Types d'ajustements : comment choisir les bons ajustements en ingénierie

La plupart des produits d'ingénierie sont synchronisés entre deux ou plusieurs composants qui s'emboîtent ou se glissent les uns sur les autres pour assurer leurs fonctions principales. Cependant, pour y parvenir, il faut comprendre les ajustements et les différents types d'ajustements utilisés en génie mécanique.

Cet article explorerait quels sont les différents types d'ajustements. Cela concernera les différents types d'ajustements que vous pouvez utiliser lors de la conception de vos produits. Il présentera également comment vous pouvez choisir le bon. Plongeons dedans.

Qu'est-ce qu'un ajustement ?

Les produits d'ingénierie se présentent parfois sous la forme de composants qui doivent glisser ou se presser les uns contre les autres pour remplir leurs fonctions. Par conséquent, un ajustement est utilisé pour décrire ces relations dimensionnelles entre les composants. Il est utilisé pour déterminer si les composants sont desserrés ou serrés, ce qui contribue à la propriété de glissement ou de pression. Comprendre ce qu'est un ajustement vient avec la compréhension de certains termes, qui sont expliqués ci-dessous.

Le système de base du trou et de l'arbre

Les ajustements sont basés sur l'arbre ou sur le trou. Un trou est une caractéristique interne d'un composant qui est cylindrique ou non, tandis qu'un arbre est une caractéristique externe d'un composant qui est cylindrique ou non.

La taille du trou est maintenue constante pour un système à base de trou tandis que l'arbre est modifié pour obtenir la tolérance d'ajustement souhaitée. L'inverse est vrai pour les systèmes à base d'arbre où la taille de l'arbre est constante et la taille du trou est modifiée pour déterminer l'ajustement.

Notez que Services de tournage CNC est une méthode d'usinage de précision qui peut fabriquer des arbres avec des mesures spécifiques, ce qui facilite l'obtention des ajustements souhaités.

Ajustements et tolérances

Les ajustements et les tolérances vont de pair pour déterminer l'assemblage des composants d'un produit. Par conséquent, la compréhension de ces deux concepts jouera un rôle essentiel dans un assemblage réussi. La tolérance est la différence entre la taille maximale et la taille minimale. Elle a une valeur positive et est représentée par un nombre sans signe. Le dimensionnement et la tolérance géométriques (GD&T) fournissent un langage normalisé pour spécifier les tolérances et garantir que les pièces répondent aux exigences fonctionnelles. Le GD&T utilise des symboles pour communiquer les zones de tolérance, les références et d'autres caractéristiques géométriques.

Comment nommer différents types d'ajustement en génie mécanique

Comprendre comment ils nomment les différents types d'ajustements est très important car cela aide à sélectionner les bons types d'ajustements pour assembler un produit.

Selon les normes internationales telles que la norme ISO 286 et la norme similaire ANSI B4.1, le code alphanumérique désigne un ajustement particulier et indique la tolérance de l'ajustement. La partie alphabétique du code correspond au trou ou à l'arbre.

Un code avec une lettre majuscule correspond au trou, tandis qu'un code avec une lettre minuscule correspond à l'arbre. Par exemple, en fonction de la lettre utilisée, H7/h6 est une plage de tolérance pour le trou (H7) et l'arbre (h6), respectivement. Ce code permettra également aux ingénieurs d'identifier les limites de taille supérieure et inférieure du trou et de l'arbre.

Types d'ajustements

Il existe différents types d'ajustement en génie mécanique et chacun est conçu pour des circonstances différentes. Selon l'ISO, il existe trois types d'ajustements différents utilisés dans la fabrication de produits.

Dégagement

D'après son nom, un ajustement avec jeu est utilisé dans les situations qui nécessitent un accouplement lâche et un libre mouvement des composants. Ils sont donc idéaux pour fabriquer des produits dont les composants doivent pouvoir s’insérer et se retirer facilement.

Les ajustements avec jeu ont un arbre plus petit que le trou. Cela se traduit par deux conditions. L'un est un jeu maximal dans lequel l'arbre a le diamètre minimal tandis que le trou a son diamètre maximal. L'autre est le jeu minimum dans lequel l'arbre est au maximum et le trou est au minimum.

Les ajustements de dégagement sont ensuite divisés en cinq catégories classées en fonction de leur degré de relâchement. Vous trouverez ci-dessous les différents types d'ajustements dans cette catégorie :

• Coupe de course ample

Il s'agit d'ajustements avec le jeu le plus grand utilisé dans les endroits où la précision n'est pas importante. Utilisé dans les applications avec un potentiel de dilatation thermique important ou lorsque les débris/contaminations constituent un problème. Exemple : axes de charnière.

• Coupe de course libre

Ces ajustements sont destinés aux situations qui nécessitent le déplacement de composants avec peu de considération pour la précision. Exemple : arbres rotatifs avec paliers lisses.

• Fermer la coupe de course

Ces ajustements sont destinés aux situations qui nécessitent un faible jeu en termes de précision. Exemple : broches de machines-outils.

• Ajustement coulissant

Ces ajustements ont une grande précision et sont destinés aux situations qui nécessitent une grande précision et un faible jeu. Par conséquent, les pièces sur lesquelles ils sont utilisés peuvent tourner et glisser librement. Exemple : engrenages, disques d'embrayage.

• Ajustement de dégagement localisé

Les ajustements avec jeu de positionnement offrent une grande précision mais ne peuvent fournir qu'un jeu minimal. Exemple : broches de positionnement de précision.

Avantages : Montage et démontage faciles, s'adapte à la dilatation thermique, permet une liberté de mouvement.

Fit interférence

Qu'est-ce qu'un ajustement serré ? Également appelé ajustement par pression ou ajustement par friction, il s'agit d'une fixation de deux composants en les poussant ensemble. La fixation s'effectue via de nombreux mécanismes, implique une force importante sur le couple et désaccouple les composants. Le mécanisme détermine également les différentes catégories d’interférences à utiliser.  

Dans le cas d'un ajustement serré, la différence entre la taille maximale de l'arbre et la taille minimale du trou correspond à l'interférence maximale. En outre, la différence entre la taille minimale de l'arbre et la taille maximale du trou correspond à l'interférence minimale.

Les ajustements avec interférence ont trois catégories :

• Appuyez sur Fit

Leur interférence est minimale car l'assemblage se fait par pressage à froid. Exemple : bagues, roulements.

• Conduite en forme

Ces assemblages présentent un ajustement serré plus prononcé que l'ajustement par pression et nécessitent une force d'assemblage plus élevée pour le pressage à froid. Exemple : engrenages, poulies.

• Ajustement forcé

L'assemblage des composants nécessite de chauffer les pièces percées et de geler l'arbre. Par conséquent, le démontage peut entraîner la rupture des pièces. Exemple : assemblages permanents dont le démontage n'est pas prévu.

Avantages : Capacité de charge élevée, transmet efficacement le couple, crée un assemblage sûr et permanent.

Ajustement de transition

Ces ajustements se situent entre les ajustements avec jeu et avec interférence et sont idéaux pour les situations dans lesquelles la précision est très importante. Par exemple, ils sont idéaux pour aligner où le composant d'accouplement doit être joint avec une extrême précision.

Les ingénieurs et les machinistes appellent également les ajustements de transition slip ou push-fit. Lorsque vous les comparez en termes de degré de jeu, ils ont un jeu plus grand qu’un ajustement serré. Cependant, le jeu n’est pas suffisant pour garantir le mouvement de l’articulation. On peut dire que les ajustements de transition fournissent un ajustement avec jeu ou avec interférence selon la situation.

L'ajustement de transition a deux formes principales :

• Coupes similaires

Il laisse un petit jeu ou crée une petite interférence et l'assemblage peut être obtenu à l'aide d'un maillet en caoutchouc. Exemple : positionnement des broches là où un alignement précis est requis.

• Ajustements fixes

Il laisse un petit jeu ou crée une petite interférence. L'assemblage est possible en utilisant une force légère. Exemple : Engrenages et poulies nécessitant un positionnement précis.

Avantages : Fournit une localisation précise avec un jeu minimal, adapté aux pièces nécessitant un alignement précis.

Comment choisir la solution adaptée à vos projets

Choisir le bon type d’ajustement pour vos projets dépend de la compréhension de plusieurs facteurs. Vous trouverez ci-dessous les facteurs importants auxquels vous devez faire attention :

Application et fonctionnalité

Comment les composants assemblés vont-ils interagir ? Nécessitent-ils une rotation libre (comme un arbre dans un roulement), une connexion solide et fixe (comme une bague pressée) ou un emplacement précis avec un mouvement minimal (comme une goupille cylindrique) ? La fonctionnalité souhaitée dicte le type d'ajustement approprié : jeu, interférence ou transition.

Exigences de charge et de contrainte

À quelles forces et à quels couples l'assemblage sera-t-il exposé pendant son fonctionnement ? Les ajustements serrés sont idéaux pour transmettre des charges et des couples élevés, tandis que les ajustements avec jeu sont mieux adaptés aux applications qui ont des exigences de charge minimales. Les ajustements de transition fournissent un positionnement précis avec une certaine capacité de charge.

Considérations matérielles

Les matériaux des pièces à assembler jouent un rôle essentiel dans le choix de leur ajustement. Les taux de dilatation thermique variant selon les matériaux, leur ajustement peut être considérablement modifié. Tenez également compte des problèmes de résistance et de ductilité, car une interférence excessive peut provoquer des contraintes conduisant à la défaillance de la pièce.

Procédés et capacités de fabrication

La tolérance réalisable d'un processus de fabrication influencera directement votre choix d'options d'ajustement ; des processus comme l'usinage CNC sont connus pour des tolérances plus strictes que le moulage ou le moulage par injection, alors évaluez soigneusement vos capacités de fabrication avant de sélectionner un ajustement acceptable dans ses restrictions ; en gardant à l'esprit que des tolérances plus strictes se traduisent généralement par des coûts de fabrication accrus.

Contraintes de coût et de temps

Il est primordial de trouver le juste équilibre entre les exigences de performance, les contraintes budgétaires et les délais. Des tolérances plus strictes nécessitent souvent des processus de fabrication plus précis (et donc potentiellement plus coûteux) ; lors du choix de votre ajustement, il est essentiel de prendre en compte ces deux aspects : des tolérances plus strictes nécessitent plus de précision tandis que des tolérances plus larges et un ajustement moins précis peuvent toujours répondre à des critères fonctionnels si le coût devient un facteur important.

Tolérance

Vous devez comprendre le concept de tolérance d'un produit pour choisir les bons types d'ajustement pour un tel produit. Vous devez être précis sur ce que vous voulez. Vous devez également répondre à des questions telles que si vous voulez que les composants tournent en cercle complet ou s'ils sont serrés.

Une autre chose à laquelle vous devez également faire attention est le jeu de tolérance, qui est la tolérance totale maximale ou minimale d'une mesure particulière. Par exemple, il faut faire attention à l'agrégation des tolérances des différentes pièces pour constituer un seul produit. Ceci est très important si la tolérance résultante est très élevée.

Spécifications des normes et des tolérances

Le respect des normes (comme ISO 286 ou ANSI B4.1) contribue à garantir la cohérence et l'interchangeabilité, et la spécification claire des tolérances à l'aide du dimensionnement et de la tolérancement géométriques (GD&T) sur les dessins techniques est essentielle pour communiquer vos spécifications aux fabricants afin que les pièces correctes puissent être produites conformément à ces spécifications.

Conclusion

De nombreuses choses concernent l'utilisation des différents types d'ajustement en génie mécanique et leur utilisation dans différentes applications mécaniques. En parcourant cet article, vous aurez une parfaite compréhension d’un fit et de ses différents types. L'article montre également ce à quoi vous devez faire attention pour choisir la solution adaptée à vos projets. Comprendre ce que fait un ajustement n’est pas aussi important que savoir comment l’appliquer.

Bien que cet article approfondisse les connaissances de base que vous pouvez utiliser dans divers guides de conception, vous pouvez également distinguer vos produits en les sous-traitant à la bonne entreprise. Si vous en ressentez le besoin, chez RapidDirect, nous sommes dans la meilleure position pour offrir qualité et coût. Avec notre support technique, la qualité de votre produit peut vous surpasser en un rien de temps.

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