obtenus sur des pièces tournées.


Lors de l'usinage de trous taraudés intérieurs, il peut souvent arriver que la longueur d'un trou soit plus importante que celle pouvant être atteinte par nos outils de filetage. Le cas échéant, plusieurs options s'offrent à vous en fonction de vos besoins.

  • Dans le cas d'un long trou débouchant dont la longueur dépasse la portée maximum, sélectionnez le trou à partir du côté où la vis devrait commencer, comme illustré dans l'image 1. Si votre vis doit traverser entièrement la pièce, vous devrez également faire passer un taraud dans le trou (lors d'un processus secondaire) afin de réaliser l'opération.
  • • Vous pouvez également sélectionner les deux côtés de la forme à fileter, comme illustré dans l'image 2, mais veuillez noter les profondeurs maximum de taraudage tandis qu'elles se chevauchent dans le trou. Ce cas de figure souligne la problématique d'un filetage des formes à partir des deux côtés, les filetages risquant effectivement d'être faussés et la vis étant susceptible de ne pas traverser nettement la totalité de la pièce. Mais dès lors qu'il n'y ait pas d'intersection des filets comme illustré dans l'image 3, sélectionner des filets à partir des deux côtés s'avère généralement possible.

De gauche à droite, les images 1, 2 et 3 illustrent trois méthodes d'approche des profondeurs maximum de taraudage.

De gauche à droite, les images 1, 2 et 3 illustrent trois méthodes d'approche des profondeurs maximum de taraudage.


Filetages extérieurs


L'introduction du tour a amélioré nos capacités de filetage extérieur, et vous pouvez désormais obtenir des filets extérieurs pour des tailles de votre choix, dès lors que vos pièces peuvent être acceptées en vue du processus de tournage. Nous continuons à utiliser un outil de filetage personnalisé avec un certain nombre de tailles de filets, de profondeurs et de positionnements par rapport à la géométrie de la pièce. Toutefois, le processus de tournage avancé de Proto Labs propose des filets extérieurs sur l'axe de la pièce, de même qu'un outillage rotatif permettant de réaliser un filetage des trous intérieurs dès lors qu'ils respectent des indications semblables à celles préconisées pour l'usinage. Et ceci n'est pas limité aux trous orienté dans l'axe, les trous axiaux et radiaux étant également réalisables.


À l'instar des filetages intérieurs, il est nécessaire de retirer le filetage du modèle de CAO en vue de la conception du filetage extérieur pour les pièces tournées, et ce afin de permettre à notre logiciel de le reconnaître. De plus, veuillez modéliser vos filetages extérieurs pour l'usinage mais non pas pour le tournage. Après avoir reçu votre devis en vue du tournage, vous aurez la possibilité de sélectionner la taille de filetage appropriée.


Pièce finie et comportant des filetages extérieurs ayant été tournés sur un tour.

Pièce finie et comportant des filetages extérieurs ayant été tournés sur un tour.


Les filetages extérieurs usinés sont intégrés beaucoup moins fréquemment à la conception de pièces que les filetages intérieurs. Toutefois, ils peuvent être usinés de manière tout aussi efficace. Les filetages extérieurs usinés sont réalisés sur le demi diamètre, puis la pièce est pivotée de 180 degrés afin de permettre un usinage des filetages opposés au moyen de la même méthode. Si vos pièces sont dotées de filetages extérieurs normaux de taille plus grande, un tel processus est réalisable sans peine. Nous sommes en mesure de produire des filetages de ½ pouce de qualité, même si vous avez toujours la possibilité d'effectuer un filetage au peigne afin de retirer tout matériau restant ou tout décalage éventuel car les filetages sont réalisés dans deux installations d'usinage différentes.


Le modèle de CAO illustre une vue à l'état brut d'usinage d'un filetage extérieur, assortie des rayons obtenus correspondants mis en évidence en jaune. Ceci est destiné uniquement aux pièces usinées

Le modèle de CAO illustre une vue à l'état brut d'usinage d'un filetage extérieur, assortie des rayons obtenus correspondants mis en évidence en jaune. Ceci est destiné uniquement aux pièces usinées


Les filetages extérieurs plus petits (de type n° 6 à 32 par exemple) sont bien plus difficiles à réaliser avec une fraise à bout hémisphérique ou plate. En effet, les plus grands rayons se retrouveraient dès lors dans la racine du filet, le pas étant trop étroit. Un filetage au peigne à la filière des filets s'avérerait nécessaire afin de retirer tout matériau restant. Un rayon de 0,2 à 0,4 mm pourrait être laissé sur de nombreuses pièces.


Inserts hélicoïdaux


Des inserts hélicoïdaux sont également disponibles si vous recherchez des filetages plus solides. Des filetages à inserts hélicoïdaux sont appliqués aux trous mais les inserts hélicoïdaux ne sont pas installés durant la fabrication. De tels inserts doivent être installés par l'utilisateur une fois la fabrication de la pièce réalisée, mais avant l'assemblage de cette dernière. Les inserts hélicoïdaux sont disponibles selon des filetages UNC et UNF allant du n° 2 à ½ pouce, et selon des filetages métriques de M2 à M12 avec les mêmes profondeurs que pour les trous taraudés standard. Les installations Proto Labs sont optimisées pour les inserts de la marque HeliCoil et nous reconnaissons les tailles et longueurs standard.


Filetage à l'aide de programmes de CAO


De nombreux logiciels de CAO permettent un affichage des filetages selon deux méthodes différentes, notamment à l'aide d'un foret taraudeur, d'un filetage cosmétique ou au moyen du diamètre le plus important du filet. Nous recommandons de sélectionner le diamètre de l'avant-trou dès lors que sa conception correspond à environ 75 pour cent du diamètre du filetage.


Le fichier CAO doit ensuite être envoyé dans un format de fichier autre que le format STL. Le téléchargement de fichiers au format STL pour les pièces usinées n'est pas recommandé car notre logiciel ne reconnaît pas les formes telles que les avant-trous dans ce format. Un format de fichier neutre tel que IGES ou STEP doit être utilisé dans la mesure du possible.


Un avant-trou est conçu — avant le filetage — dans un modèle de CAO dans Solidworks.

Un avant-trou est conçu — avant le filetage — dans un modèle de CAO dans Solidworks.


Sur les pièces usinées nécessitant des filetages extérieurs, vous devez concevoir les filetages sur votre pièce tels qu'ils se présenteraient dans notre procédure d'usinage standard faisant appel à des fraises à bout hémisphérique et plates. Comme indiqué plus haut, il ne s'agit pas de la méthode privilégiée pour réaliser des filetages car il se peut que vous deviez effectuer un processus secondaire visant à réaliser un filetage au peigne à la filière des filets afin de veiller à un assemblage correct des pièces.


Sur les pièces tournées, le filetage extérieur s'en trouve fortement optimisé car la pièce tourne sur l'axe et un outil de filetage tranchant à une seule lèvre peut produire un filetage de qualité. La conception d'un filetage extérieur tourné est semblable à celle d'un trou intérieur. Vous devez retirer les filetages afin que le logiciel ne soit en mesure de réaliser une vue numérique du diamètre extérieur afin de déterminer le type de filetage nécessaire.


Le filetage dans les devis


Dans votre devis Proto Labs, vous avez la possibilité de sélectionner des filetages intérieurs et extérieurs sur des formes de pièce. Sur l'onglet Affectation des filetages de votre devis, vous pourrez remarquer la présence d'un modèle entièrement interactif vous permettant de sélectionner les formes filetées disponibles. Chaque forme possible sera mise en évidence et vous pouvez sélectionner les filetages manuellement. Il est possible d'affecter simultanément des filetages selon un filetage UNC, UNF et métrique, cette procédure étant plus rapide qu'une affectation des filetages à un trou individuel. Veillez toutefois à prendre garde de ne pas procéder sans le vouloir au filetage de trous qui ne devaient pas être soumis à ce processus.


Si un filetage qui vous intéresse n'est pas disponible, il vous faudra peut-être vérifier le diamètre de vos formes afin de vous assurer qu'elles ne dépassent pas les limites à respecter pour le filetage. Veuillez noter que lorsque vous consultez les tableaux de filetages, vous pouvez basculer entre les options d'usinage et les options de tournage dans chaque onglet afin d'examiner la disponibilité des filetages pour chaque méthode de fabrication. Tous les filetages doivent être sélectionnés et sauvegardés pour permettre de continuer à traiter la commande. Si vous modifiez le processus de fabrication ou le matériau utilisé à un stade quelconque de cette opération, veuillez consulter de nouveau l'onglet Affectation des filetages car il se peut que des sélections aient changé.


Dans le cadre des devis interactifs de Proto Labs, vous pouvez affecter des formes filetées sur votre modèle de CAO.

Dans le cadre des devis interactifs de Proto Labs, vous pouvez affecter des formes filetées sur votre modèle de CAO.


Proto Labs propose des formes filetées pour les pièces tournées en plastique et en métal, et des formes filetées sur pièces tournées sont disponibles uniquement dans des matériaux métalliques à l'heure actuelle. Nous pouvons prendre en charge des filetages UNC, UNF et métriques, ainsi que des inserts hélicoïdaux (mais nous ne fournissons ni n'installons de tels inserts). Pour une liste complète des indications à suivre en matière de filetages usinés et tournés, cliquez ici. Pour toute question au sujet du filetage, n’hésitez pas à contacter l’un des ingénieurs de notre service client à l’adresse customerservice@protolabs.fr ou au +33 (0)4 27 50 29 47.