Trous taraudés dans l'usinage

1. Introduction

L'usinage fait partie intégrante de nombreuses industries qui nécessitent des composants précis et un assemblage fiable..

Un trou taraudé, essentiel pour créer des filetages internes dans les matériaux, sert de base à de nombreuses applications de fixation.

Ce processus permet aux vis, boulons, et autres attaches à insérer solidement, garantir que les composants restent ensemble, même dans des conditions extrêmes.

Les trous taraudés sont particulièrement importants dans des secteurs tels que l'automobile, aérospatial, électronique, et machines.

Comprendre les bases du taraudage et savoir comment obtenir un filetage de précision peut contribuer à améliorer l'efficacité de la fabrication et la qualité des produits..

Dans cet article de blog, nous allons décomposer le processus de taraudage, expliquer les différents types de trous taraudés, et fournir des conseils essentiels pour garantir une qualité irréprochable.

Nous approfondirons également les outils et les matériaux utilisés, les facteurs qui affectent la précision du taraudage, et applications courantes des trous taraudés.

2. Qu'est-ce qu'un trou taraudé?

Un trou taraudé est simplement un trou qui a été percé puis fileté à l'aide d'un taraud pour recevoir une fixation..

Cela diffère d’un trou percé, qui est simplement un trou sans aucun fil.

Le taraudage crée des filetages internes dans le trou, permettant l'insertion de vis, boulons, ou autres attaches filetées.

• Trou percé vs. Trou taraudé: Alors qu'un trou percé est un trou cylindrique de base, un trou taraudé est le résultat de l'utilisation d'un outil de taraudage pour créer des filetages en spirale sur la surface intérieure.
  Ce filetage permet au trou de maintenir solidement les attaches, ce qui est essentiel dans de nombreuses applications.
• Termes courants:

• • Sujets: Ce sont les rainures en spirale découpées dans le trou, permettant de visser des fixations.
  • Robinet: L'outil utilisé pour couper les filetages internes dans le trou. Il est disponible en différents types en fonction des spécifications du matériau et du filetage..
  • Pas: La distance entre les fils individuels. Plus le pitch est fin, plus il y a de fils par pouce (TPI), ce qui est essentiel pour certaines applications qui exigent une plus grande précision.

3. Processus d'usinage pour le taraudage

Le processus de taraudage consiste à utiliser un taraud pour couper les filetages internes dans un trou.. En fonction du matériau et de la taille de fil souhaitée, différents outils et machines sont utilisés.

• Équipement:

• • Machines CNC: Ces machines contrôlées par ordinateur sont capables d'effectuer automatiquement des taraudages de haute précision., ce qui les rend idéaux pour la production à grande échelle.
  • Machines à tarauder: Ces machines spécialisées sont conçues spécifiquement pour le taraudage et peuvent gérer des opérations manuelles et automatiques..
  • Outils de taraudage manuel: Pour les travaux plus petits ou personnalisés, des outils de taraudage manuels tels que des tarauds et des filières manuels sont utilisés.
    Ceux-ci sont généralement utilisés lorsque seuls quelques trous doivent être taraudés..

• Taper contre. Fraisage de filetage: Le fraisage de filetage et le taraudage créent tous deux des filetages internes, mais il y a des différences nettes.
  Alors que le taraudage est plus rapide et plus efficace pour les trous de petite à moyenne taille, le fraisage de filets offre une plus grande flexibilité pour les filetages plus grands ou les géométries complexes.

4. Comment tarauder des trous étape par étape

Voici une explication étape par étape de la façon de percer avec succès un trou.:

• Étape 1: Rassemblez les outils et le matériel nécessaires

• • Assurez-vous d'avoir un robinet, foret, outil de taraudage manuel pour machine à tarauder, et lubrifiant.

• Étape 2: Sélectionnez le bon taraud et le bon foret

• • Choisissez un taraud qui correspond au type de filetage souhaité (UNC, FNU, Métrique) et la taille.
    Sélectionnez le foret approprié en fonction de la taille du taraud pour garantir un ajustement parfait.

• Étape 3: Percez le trou

• • Percez le trou à la bonne taille, s'assurer qu'il correspond aux spécifications du robinet.
    Utilisez un foret avec le diamètre et la profondeur appropriés en fonction du pas de filetage requis.

• Étape 4: Préparez-vous au tapotement

• • Nettoyez le trou et appliquez un lubrifiant approprié pour réduire la friction et empêcher le taraud de se coincer pendant le processus de coupe..

• Étape 5: Taper sur le trou

• • Commencez à tarauder en insérant le robinet dans le trou, et en appliquant une pression constante tout en faisant tourner l'outil pour créer les filetages.
    Assurez-vous que le robinet reste aligné avec le trou pour éviter un mauvais alignement.

5. Types de trous taraudés

Les trous taraudés sont essentiels pour créer des connexions sécurisées entre les pièces, et il existe plusieurs types en fonction des exigences de l'application.
Comprendre les différents types de trous taraudés aide à choisir la bonne méthode pour des tâches spécifiques, garantissant des performances et un ajustement optimaux.
Voici les types les plus courants:

Trous traversants

Les trous traversants sont des trous taraudés qui traversent le matériau., d'un côté à l'autre.
Ces trous permettent aux attaches de passer complètement à travers, avec les filetages à l'intérieur du trou fournissant une connexion sécurisée pour les boulons, vis, ou d'autres types de fixations filetées.
Les trous traversants sont largement utilisés dans les applications où les deux côtés du matériau doivent être joints ou lors de la fixation à plusieurs pièces de chaque côté du matériau..

Trous borgnes

Trous borgnes, contrairement aux trous traversants, ne traverse pas complètement le matériau.
Ils sont percés à une profondeur spécifique puis taraudés pour créer des filetages.
Les trous borgnes sont idéaux lorsqu'un seul côté du matériau doit être fixé, comme lors de la fixation de composants sur une pièce à usiner qui n'a pas accès à l'arrière.

Trous lamés

Un trou lamé est un type de trou taraudé avec une ouverture élargie en haut pour permettre à la tête d'un boulon, vis, ou autre fixation pour affleurer ou sous la surface du matériau.
Ce type de trou est particulièrement utile lorsque l’on souhaite dissimuler la tête de l’attache, fournir un nettoyage, finition de surface lisse.

Trous alésés

Les trous alésés sont des trous qui ont été percés puis alésés pour améliorer leur taille, forme, et finition de surface.
Le processus d'alésage garantit que le trou a la bonne tolérance et est lisse, ce qui est particulièrement important avant de toucher.
Les trous alésés offrent un niveau de précision plus élevé et sont essentiels lorsque des tolérances serrées sont requises pour les filetages.

Fils interchangeables

Les filetages interchangeables font référence aux différents types de formes de filetage qui peuvent être utilisés lors du taraudage de trous..
Les types de filetage les plus couramment utilisés incluent:

• UNC (National unifié grossier): Un type de filetage qui a moins de filetages par pouce, ce qui le rend adapté aux applications lourdes.
  Il est plus facile à fabriquer et est couramment utilisé dans les applications industrielles et mécaniques, surtout là où la force est critique.
• FNU (Amende nationale unifiée): Avec plus de filetages par pouce que UNC, Les filetages UNF sont idéaux pour les applications nécessitant une haute précision et des dimensions plus petites., un fil plus fin s'adapte.
  Ceux-ci sont utilisés lorsqu’une plus grande résistance à la tension et une plus grande précision sont nécessaires, comme dans les machines de précision ou les composants aérospatiaux.
• Filetages métriques: Basé sur le système métrique, ces fils se retrouvent couramment dans les applications européennes et internationales.
  Les filetages métriques sont utilisés dans un large éventail d'industries pour des applications de précision et à usage général..

6. Outils et matériaux utilisés pour le taraudage

Robinets

Les tarauds sont les principaux outils utilisés pour couper les filetages internes dans des trous pré-percés..
Ils viennent en différents types, chacun conçu pour des applications et des matériaux spécifiques:

• Tarauds à main: Ces tarauds se tournent manuellement à l'aide d'un porte-taraud et conviennent aux petits travaux ou aux travaux ponctuels..
  Ils offrent un excellent contrôle sur le processus de taraudage mais peuvent nécessiter beaucoup de main d'œuvre..
• Tarauds pour machines: Conçu pour être utilisé avec des machines à moteur telles que des tours CNC ou des machines à tarauder dédiées, les tarauds machine offrent des résultats plus rapides et plus cohérents.
  Ils sont idéaux pour les séries de production à grand volume.
• Pointe en spirale (Pistolet) Robinets: Caractérisé par leurs flûtes orientées vers l'avant, ces tarauds excellent à pousser les copeaux avant le tranchant,
  ce qui les rend parfaits pour les trous traversants où les copeaux peuvent sortir facilement.
• Tarauds à flûte hélicoïdale: Avec cannelures hélicoïdales qui tirent les copeaux vers le haut et hors des trous borgnes, les tarauds à goujures hélicoïdales sont indispensables pour les applications de taraudage de trous profonds.
• Tarauds à flûte droite: Couramment utilisé pour le taraudage à usage général dans des matériaux plus tendres,
  les tarauds à cannelure droite sont économiques et polyvalents, mais peuvent ne pas gérer l'évacuation des copeaux aussi efficacement que les tarauds en spirale.

Forets

Les forets créent le trou pilote dans lequel le taraud coupera les filetages. Choisir la bonne taille de foret est crucial pour un taraudage réussi.
Le diamètre du foret doit correspondre au petit diamètre du filetage taraudé.,
s'assurer qu'il reste suffisamment de matériau pour que le taraud forme des filetages sans contrainte excessive sur la pièce à usiner.

• Acier rapide (HSS) Forets: Convient à la plupart des métaux et alliages courants, Les embouts HSS offrent une bonne résistance à l'usure et une bonne tolérance à la chaleur.
• Forets au cobalt: Idéal pour les matériaux plus durs comme l'acier inoxydable ou la fonte, les embouts en cobalt ont une dureté et une durabilité améliorées par rapport aux embouts HSS standard.
• Forets à pointe de carbure: Pour matériaux extrêmement durs, Les embouts en carbure offrent une résistance et une longévité supérieures, mais à un coût plus élevé.

Matériaux de la pièce à usiner

Le matériau taraudé influence considérablement le choix des outils, vitesses, se nourrit, et liquides de refroidissement.
Différents matériaux ont différents niveaux de dureté, propriétés thermiques, et usinabilité, qui affectent tous le processus de taraudage.

• Acier: L'un des matériaux les plus couramment exploités, l'acier nécessite un examen attentif de la sélection des tarauds en fonction de la dureté.
  Les aciers plus doux peuvent souvent être taraudés à l'aide de tarauds HSS standards, tandis que les aciers trempés peuvent nécessiter des tarauds en cobalt ou en carbure.
• Aluminium: Connu pour sa douceur et sa tendance au fiel, l'aluminium bénéficie d'une netteté, tarauds de haute qualité et lubrification suffisante pour éviter l'accumulation de copeaux.
• Laiton et Bronze: Ces matériaux ont tendance à être autolubrifiants en raison de leur composition
  mais peut toujours bénéficier d'une application appropriée du liquide de refroidissement pour gérer la chaleur et maintenir l'intégrité de l'outil..
• Plastiques: Le taraudage des plastiques nécessite des vitesses et des avances plus lentes pour éviter de fondre ou de déformer le matériau..
  Des robinets spéciaux conçus pour le plastique peuvent aider à obtenir un nettoyage propre., fils fonctionnels.

7. Facteurs affectant la précision du taraudage

Pas de filetage

Le pas influence directement le nombre de filetages par pouce ou millimètre, ayant un impact sur la résistance et l'ajustement de la connexion.
Par exemple, un pas plus fin fournit plus de fils par pouce, augmentant la puissance de maintien mais nécessitant un usinage plus précis.

Tolérance de profondeur et de diamètre

Le maintien de tolérances serrées garantit un engagement correct du filetage et empêche le dénudage ou l'affaiblissement de la fixation..
Les tolérances peuvent être aussi strictes que ± 0,001 pouce dans les applications critiques.

Vitesse et avance dans le taraudage CNC

L'optimisation de ces paramètres est cruciale pour obtenir des filetages de haute qualité sans endommager le taraud ou la pièce à usiner..
Les machines CNC peuvent maintenir une vitesse et des avances constantes, menant à de meilleurs résultats.

Liquide de refroidissement et lubrification

Un refroidissement et une lubrification appropriés réduisent la friction, accumulation de chaleur, et usure à la fois sur le robinet et sur le matériau.
L'utilisation de liquide de refroidissement peut prolonger la durée de vie de l'outil jusqu'à 30%.

8. Avantages et inconvénients des trous taraudés

Avantages des trous taraudés

Fixation sécurisée

Les trous taraudés offrent une méthode de fixation fiable et sécurisée. Les filetages internes garantissent que les boulons et les vis peuvent être fermement engagés, empêchant le desserrage pendant l'utilisation.
Cela rend les trous taraudés particulièrement utiles dans les applications critiques où des connexions sécurisées sont cruciales pour la sécurité opérationnelle.,
comme dans les industries aérospatiale et automobile.

Efficacité spatiale

L'un des avantages les plus remarquables des trous taraudés est l'efficacité de l'espace..

En éliminant le besoin de fixations supplémentaires comme des écrous ou des rondelles, les trous taraudés permettent d'économiser un espace précieux dans les assemblages compacts.
Ceci est particulièrement bénéfique en électronique, composants automobiles, et machines, où les contraintes d'espace sont courantes et où chaque millimètre compte.

Intégrité structurelle

Dans des matériaux pouvant retenir efficacement les fils, les trous taraudés aident à maintenir l'intégrité structurelle de l'assemblage.
Les fils répartissent la charge sur une large surface, ce qui réduit la concentration des contraintes et améliore la durabilité globale par rapport à d'autres méthodes de fixation comme les rivets ou le soudage.
Ceci est crucial dans les applications où les composants doivent résister à des contraintes ou des vibrations élevées..

Facilité d'entretien

Les trous taraudés facilitent l'entretien, réparations, et mises à niveau en permettant aux composants d'être facilement démontés et réassemblés.

Cette fonctionnalité est particulièrement utile dans les industries où un entretien régulier est requis, comme dans les équipements de fabrication, machinerie, et systèmes automobiles.

La possibilité de réutiliser les fixations sans compromettre l'intégrité des filetages constitue une solution rentable pour la maintenance..

Inconvénients des trous taraudés

Usure du fil

Un inconvénient important des trous taraudés est l'usure du filetage, surtout dans les matériaux plus mous.

Au fil du temps, des assemblages et démontages répétés peuvent entraîner une dégradation des filetages internes, conduisant à une connexion affaiblie.

Ceci est particulièrement problématique dans les applications où les pièces doivent être assemblées et démontées fréquemment., comme dans les industries à forte maintenance.

Risque de thread croisé

Le filetage croisé se produit lorsque le boulon ou la vis est mal aligné lors de l'insertion., causant des dommages aux filetages internes. Ce problème peut affaiblir la connexion et conduire à un échec.

Le filetage croisé est courant lors de l'assemblage manuel, où la précision peut être plus difficile à maintenir.

Une formation appropriée et l'utilisation d'outils tels que les guides de fil peuvent aider à atténuer ce risque..

Capacité de charge limitée

Les trous taraudés ont une capacité de charge limitée, surtout dans les matériaux qui ne tiennent pas bien les fils, comme les plastiques ou les métaux mous.

Ces matériaux peuvent se dépouiller ou se déformer sous de lourdes charges, conduisant à l'échec de la connexion.

Pour les applications à fortes contraintes, méthodes de fixation supplémentaires, comme l'utilisation d'ancrages ou d'inserts, peut être nécessaire pour assurer la solidité nécessaire.

Potentiel de rupture de robinet

Un autre inconvénient est le risque de rupture du taraud pendant le processus de filetage., surtout lorsque vous travaillez avec des matériaux durs comme le titane ou l'acier inoxydable.

Mauvaise lubrification, vitesses d'alimentation incorrectes, ou l'utilisation d'un mauvais robinet pour le matériau peut augmenter le risque de casse.

Un robinet cassé est difficile à retirer et peut endommager la pièce, entraînant des temps d'arrêt et des réparations coûteux.

9. Applications des trous taraudés

Les trous taraudés jouent un rôle central dans diverses industries, fournissant une méthode fiable pour créer des connexions filetées sécurisées entre les composants.

Industrie automobile

• Composants du moteur: Les trous taraudés sont utilisés pour fixer des pièces comme les culasses, collecteurs, et couvercles de soupapes au bloc moteur.
• Assemblage châssis et carrosserie: Les trous taraudés permettent de monter des supports, sièges, et les composants de suspension sur le cadre ou le châssis.
• Systèmes électriques: Les trous taraudés sont également essentiels pour sécuriser les pièces électroniques telles que les capteurs et les modules de commande dans le système électrique de la voiture..

Industrie aérospatiale

• Fuselage et ailes d'avion: Des trous taraudés sont utilisés pour sécuriser les panneaux, cadres, et les surfaces de contrôle comme les volets et les ailerons.
• Composants du moteur: Similaire aux applications automobiles, pièces de moteur d'avion, y compris les pales de turbine, étages de compresseur, et boîtiers,
  nécessitent souvent des trous taraudés pour garantir l’intégrité structurelle.
• Systèmes de trains d'atterrissage: Le taraudage fournit des points de fixation sécurisés pour les amortisseurs, roues, et des jambes de force, assurer des décollages et des atterrissages en toute sécurité.

Industrie électronique

• Montage de composants électroniques: Les trous taraudés sont utilisés pour monter les circuits imprimés, condensateurs, résistances, et d'autres composants en toute sécurité dans le boîtier.
• Boîtiers de protection: Les boîtiers de nombreux appareils électroniques, comme les ordinateurs, téléphones portables, et matériel médical,
  nécessitent souvent des trous taraudés pour fixer des vis ou des boulons qui maintiennent l'appareil scellé et protégé de la poussière, humidité, et autres polluants.
• Connecteurs et ports: Les trous taraudés sont utilisés pour installer les connecteurs,
  comme HDMI, Ports USB, et ports d'alimentation, dans des boîtiers électroniques, assurer un bon alignement et des connexions sécurisées.

Machines industrielles

• Composants de machines-outils: Les trous taraudés sont utilisés dans l'assemblage de pièces de machines telles que les plaques d'assise, broches, et porte-outils, assurer la stabilité et la précision pendant le fonctionnement.
• Montage et alignement des pièces: Composants comme les moteurs, engrenages, et les poulies sont souvent fixées avec des boulons ou des vis dans des trous taraudés pour garantir l'alignement et un fonctionnement sûr..
• Entretien: Les trous taraudés permettent le démontage des machines pour les réparations et l'entretien,
  permettant un accès facile aux composants internes qui peuvent nécessiter un remplacement.

Dispositifs médicaux

• Implants médicaux: Les trous taraudés sont utilisés dans les implants orthopédiques comme les arthroplasties et les vis, s'assurer qu'ils restent fermement en place pendant la chirurgie et dans le corps.
• Matériel médical: Appareils tels que instruments chirurgicaux, équipement de diagnostic,
  et les outils de laboratoire nécessitent souvent des trous taraudés pour un montage sécurisé des composants et des accessoires.
• Prothèses: Des trous taraudés se trouvent également dans les prothèses, où ils sont utilisés pour fixer solidement différentes parties comme les articulations et les membres.

10. Considérations et conseils pour les trous taraudés

Dureté du matériau

Les matériaux plus durs comme l'acier inoxydable ou le titane peuvent nécessiter des tarauds spécialisés et des vitesses de taraudage plus faibles pour éviter d'endommager l'outil..

Tailles précises des trous pilotes

Il est essentiel de s'assurer que le diamètre du trou pilote correspond aux spécifications du taraud pour une formation optimale du filetage..

Un trou mal dimensionné peut entraîner une mauvaise qualité du filetage.

Diamètre de trou fileté approprié

Choisissez le diamètre de trou approprié en fonction du grand diamètre du robinet et des propriétés du matériau.

Par exemple, un 1/4-20 Le robinet UNC nécessite un trou pilote de 0,216 pouce dans l'acier.

Surfaces inclinées

Lors du taraudage de trous sur des surfaces inclinées, faites très attention à maintenir la perpendiculaire. Un mauvais alignement peut entraîner un filetage croisé ou des tarauds endommagés.

Placement précis des trous

Un placement précis des trous est essentiel pour les assemblages fonctionnels. Même un léger écart peut affecter les performances globales du composant.

Résoudre le désalignement des fils

Des filetages mal alignés peuvent provoquer des filetages croisés ou endommager le trou taraudé.. Vérifiez toujours l’alignement avant de taper.

Travailler avec des matériaux difficiles à usiner

Utilisez un liquide de refroidissement adéquat et éventuellement des tarauds à plusieurs cannelures lorsque vous travaillez avec des matériaux difficiles.

Par exemple, le taraudage du titane peut nécessiter l'utilisation de liquides de refroidissement à base de soufre pour réduire la friction.

Gestion des défauts de taraudage

Des problèmes comme des bavures, sous-cotation, ou l'accumulation de copeaux peut compromettre l'intégrité du filetage.

La maintenance régulière des outils et le respect des meilleures pratiques peuvent minimiser ces problèmes.

11. Conclusion

En conclusion, les trous taraudés sont fondamentaux pour l'usinage et jouent un rôle essentiel dans l'assemblage de composants dans de nombreuses industries.

En comprenant les principes du tapotement, sélectionner les bons outils et matériaux, et en adhérant aux meilleures pratiques,

les machinistes peuvent obtenir des résultats précis, des fils fiables qui améliorent les performances et la durabilité du produit.

Que vous travailliez sur des appareils électroniques complexes ou sur des machines à grande échelle, maîtriser l’art du taraudage contribue de manière significative à la réussite de tout projet de fabrication.

L'adoption de ces directives garantit que chaque trou taraudé répond aux normes les plus élevées de qualité et de précision..

Si vous avez des besoins en matière de traitement de threads, n'hésitez pas à Contactez-nous.