1. L’usinage : Comprendre les différents types d’ajustement
« L’ajustement par pression et l’ajustement par glissement sont deux types d’ajustements couramment utilisés pour la fixation de pièces, en particulier dans l’assemblage d’éléments mécaniques dans l’usinage de précision. L’ajustement de deux pièces est la relation dimensionnelle entre elles, le degré de serrage ou de desserrage lorsqu’elles sont assemblées.
Les ajustements serrés et les ajustements glissants ont des applications différentes en fonction de l’importance de la restriction requise, des tolérances impliquées et des matériaux de l’arbre et de l’orifice. Dans cet article, nous examinerons plus en détail ce que sont ces ajustements, comment ils sont réalisés et les principales différences entre eux, afin de vous permettre de mieux comprendre les ajustements et leur utilisation dans les processus de fabrication et d’assemblage.
2. Qu’est-ce qu’un ajustement serré ?
Un ajustement serré est un type d’ajustement interférentiel dans lequel l’une des pièces (généralement un arbre ou une goupille) a une dimension légèrement supérieure à celle du trou ou de l’ouverture dans lequel elle doit être insérée. L’ajustement est suffisamment serré pour que les pièces soient forcées l’une contre l’autre afin de créer un ajustement sous pression, ou « interféré », entre elles.
Il en résulte une déformation des matériaux concernés, ce qui permet d’obtenir une liaison mécanique solide. L’ajustement serré est un type d’ajustement. Ce type d’ajustement est utilisé dans les applications où le joint doit être permanent ou présenter une bonne résistance aux interférences. Il s’agit notamment de l’installation de roulements et de tout ce qui concerne le montage d’un engrenage sur un arbre.
3. Comment calculer la force d’emmanchement ?
Calculer la force d’emmanchement La force d’emmanchement est définie comme la force nécessaire pour emmancher un composant dans un trou et obtenir un emmanchement serré. La force est généralement calculée à partir de l’interférence (différence entre les dimensions des pièces) et des propriétés du matériau (élasticité, dureté, etc.).
La force d’emmanchement peut être calculée à l’aide de la formule suivante :
Où ?
- F est la force d’emmanchement.
- d est le diamètre de la plus petite partie (l’arbre).
- D est le diamètre de la partie la plus grande (le trou).
- h est la hauteur ou la longueur de la surface d’adaptation.
- E est le module d’élasticité du matériau.
- L est la longueur de la zone d’interférence.
En termes plus simples, le calcul de la force d’emmanchement dépend de la différence de taille entre les deux pièces (l’interférence), de la géométrie des pièces et des propriétés des matériaux.
4. Comment obtient-on un ajustement à la presse ?
Les mesures prises pour créer un ajustement de la presse sont les suivantes :
- Sélectionnez l’interférence requise : Il s’agit de la différence entre les dimensions de la pièce. L’interférence doit être choisie en fonction de la résistance requise et de l’application.
- Force : La grande pièce est pressée dans la petite à l’aide d’une presse ou d’un dispositif similaire. La force exerce une légère flexion sur les matériaux, ce qui permet d’obtenir un ajustement parfait.
- Respecter les tolérances : Le fabricant a veillé à respecter les tolérances applicables à cette coupe et à cette résistance, en s’orientant vers une interférence correcte afin que la tenue de la coupe soit maintenue.
Pour que l’emmanchement soit réussi, il faut que l’interférence entre les forces de traction soit juste suffisante pour créer une zone déformée, ce qui permet d’obtenir un joint sûr et permanent.
5. Qu’est-ce qu’un ajustement par glissement ?
Contrairement à l’ajustement serré, l’ajustement glissant est un type d’ajustement où les tailles des deux pièces sont suffisamment proches pour éviter toute interférence. En d’autres termes, le trou est un peu plus grand que l’arbre, de sorte que l’arbre peut glisser librement dans le trou.
Un ajustement glissant empêche l’utilisation d’une force significative pour ajuster les pièces l’une à l’autre, c’est pourquoi les ajustements glissants sont souvent utilisés lorsque les pièces sont assemblées et/ou désassemblées fréquemment. Ces ajustements conviennent à des applications telles que les roulements, dans lesquelles les composants doivent glisser ou tourner avec peu de frottement ou un engagement serré.
6. Comment s’effectue l’ajustement du glissement ?
L’arbre et le trou sont usinés si près l’un de l’autre qu’ils s’emboîtent l’un dans l’autre au moindre mouvement. L’ajustement glissant peut être obtenu de la manière suivante :
- Choisir les tolérances appropriées : Les largeurs usinées des deux parties conduisent à un espace minuscule et contrôlé entre l’arbre et le trou. Le jeu doit être suffisant pour permettre un déplacement en douceur pendant le fonctionnement, sans glissement.
- Assemblage simple : Par rapport à l’ajustement à la presse, aucune force importante n’est nécessaire pour assembler les pièces. Elles peuvent être insérées à la main ou avec un peu d’aide mécanique.
- Vérifier l’étanchéité : L’espace doit être suffisamment large pour que les raccords flexibles ne se coincent pas ou ne s’usent pas trop, mais aussi pour qu’ils soient fonctionnels.
Les ajustements par glissement nécessitent généralement moins de force que les ajustements par pression, et aucun outil spécial n’est nécessaire pour assembler les composants.
7. Ajustement par pression et ajustement par glissement : Une comparaison détaillée
| Fonctionnalité | Presser pour ajuster | Slip Fit |
| Définition | Un ajustement serré avec des tolérances étroites. | Un ajustement par jeu où les pièces peuvent se déplacer librement. |
| Processus d’assemblage | L’assemblage nécessite de la force, généralement par l’intermédiaire d’une presse. | Les pièces glissent ou se mettent en place sans force. |
| Obligation mécanique | Assure une connexion solide et permanente. | Pas de liaison permanente ; permet le mouvement. |
| Tolérances | Tolérances serrées avec un jeu minimal. | Espace plus important entre les pièces. |
| Cas d’utilisation | Roulements, engrenages et arbres dans les systèmes mécaniques. | Roulements, poulies et composants rotatifs. |
| Facilité de démontage | Difficile à démonter sans endommager les pièces. | Facilement démontable et ajustable. |
| Friction | Frottement plus élevé en raison de l’ajustement serré. | Faible frottement, permettant une rotation ou un glissement en douceur. |
| Application | Utilisé lorsque des pièces doivent rester en place. | Utilisé lorsque des pièces doivent se déplacer librement ou tourner. |
10 FAQ critiques pour des solutions d’assemblage optimales
1. Quelle est la différence fondamentale entre l’ajustement serré et l’ajustement glissant ?
- Press Fit : Cette méthode utilise l’interférence (une tige légèrement plus grande que le trou) pour créer un lien étanche et permanent. Elle est courante dans les applications soumises à de fortes contraintes (par exemple, les roulements dans les moyeux automobiles).
- Slip Fit : Ce type repose sur le clearance (l’arbre est plus petit que l’alésage) pour un assemblage/démontage aisé. C’est la solution idéale, le clearance devant être spécifié explicitement. pour les pièces réglables (par exemple, les engrenages sur les arbres).
2. Quand dois-je choisir l’ajustement serré plutôt que l’ajustement glissant ?
Optez pour la coupe pressée quand :
- La durabilité est essentielle (par exemple, les composants du moteur).
- La résistance aux vibrations est requise (par exemple, assemblages aérospatiaux).
- Aucun mouvement n’est autorisé (par exemple, raccords hydrauliques).
3. Quels sont les principaux inconvénients de l’ajustement serré ?
- Contrainte élevée : Peut déformer les matériaux plus souples (par exemple, l’aluminium).
- Difficultés de démontage : Les composants sont souvent endommagés.
- Tolérances plus étroites : Nécessite un usinage de précision (±0,005 mm).
4. Quels sont les matériaux qui conviennent le mieux aux assemblages par emboîtement ?
- Métaux : Acier inoxydable, laiton (faible frottement).
- Polymères : Delrin, PTFE (autolubrifiant).
- Revêtements : Anodisation ou Téflon pour réduire l’usure.
5. Comment calculer l’interférence optimale pour un ajustement à la presse ?
Utiliser la formule :
Interférence=0,001×Diamètre de l’arbre (mm)Interférence=0,001×Diamètre de l’arbre (mm)
Exemple : Un arbre de 50 mm nécessite une interférence de 0,05 mm. Valider par FEA ou par des tests empiriques.
6. Quelles sont les industries qui utilisent couramment l’ajustement serré par rapport à l’ajustement glissant ?
- Ajustement à la presse : Automobile (roulements de roue), pompes industrielles, robotique.
- Slip Fit : Électronique grand public (supports de circuits imprimés), dispositifs médicaux (articulations réglables), systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation.
7. Comment les changements de température affectent-ils les assemblages par emboîtement et par glissement ?
- Ajustement serré : La dilatation thermique peut augmenter les contraintes (par exemple, un arbre en acier dans un boîtier en aluminium).
- Ajustement par glissement : L’espace libre permet un mouvement thermique (essentiel dans les environnements à haute température comme les moteurs).
8. L’ajustement glissant peut-il être converti en ajustement serré après l’assemblage ?
Oui, en utilisant :
- Adhésifs : Loctite pour les collages semi-permanents.
- Déformation : Rétreint ou sertissage de l’arbre. Remarque : cela peut compromettre la fiabilité à long terme.
9. Quelles sont les méthodes de contrôle de la qualité qui garantissent une bonne performance de l’emboîtement à la presse et de l’emboîtement glissant ?
- Jauges CMM/Go-No Go : Vérifier les tolérances.
- Essai de traction : S’assurer que l’ajustement à la presse est conforme à la force de rétention requise (par exemple, >500 N).
- Inspection du lubrifiant : Pour les ajustements glissants, vérifier l’application correcte (par exemple, graisse de silicone).
10. Comment évaluer la capacité d’un fournisseur à réaliser des assemblages par pressage/glissage ?
Demandez aux fournisseurs :
- Contrôle de la tolérance : Peut-on usiner à ±0,005 mm ?
- Expertise en matière de matériaux : Expérience avec vos alliages/polymères spécifiques.
- Protocoles d’essai : Fournissent-ils des rapports d’analyse par éléments finis ou des essais par lots ?
8. Conclusion
Il est essentiel de comprendre la différence entre l’ajustement serré et l’ajustement glissant pour choisir la méthode appropriée à votre processus de fabrication ou d’assemblage. Les ajustements serrés assurent une connexion permanente et sûre, ce qui les rend idéaux pour les applications nécessitant une résistance et une stabilité élevées. En revanche, les ajustements glissants permettent aux pièces de se déplacer librement l’une dans l’autre, offrant ainsi flexibilité et facilité d’assemblage ou de désassemblage.
Les deux types d’ajustement présentent des avantages distincts et le choix entre les deux dépend de facteurs tels que la résistance requise, le mouvement, la facilité d’assemblage et les propriétés des matériaux. En choisissant le bon type d’ajustement, les fabricants peuvent s’assurer que leurs pièces fonctionnent de manière optimale dans les applications auxquelles elles sont destinées.
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