Filetage trapézoïdal

Les formes de filetage trapézoïdales sont des profils de filetage de vis avec des contours trapézoïdaux . Ce sont les formes les plus courantes utilisées pour les vis mères (vis de puissance). Elles offrent une résistance élevée et une facilité de fabrication. On les trouve généralement là où des charges importantes sont nécessaires, comme dans un étau ou la vis mère d'un tour . Les variantes standardisées comprennent les filetages à pas multiples , les filetages à gauche et les filetages autocentrants (qui sont moins susceptibles de se bloquer sous l'effet des forces latérales).

Le filetage trapézoïdal d'origine, et probablement encore le plus couramment rencontré dans le monde, avec un angle de filetage de 29°, est le filetage Acme ( / ˈ æ k m iː / AK -mee ). Le filetage Acme a été développé en 1894 comme un profil bien adapté aux vis mécaniques qui présente divers avantages par rapport au filetage carré , qui avait été la forme de choix jusqu'alors. Il est plus facile à couper avec un filetage à un seul point ou une matrice que le filetage carré (car la forme de ce dernier nécessite une géométrie de dent d'outil ou de matrice mal adaptée à la coupe). Il s'use mieux qu'un filetage carré (car l'usure peut être compensée) et est plus résistant qu'un filetage carré de taille comparable. Il permet un engagement plus fluide des demi-écrous sur une vis mère de tour qu'un filetage carré. C'est l'un des profils de filetage symétriques les plus résistants ; cependant, pour des charges dans une seule direction, comme les étaux, le profil de filetage à contrefort asymétrique peut supporter des charges plus importantes.

La forme de filetage métrique trapézoïdal est similaire à la forme de filetage Acme, sauf que l'angle de filetage est de 30°. Il est codifié par la norme DIN 103. Alors que les filetages métriques sont plus répandus dans le monde que les filetages impériaux pour les formes de filetage triangulaires , les filetages Acme de taille impériale prédominent dans la forme de filetage trapézoïdal.

Le filetage Acme a un angle de filetage de 29° avec une hauteur de filetage égale à la moitié du pas ; le sommet (ou crête ) et la vallée (ou racine ) sont plats. Cette forme est plus facile à usiner (coupe plus rapide, durée de vie de l'outil plus longue) qu'un filetage carré. La forme de la dent a également une base plus large, ce qui signifie qu'elle est plus solide (ainsi, la vis peut supporter une charge plus importante) qu'un filetage carré de taille similaire. Cette forme de filetage permet également l'utilisation d'un écrou fendu , qui peut compenser l'usure de l'écrou.

La gamme de filetages Acme à usage général (GP) (ASME/ANSI B1.5-1997) n'est pas conçue pour supporter des charges radiales externes et l'écrou et le boulon sont, idéalement, supportés indépendamment (l'écrou par un guide linéaire et la vis par des roulements d'arbre). Cela est dû à la nécessité d'éviter le « coincement » des flancs du filetage lorsqu'ils sont soumis à des charges radiales, ce qui contribuerait considérablement aux forces de frottement et à l'usure du filetage. Cependant, il existe une norme de centrage des filetages Acme (également spécifiée dans la norme ASME/ANSI B1.5-1997) qui s'adresse aux applications où les filetages ne sont pas supportés radialement, où les racines et les crêtes des filetages opposés sont conçues pour entrer en contact avant les flancs sous des charges radiales. Cela ajoute l'exigence que la somme des tolérances (jeux) et des tolérances sur les diamètres principaux de l'écrou et du boulon soit inférieure à la somme des tolérances sur les diamètres primitifs (PD). L'inconvénient est que pour une quantité donnée de jeu axial (jeu axial dû uniquement aux jeux PD), des tolérances plus étroites et un environnement de travail plus propre sont nécessaires dans l'application d'un filetage Acme centralisateur.

Par rapport aux filetages carrés, les inconvénients de la forme de filetage Acme sont une efficacité moindre en raison d'un frottement plus élevé et d'une certaine charge radiale sur l'écrou (décalage angulaire par rapport au carré).

Lorsqu'ils ont été créés avant 1895, les filetages de vis Acme étaient destinés à remplacer les filetages carrés et une variété de filetages d'autres formes utilisés principalement à des fins de déplacement sur des machines, des outils, etc. Les filetages de vis Acme sont désormais largement utilisés à des fins diverses. Les filetages Acme de grande longueur sont utilisés pour les mouvements contrôlés sur les machines-outils, les machines d'essai, les vérins, les volets d'avion et les convoyeurs. Les filetages courts sont utilisés sur les tiges de soupape, les raccords de tuyaux, les capots des cylindres de pression, les mécanismes de direction et le mouvement des objectifs d'appareil photo.

La forme de filetage représentée sur la figure (profil de filetage ACME de base) est appelée « de base ». Les hauteurs de filetage réelles sur les filetages internes (écrou) et externes (boulon) diffèrent de ⁠P/2⁠ par allocations (ou autorisations ) :

• Un jeu de crête de racine minimum de 0,01 po (0,25 mm) (diamétral) entre les filetages opposés avec 10 tpi (filetages par pouce) ou moins, et de 0,005 po (0,13 mm) pour les pas plus fins. (Ceci est également vrai pour les diamètres mineurs du filetage Acme centralisateur, mais pas pour ses diamètres majeurs, où la tolérance est inférieure à la tolérance PD.)
• Une allocation PD, qui rend le PD plus petit que « de base » dans le cas du GP et des threads Acme centralisateurs externes, mais plus grand dans le cas du thread Acme centralisateur interne.

Français L'effet net est que les hauteurs de filetage minimales sont supérieures à la hauteur « de base » pour les filetages GP internes et externes et pour les filetages de centralisation externes, et la hauteur maximale pour les filetages Acme de centralisation internes est plus courte que la hauteur « de base ». Le diamètre maximal (dans les limites de tolérance) au sommet des filetages externes (appelé diamètre majeur maximal du filetage externe ) est celui de la forme de filetage de base et est égal au « diamètre nominal », D , indiqué dans la désignation de la vis. Le diamètre minimal (dans les limites de tolérance) au sommet du filetage interne (appelé diamètre mineur minimal du filetage interne ) est celui de la forme de filetage de base et est égal au diamètre nominal moins deux fois la hauteur de filetage de base (c'est-à-dire D − P ).

Il existe également une norme de filetage « Stub Acme », identique en tous points à celle qui vient d'être décrite, à l'exception de la hauteur du filetage de base qui est de 0,3 P.

Dans le cas d'un filetage trapézoïdal, l'angle est de 30° au lieu de 29°. Toutes les dimensions sont en millimètres.

Les filetages trapézoïdaux sont définis comme suit par les normes ISO :

Tr 60×9

où Tr désigne un filetage trapézoïdal, 60 est le diamètre nominal en millimètres et 9 est le pas en millimètres. Lorsqu'il n'y a pas de suffixe, il s'agit d'un filetage à un seul pas. S'il y a un suffixe, la valeur après le signe de multiplication est le pas et la valeur entre parenthèses est le pas. Par exemple :

Tr 60×18(P9)LH

désignerait deux départs, car le pas divisé par le pas est égal à deux. Le « LH » désigne un filetage à gauche.

Pour l'entretien des systèmes de climatisation utilisant du gaz R134a , un filetage « ACME » non standard est spécifié pour les cartouches de gaz.