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Calculateur de filetage et de diamètre de foret d'avant-trou

Sélectionnez le bon diamètre de perçage pour tout trou taraudé. Prend en compte la méthode de taraudage, le matériau de la pièce, l’engagement de filet visé et les exigences de profondeur pour les trous borgnes.

Méthode de taraudage i
% d'engagement du filet visé i
65%
Standard 75 %
50 % (alliages durs) 85 % (alliages tendres/plastiques)
Type de trou
mm
Synchronisé avec la profondeur d'engagement minimale, modifiez pour remplacer
Diamètre théorique du foret d'avant-trou Diam. foret d'avant-trou
- Diamètre exact selon la formule ISO 68-1 / ASME B1.1
Foret standard recommandé Foret standard
- -
Min. Engagement du filet Min. Engagement
- -
Engagement réel du filet Engagement réel
- Engagement produit par le foret standard recommandé

Vue en coupe de la paroi du trou percé par rapport à la crête complète du filet. La zone grisée représente la matière engagée dans le filet

Métal de la pièce Matière engagée Paroi du trou percé Limite théorique de crête à 100 %
Tableaux de référence et téléchargements
Tableau des forets d'avant-trou métriques
Guide de conception : engagement du filet
Référence de perçage UNC / UNF
Aide-mémoire DFM : trous borgnes

Notes de conception pour la fabricabilité

La règle des 75 % d'engagement

Passer de 60 % à 100 % d’engagement du filet augmente la résistance à la traction de l’assemblage de moins de 5 %. Le couple de taraudage, en revanche, augmente de plus de 200 %. Pour la plupart des applications, 65 % dans les alliages durs et 75 % dans les métaux ductiles offrent le meilleur compromis entre fiabilité de l’assemblage et longévité du taraud.

Stratégie de taraudage des alliages durs

Dans les matériaux résistants comme le titane Grade 5 et l’inox 316, l’arrachement du filetage est rarement le mode de défaillance. La défaillance survient d’abord au niveau de la vis ou de la surface d’appui. Fixer l’engagement entre 60 et 65 % réduit les efforts de coupe, prolonge la durée de vie de l’outil et produit des filets plus propres, sans compromettre la performance de l’assemblage.

Profondeur des trous borgnes : la règle des 6x le pas

Les tarauds standard du commerce comportent 3 à 5 filets incomplets sur la partie conique d’attaque avant que le profil complet du filetage ne commence. Sans dégagement suffisant au fond d’un trou borgne, le taraud touche le fond avant d’atteindre la profondeur de filetage requise. Percez toujours à : profondeur de filetage + 6x le pas. Indiquez explicitement la profondeur requise sur les plans.

FAQ : Foire aux questions

Quelle formule ce calculateur utilise-t-il pour les filetages métriques ISO ?

caret

Pour les tarauds coupants : D = d_nominal – (1,082531 x P x % / 100)

Pour les tarauds formeurs à froid : D = d_nominal – (0,5 x P x % / 100)

La constante 1,082531 est dérivée du profil de base ISO 68-1 : elle correspond au double de la profondeur théorique d’engagement du filetage intérieur, 5H/8, où H = 0,86603P.

Comment la formule change-t-elle pour les filetages unifiés en pouces (UNC/UNF) ?

caret

La même relation géométrique s’applique, en remplaçant le pas par le nombre de filets par pouce (TPI).

Coupe : D = d – (1,082531 x %) / (100 x TPI)

Formage à froid : D = d – (0,5 x %) / (100 x TPI)

Le pas en pouces étant égal à 1/TPI, ces formules sont mathématiquement identiques à la version métrique et aboutissent au même ratio de profondeur d’engagement défini par l’ASME B1.1. Exécutez les deux normes côte à côte dans ce calculateur pour vérifier une cote convertie avant sa diffusion en atelier.

Pourquoi le calculateur recommande-t-il un engagement plus faible pour les alliages durs ?

caret

Dans les alliages durs, la casse du taraud est le mode de défaillance dominant, et non l’arrachement du filetage. Un engagement supérieur à 65 % ajoute un couple disproportionné pour un gain de résistance négligeable.

% d’engagement

Résistance à la traction (vs 100 %)

Couple de taraudage (vs 100 %)

Mode de défaillance à ce niveau

50% 91% 48%

Risque de casse du taraud si le matériau s’écrouit

55% 94% 56%

Sûr pour le titane Grade 5, l’inox 316

60% 96% 64%

Seuil minimal recommandé pour les alliages durs

65% 98% 70%

Valeur standard recommandée pour les alliages durs

75%

100 % (référence)

100 % (référence)

Valeur par défaut, métaux ductiles uniquement

85% 100.5% 142%

Aucun gain de résistance, risque de casse élevé

Qu'est-ce que la règle des 6x le pas pour la conception des trous borgnes ?

caret

Les tarauds standard comportent 3 à 5 filets à profil incomplet à la pointe, appelés le cône d’attaque. Si la profondeur du trou correspond exactement à la profondeur de filetage requise, le cône d’attaque touche le fond avant que le filet ne soit entièrement formé. Ajouter 6x le pas à la profondeur de perçage permet de dégager le cône d’attaque et l’accumulation de copeaux, et offre une marge de sécurité contre le contact de l’outil avec le fond du trou.

Indiquez explicitement cette profondeur étendue sur le plan technique plutôt que de la laisser à l’interprétation de l’atelier, et vérifiez le jeu du diamètre de noyau obtenu par rapport à la tolérance cumulée de la pièce à l’aide des tolérances générales ISO 2768 lorsque le trou se situe près d’une paroi critique.

Quand utiliser le taraudage par formage à froid plutôt qu'un taraud coupant ?

caret

Le taraudage par formage à froid convient aux métaux ductiles ayant un allongement supérieur à 12 %, notamment les alliages d’aluminium, le laiton, l’acier doux et le cuivre. Les avantages incluent l’absence d’évacuation de copeaux, une surface de filet écrouie à résistance à la fatigue améliorée, et une durée de vie de taraud plus longue.

Les tarauds formeurs ne conviennent pas aux alliages durs, aux métaux moulés ni aux plastiques techniques, ces matériaux manquant de la plasticité nécessaire pour déplacer la matière dans le profil du filet plutôt que de la couper. L’avant-trou est plus grand que pour un taraud coupant de même diamètre nominal ; ce calculateur ajuste automatiquement le perçage recommandé lorsque « Formage à froid / Roulage » est sélectionné.

Quelle est la différence entre le diamètre théorique du foret d'avant-trou et le foret standard recommandé ?

caret

Le diamètre théorique du foret d’avant-trou est la valeur exacte calculée selon la formule ISO 68-1 ou ASME B1.1, pour le pourcentage d’engagement visé. Cette valeur correspond rarement à un foret standard du commerce.

Le foret standard recommandé est le diamètre commercial le plus proche, issu de la série métrique ISO standard (0,70 mm à 80,00 mm) ou de la série impériale (jauges numérotées, lettres et fractions de pouce).

La carte Engagement réel du filet indique le pourcentage d’engagement réellement produit par ce foret standard une fois l’arrondi appliqué ; c’est cette valeur qu’il faut reporter sur le plan de production, et non la valeur théorique.

Quel est l'effet réel du pourcentage d'engagement du filet sur la résistance de l'assemblage ?

caret

La valeur par défaut de 75 % est un chiffre historique conservateur issu des applications générales en acier et en aluminium, et non une limite physique stricte.

% d’engagement

Capacité de traction (relative)

Gain marginal / palier 5 %

Couple de taraudage (relatif)

Risque de casse du taraud

50% 87% 44%

Faible

55% 91% +4% 52%

Faible

60% 94% +3% 60%

Faible

65% 97% +3% 70%

Modérée

70% 99% +2% 84% Modérée
75% 100% +1% 100%

Accrue

80% 100.3% +0.3% 122%

Élevée

85% 100.5% +0.2% 148%

Élevée

Pour les assemblages critiques du point de vue de la fixation, dimensionnez l’engagement cible à partir de la section résistante réelle de la vis dans le calculateur d’assemblages boulonnés, plutôt que d’utiliser 75 % par défaut.

Pourquoi l'avant-trou est-il plus grand pour les tarauds formeurs que pour les tarauds coupants ?

caret

Un taraud coupant enlève de la matière pour former le profil du filet ; l’avant-trou doit donc simplement dégager le diamètre de noyau du taraud. Un taraud formeur déplace la matière radialement vers l’extérieur pour former le filet, sans en enlever ; l’avant-trou doit donc être proche du diamètre sur flancs final, faute de quoi la matière déplacée n’a nulle part où aller.

Un avant-trou sous-dimensionné pour un taraud formeur fait grimper le couple de façon spectaculaire et constitue la principale cause de casse des tarauds formeurs en production. L’ajustement automatique de l’avant-trou de ce calculateur pour la sélection « Formage à froid / Roulage » a précisément pour but d’éviter cette erreur.

Pourquoi le calculateur ne renvoie-t-il pas un diamètre identique au tableau standard des forets d'avant-trou affiché dans mon atelier ?

caret

La plupart des tableaux de forets d’avant-trou imprimés se basent sur un seul pourcentage d’engagement fixe, généralement 75 %, et arrondissent au diamètre fractionnaire ou métrique courant le plus proche, sans montrer le calcul sous-jacent.

Ce calculateur commence par calculer le diamètre théorique pour le pourcentage d’engagement spécifié, puis le fait correspondre séparément au foret standard le plus proche ; tout écart par rapport à 75 % ou tout choix de matériau non standard fera donc dévier la valeur recommandée par rapport à un tableau mural générique. Considérez le tableau mural comme un cas particulier de ce calculateur, correspondant à un engagement de 75 %, et non comme une source contradictoire.

Puis-je utiliser ce calculateur pour des filetages dans des pièces en plastique ou en composite ?

caret

Classe de matériau

Type de taraud

% d’engagement

Allongement au fond du filet

Pourquoi

Métaux ductiles (Al 6061, laiton, acier doux)

Coupant ou formeur 65-75% >12%

La plasticité du matériau permet le taraudage par formage

Alliages durs (inox, titane, acier à outils)

Taraud coupant uniquement

50-65% 2-8%

Ductilité insuffisante pour le taraudage par formage

Plastiques techniques (Delrin, nylon, PEEK)

Taraud coupant uniquement

50-60%

< 2 % au fond du filet

Fissure sous déplacement radial

Composites chargés (fibres de verre/carbone)

Taraud coupant uniquement

45-55% <1%

Arrachement des fibres sous la charge du taraud formeur

Les plastiques techniques se comportent davantage comme des alliages durs que comme des métaux ductiles : leur allongement minimal au fond du filet les rend sujets à la fissuration sous le déplacement du formage à froid. Évitez le formage à froid / roulage pour les thermoplastiques ou les composites chargés, quel que soit le pourcentage saisi.

Le champ de profondeur de filetage souhaitée prend-il automatiquement en compte la longueur du cône d'attaque du taraud ?

caret

Oui, tant que le champ reste synchronisé avec la valeur par défaut du calculateur. La valeur de profondeur se met à jour automatiquement selon la profondeur d’engagement minimale, plus le dégagement de cône approprié, dès que vous modifiez la taille du filetage, le type de taraud ou le type de trou.

Si vous modifiez manuellement le champ de profondeur, le calculateur le signale comme valeur personnalisée et arrête la synchronisation automatique, car vous imposez alors une exigence spécifique d’atelier ou de plan qui ne doit pas être recalculée silencieusement.

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