Les produits manufacturés tels que les moteurs, les transmissions, les machines à commande numérique, les systèmes de convoyage et bien d’autres encore sont composés de différents éléments qui se glissent ou s’ajustent les uns aux autres. Ils fonctionnent donc correctement et remplissent leur fonction première. Toutefois, si l’on y réfléchit bien, les produits manufacturés font l’objet de processus complexes avant d’être utilisés. Il s’agit notamment de comprendre le terme d’ingénierie mécanique appelé “ajustement” et ses différents types.
Dans cet article, nous verrons ce qu’est l’ajustement, ses différents types, ses applications et les termes connexes qui vous aideront à bien comprendre le sujet. Cet article vous aidera également à trouver le bon ajustement pour votre projet. Poursuivez votre lecture !
Qu'est-ce que Fit ?
Dans le domaine de l’ingénierie, le terme “ajustement” fait référence à la relation entre deux parties de composants qui s’accouplent afin de remplir leur fonction spécifique.
Il fait également référence à la manière dont ces composants sont censés s’adapter l’un à l’autre en ce qui concerne leurs jeux, leurs tolérances et leurs dimensions.
L’ajustement technique détermine le niveau de jeu ou d’étanchéité de l’assemblage des composants.
Importance de la compréhension de l'adéquation
L’ajustement technique est crucial dans les processus de fabrication et de conception, car il détermine le jeu de la pièce à assembler en fonction des exigences de taille.
Le choix du bon ajustement permet une rotation aisée de l’arbre à travers le trou. L’ajustement est donc nécessaire pour garantir que les pièces sont assemblées correctement et fonctionnent comme prévu.
Ajustements et tolérances
Lorsqu’il s’agit d’identifier l’assemblage d’un composant, les ajustements et les tolérances sont les éléments les plus courants qui vont de pair. La compréhension de ces deux termes peut donc être un facteur de réussite de l’assemblage d’un composant.
La tolérance désigne la distance entre la taille minimale et la taille maximale. Elle est généralement caractérisée par une valeur positive et un nombre sans signe.
Grades de tolérance
Les classes de tolérance sont utilisées pour indiquer le niveau de précision de chaque composant ou pièce. En général, il existe un total de 18 classes de tolérance utilisées en ingénierie. Cela inclut ce qui suit :
IT01, IT0, IT1, IT2, IT3 et IT4 : Ces classes de tolérance sont utilisées pour la fabrication d’instruments de mesure, de jauges à bouchon, de jauges, et plus encore.
IT5, IT6 et IT7 : Communément utilisés pour des ajustements dans des besoins en ingénierie de précision.
IT8, IT9, IT10, IT11 : Ces classes de tolérance sont utilisées pour l’ingénierie générale.
IT12, IT13, IT14 : Classes de tolérance typiquement utilisées pour la fabrication de pièces de tôlerie ou de travail de tôlerie.
IT15 et IT16 : Utilisés pour différents processus incluant la coupe générale et le travail de moulage.
La base de l'ajustement : le système de trous et d'arbres
Le système de trous et d’arbres sert de base à la définition des ajustements techniques. Il joue un rôle crucial en garantissant que les composants s’emboîtent correctement. Ce système implique la relation entre le trou et l’arbre.
Dans le système de base des trous, la taille du trou est maintenue constante et le diamètre de l’arbre est modifié pour obtenir les différents types d’ajustements. Dans ce système, l’écart inférieur du trou est égal à zéro. La limite supérieure du trou et les deux limites de l’arbre sont ensuite modifiées pour obtenir le type d’ajustement souhaité.
Pour le système de base de l’arbre, la taille de l’arbre est maintenue constante et la taille du trou est modifiée pour obtenir l’ajustement souhaité. L’écart supérieur de l’arbre est égal à zéro.
Pourquoi le système de base par trou est-il plus utilisé que le système de base par arbre ?
Les trous sont généralement réalisés à l’aide de différentes méthodes telles que le brochage, l’alésage, le perçage, etc. Les arbres, quant à eux, sont généralement rectifiés ou tournés.
Lorsque vous utilisez un système d’arbre comme base pour obtenir le type d’ajustement ou spécifier une unité de dimension, il vous faudra différents trous de différentes tailles. Cela nécessitera également de nombreux outils, ce qui augmentera le coût de production.
En revanche, l’utilisation du système de trous comme base pour obtenir l’ajustement ne nécessitera qu’un seul outil pour créer le trou. Cela permet également d’usiner facilement l’arbre en différentes tailles. Le coût de production s’en trouve donc réduit. C’est pourquoi le système de base des trous est largement utilisé par rapport au système de base des arbres.
Trou et arbre : Leurs limites minimales et maximales
Les trous et les arbres ont tous deux une limite maximale et une limite minimale. Les limites minimales et maximales des trous et des arbres sont définies dans une fourchette appelée tolérance.
La limite minimale correspond au diamètre minimal ou à la taille réelle de l’arbre. D’autre part, la limite maximale fait également référence au plus grand diamètre ou à la plus grande dimension admissible de l’arbre.
En outre, la limite minimale du trou est le plus petit diamètre ou la plus petite dimension admissible. La limite maximale est le plus grand diamètre ou la plus grande dimension admissible du trou.
Il est important de noter que la limite minimale n’est pas inférieure ou que la limite maximale n’excède pas la taille nécessaire à la fonction prévue.
Comment nommer les différents types d'ajustements utilisés en ingénierie ?
Il est important de savoir comment les garnitures sont nommées pour choisir la bonne garniture pour votre produit.
L’Organisation internationale de normalisation indique qu’un ajustement particulier est nommé à l’aide d’un code alphanumérique qui indique également sa tolérance. La partie alphabétique indique le code de l’arbre ou du trou. Le code du trou est indiqué par une lettre majuscule tandis que celui de l’arbre est indiqué par une lettre minuscule. Prenons l’exemple de ce code : H7/h6
*H7 est la plage de tolérance du trou
*h6 est la plage de tolérance de l’arbre
Ce codage permet aux ingénieurs et aux concepteurs de distinguer la taille supérieure ou inférieure du trou et de l’arbre.
Différents types d'ajustement
- Ajustement de l'encombrement
- Interférence Fit
- Transition Fit
L’ajustement radial fait référence aux composants qui ont un mouvement libre ou un ajustement lâche. Par conséquent, cet ajustement est utilisé pour concevoir un produit nécessitant des composants pouvant être facilement insérés et retirés.
Dans ce type d’ajustement, l’arbre est plus petit par rapport au trou. Par conséquent, l’arbre peut coulisser et tourner rapidement à l’intérieur du trou.
L’ajustement radial est également subdivisé en 6 ajustements en fonction de leur ampleur. Il comprend les éléments suivants :
Ajustement coulissant
L’arbre et le trou ont presque aucun jeu mais offrent plus de précision et d’exactitude. Ainsi, les pièces avec ajustement coulissant peuvent être insérées et tournées librement.
Exemple de composants avec ajustement coulissant :
- Engrenages coulissants
- Assemblages automobiles
- Clapets coulissants
- Disques d’embrayage
- Guidage des arbres
- Broche du contre-pointe
- Pièces de machine-outil, et plus encore.
Ajustement de jeu de position
L’ajustement de jeu de position présente également un jeu minimal pour les applications nécessitant une grande précision. Les pièces avec un ajustement de jeu de position peuvent être lubrifiées pour tourner et coulisser facilement sans exercer de force.
Exemple de composants avec un ajustement de jeu de position :
- Guidage des arbres
- Guides à rouleaux
Ajustement en marche
L’ajustement en marche a généralement un jeu important où l’arbre peut tourner à l’intérieur du trou à une vitesse modérée. Il implique également une forte pression du journal et de grandes variations de température. Ainsi, il convient aux applications où la précision n’est pas la principale exigence.
Exemple de composants avec ajustement en marche :
- Engrenages
- Accouplements
Ajustement de course serré
Les ajustements de course serrée sont applicables aux applications qui nécessitent uniquement un petit jeu en termes de précision.
Ajustement de course lâche
L’ajustement de course lâche présente le plus grand jeu parmi les types d’ajustements radiaux. En raison de cela, les pièces peuvent tourner à une vitesse plus élevée. Cela le rend adapté aux applications où la précision n’est pas nécessaire.
Exemple de composant avec ajustement de course lâche :
- Loquets
- Pivots
- Chauffage
- Pièces affectées par la contamination et la corrosion
Ajustement de course libre
Lorsque l’arbre et le trou ont un petit jeu, on parle d’ajustement de course libre. Il est utilisé pour les composants avec des mouvements lents réguliers ou non réguliers nécessitant peu de précision.
Exemple de composants avec ajustement de course libre :
- Piston
L’ajustement serré est également connu sous le nom d’ajustement par friction ou d’ajustement par pression, qui est plus serré que l’ajustement de jeu. En général, dans un ajustement serré, la taille du trou est plus petite que la taille de l’arbre.
Par conséquent, réaliser un ajustement entre deux composants nécessite une force élevée pour les pousser ensemble. L’assemblage et le désassemblage des composants avec un ajustement serré utilisent différentes méthodes telles que le marteau ou la presse hydraulique.
Vous pouvez également chauffer le trou, y insérer l’arbre, puis le laisser refroidir. Une fois refroidis, le trou et l’arbre vont se contracter ensemble, créant un ajustement serré.
L’ajustement serré comporte trois variantes différentes, notamment :
Ajustement par pression ou ajustement serré
L’assemblage de composants avec un ajustement par pression se fait par pressage à froid. Il ne nécessite donc qu’une interférence minimale.
Exemple de composant avec un ajustement par pression :
- Poulie étagée d’un convoyeur
- Rectification cylindrique d’une machine
Ajustement par emmanchement
L’ajustement par emmanchement nécessite plus d’interférence par rapport à l’ajustement par pression, le rendant plus fiable. Les composants peuvent être assemblés en utilisant la forge à chaud ou à froid pour garantir une force supérieure.
Exemple de composants avec un ajustement par emmanchement :
- Arbres
- Engrenages
- Bagues
Ajustement par force
Avec l’ajustement par force, l’assemblage de deux composants nécessite une interférence plus élevée et une force externe. Le trou sera chauffé à une très haute température pour insérer l’arbre.
Exemple de composant avec un ajustement par force :
- Engrenages
- Arbres
Le jeu ajusté de transition ou le jeu serré/enfoncé se situe entre le jeu libre et le jeu serré. Ainsi, en faisant un choix approprié pour les applications où la précision est la principale exigence. Comparé au jeu serré, le jeu de transition a tendance à avoir plus de jeu, mais pas assez pour permettre un mouvement conjoint.
Dans ce système d’ajustement, l’arbre est plus épais que le trou. Par conséquent, les composants avec un jeu de transition peuvent être assemblés les uns aux autres en n’utilisant qu’une pression minimale.
Ce jeu est un choix parfait pour l’alignement des composants appariés nécessitant une grande précision.
Le jeu de transition comporte également deux catégories, y compris :
Ajustement similaire
Il a très peu de jeu libre et de jeu serré. Ainsi, l’assemblage peut être réalisé en utilisant un maillet en caoutchouc.
Exemple de composants avec un ajustement similaire :
- Engrenages
- Moyeux
- Poulies
- Roulement
- Goupille cylindrique
- Bague de calibrage
Ajustement fixe
Cet ajustement a un très petit jeu libre et ne nécessite qu’une interférence minimale. Les composants peuvent être assemblés et désassemblés avec une force légère.
Exemple de composants avec un ajustement fixe :
- Bagues d’entraînement
- Armatures
- Bouchons
Obtenir des Tolérances Dimensionnelles pour les Ajustements
La tolérance est un facteur crucial pour garantir un ajustement précis et correct. Cependant, il est très habile et complexe de produire les éléments d’assemblage dans la tolérance nécessaire.
La GD&T fixe une limite de tolérance qui est acceptable par rapport à la géométrie réelle. Par conséquent, les fabricants et les fabricants doivent produire les composants en respectant cette limite.
Pour atteindre la limite, les fabricants peuvent utiliser plusieurs méthodes, notamment :
Usinage CNC
Les machines de précision CNC peuvent fournir une précision allant jusqu’à +/-0,001 mm. Par conséquent, les fabricants peuvent fabriquer des composants avec une grande précision en utilisant des dispositifs et des outils appropriés.
Rectification
La rectification est une solution idéale pour les machinistes qui souhaitent produire des composants avec une ultra-précision. En raison de sa précision de +/-0,25 microns, la rectification est largement utilisée pour les applications avec ajustement par interference.
Alésage
L’alésage est largement utilisé pour le processus de perçage. Cela peut retirer des matériaux très minces, ce qui peut certainement fournir des trous qui se trouvent dans la plage de tolérance requise pour chaque ajustement.
Choisir le Bon Ajustement d’Ingénierie pour Votre Projet
Ci-dessous se trouvent les différents facteurs que vous devriez considérer avant de choisir un ajustement pour votre projet.
Application
Chaque ajustement d’ingénierie a sa fonction et son but spécifiques. Ainsi, vous pouvez décider quel ajustement choisir en fonction de vos exigences. Vous pouvez considérer la fonction, la tolérance et la précision de votre projet avant de choisir un ajustement.
Budget
Les ajustements d’ingénierie avec des tolérances plus strictes sont plus susceptibles d’être chers. Par conséquent, avant de décider, vous devriez également tenir compte de votre gamme budgétaire. Nous vous recommandons de choisir un ajustement qui vous fournira la tolérance dimensionnelle correcte requise par votre projet pour fonctionner.
Tolérance
Voulez-vous que votre pièce tourne en cercle complet ou soit serrée ? Répondre à cette question peut vous aider à décider de quel ajustement choisir. De plus, comprendre le concept de tolérance et être spécifique dans votre demande peut également vous aider à choisir le bon ajustement pour votre projet.
Conclusion
Comme discuté dans cet article, divers facteurs sont liés à la compréhension des différents types d’ajustements. Clairement, en apprenant sur les ajustements, comment ils fonctionnent et leurs applications vous aidera à produire des composants précis. Appliquer vos connaissances de cet article vous aidera également à choisir le bon ajustement pour votre application.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la meilleure solution pour votre projet, nous chez KDM serons ravis de vous assister.