Norme de fil unifié - Unified Thread Standard

La norme de filetage unifiée ( UTS ) définit une forme et une série de filetages standard, ainsi que des tolérances, des tolérances et des désignations, pour les filetages de vis couramment utilisés aux États-Unis et au Canada . Il s'agit de la principale norme pour les boulons, les écrous et une grande variété d'autres fixations filetées utilisées dans ces pays. Il a le même profil à 60° que le filetage métrique ISO , mais les dimensions caractéristiques de chaque filetage UTS (diamètre extérieur et pas) ont été choisies en fraction de pouce plutôt qu'en valeur millimétrique . L'UTS est actuellement contrôlé par l' ASME / ANSI aux États-Unis.

Origines

Voir la section "Historique de la normalisation" de l'article pas de vis .

Profil de base

Le profil de base de tous les filetages UTS est le même que celui de tous les filetages métriques ISO . Seules les valeurs couramment utilisées pour D _maj et P diffèrent entre les deux normes.

Chaque filet de la série est caractérisé par son grand diamètre D _maj et son pas P . Les filetages UTS se composent d'un filetage symétrique en forme de V. Dans le plan de l'axe du filet, les flancs du V ont un angle de 60° l'un par rapport à l'autre. Le plus à l' extérieur 1 / 8 et le plus à l' intérieur 1 / quatre de la hauteur H de la forme en V sont coupés à partir du profil.

Le pas P est la distance entre les pics de filetage. Pour les discussions UTS, qui sont des fils de démarrage unique, il est égal à l' avance , la distance axiale que les progrès de la vis lors d' une rotation de 360 °. Les threads UTS n'utilisent généralement pas le paramètre pitch ; à la place, un paramètre connu sous le nom de filets par pouce (TPI) est utilisé, qui est l' inverse du pas.

La relation entre la hauteur H et le pas P est trouvée en utilisant l'équation suivante où est la moitié de l'angle inclus du filetage, dans ce cas 30 degrés : ${\displaystyle \theta }$

${\displaystyle H={\frac {1}{2\tan \theta }}\cdot P={\frac {\sqrt {3}}{2}}\cdot P\approx 0.866025\cdot P}$

ou

${\displaystyle P=2\tan \theta \cdot H={\frac {2}{\sqrt {3}}}\cdot H\approx 1.154701\cdot H}$

Dans un filetage externe (mâle) (par exemple, sur un boulon), le grand diamètre D _maj et le petit diamètre D _min définissent les dimensions maximales du filetage. Cela signifie que le filetage extérieur doit se terminer à plat à D _maj , mais peut être arrondi en dessous du diamètre mineur D _min . Inversement, dans un filetage interne (femelle) (par exemple, dans un écrou), les diamètres majeur et mineur sont des dimensions minimales , donc le profil du filetage doit se terminer à plat à D _min mais peut être arrondi au-delà de D _maj .

Le diamètre mineur D _min et le diamètre primitif effectif D _p sont dérivés du diamètre majeur et du pas comme suit :

${\displaystyle {\begin{aligned}D_{\text{min}}&=D_{\text{maj}}-2\cdot {\frac {5}{8}}\cdot H=D_{\text{ maj}}-{\frac {5{\sqrt {3}}}{8}}\cdot P\approx D_{\text{maj}}-1.082532\cdot P\\D_{\text{p}}& =D_{\text{maj}}-2\cdot {\frac {3}{8}}\cdot H=D_{\text{maj}}-{\frac {3{\sqrt {3}}}{ 8}}\cdot P\approx D_{\text{maj}}-0.649519\cdot P\end{aligned}}}$

La désignation

La désignation standard d'un filetage UTS est un nombre indiquant le diamètre nominal (principal) du filetage, suivi du pas mesuré en filets par pouce . Pour les diamètres inférieurs à 1 ⁄ 4 pouces, le diamètre est indiqué par un nombre entier défini dans la norme ; pour tous les autres diamètres, le chiffre en pouces est donné.

Ce couple de chiffres est éventuellement suivi des lettres UNC, UNF ou UNEF (Unifié) si la combinaison diamètre-pas est de la série grossière , fine ou extra fine , et peut également être suivi d'une classe de tolérance.

Exemple : #6-32 UNC 2B (diamètre principal : 0,1380 pouce, pas : 32 tpi)

La formule suivante est utilisée pour calculer le diamètre principal d'une vis numérotée supérieur ou égal à 0 : Diamètre principal = # de vis × 0,013 po + 0,060 po. Par exemple, le diamètre principal d'une vis #10 est de 10 × 0,013 po + 0,060 in = 0,190 in. Pour calculer le diamètre principal des vis de "toutes" taille, comptez le nombre de zéros supplémentaires et multipliez ce nombre par 0,013 in et soustrayez de 0,060 in. Par exemple, le diamètre principal d'une vis #0000 est de 0,060 in − (3 × 0,013 po) = 0,060 po − 0,039 po = 0,021 po.

La série de nombres de vis mécaniques a été étendue vers le bas pour inclure les vis #00-90 (0,047 in = 0,060 in − 0,013 in) et #000-120 (0,034 in = 0,060 in − 2 × 0,013 in) ; cependant, la norme principale pour les vis inférieures à 0 est la norme ANSI/ASME B1.10 Unified Miniature Screw Threads. Cela définit une série de vis métriques nommées d'après leurs diamètres principaux en millimètres, de 0,30 UNM à 1,40 UNM. Les tailles préférées sont 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0 et 1,2 mm, avec des tailles définies supplémentaires à mi-chemin. Le pas de filetage standard est d'environ1/4du grand diamètre. La forme du filetage est légèrement modifiée pour augmenter le petit diamètre, et donc la résistance des vis et des tarauds. Le diamètre principal s'étend toujours à l'intérieur1/8H du pointu théorique V , mais la profondeur totale du fil est réduite de 4% par rapport à5/8H =5/8 cos(30°)  P 0,541 P à 0,52 P . Cela augmente la quantité du V pointu théorique qui est coupé au diamètre mineur de 10 % de 0,25 H à7/8 − 0,52/cos 30°≈ 0,27456 H .

La série de nombres de vis mécaniques comprenait autrefois plus de nombres impairs et allait jusqu'à #16 ou plus. Les efforts de normalisation à la fin du 19e et au début du 20e siècle ont considérablement réduit la gamme de tailles. Maintenant, il est moins courant de voir des vis à métaux plus grandes que #14, ou des tailles impaires autres que #1, #3 et #5. Même si les vis #14 et #16 sont toujours disponibles, elles ne sont pas aussi courantes que les tailles #0 à #12.

Parfois, des combinaisons "spéciales" de diamètre et de pas (UNS) sont utilisées, par exemple un diamètre principal de 0,619 pouce (15,7 mm) avec 20 filets par pouce. Les filetages UNS sont rarement utilisés pour les boulons, mais plutôt sur les écrous, les trous taraudés et les diamètres extérieurs filetés. Pour cette raison, les robinets UNS sont facilement disponibles. La plupart des filetages UNS ont plus de filetages par pouce que la norme UNF ou UNEF correspondante ; par conséquent, ils sont souvent le fil le plus résistant disponible. Pour cette raison, ils sont souvent utilisés dans des applications où des contraintes élevées sont rencontrées, telles que les broches de machines-outils ou les broches automobiles .

Jaugeage

Un système de mesure de filetage de vis comprend une liste de caractéristiques de filetage de vis qui doivent être inspectées pour établir l'acceptabilité dimensionnelle des filetages de vis sur un produit fileté et la ou les jauges qui doivent être utilisées lors de l'inspection de ces caractéristiques.

Actuellement, ce jaugeage pour l'UTS est contrôlé par :

Jauges et jaugeage ASME/ANSI B1.2-1983 pour filetages unifiés en pouces

Cette norme fournit les spécifications et dimensions essentielles pour les jauges utilisées sur les filetages en pouces unifiés UN [unifié] et UNR [filetages externes uniquement], et couvre les spécifications et les dimensions des jauges de filetage et des équipements de mesure répertoriés dans les tableaux 1 et 2. L'objectif de base et l'utilisation de chaque jauge sont également décrits.

Systèmes de mesure de filetage ASME/ANSI B1.3-2007 pour l'acceptabilité : filetages en pouces et métriques (UN, UNR, UNJ, M et MJ)

1. Cette norme présente des systèmes de mesure de filetage adaptés à la détermination de l'acceptabilité des filetages Unified [UN], UNR [filetages externes uniquement], UNJ [filetages internes et externes], M et MJ sur les produits à filetage externe et interne. Elle établit les critères d'acceptation des filetages lorsqu'un système de mesure est utilisé.
2. Un système de mesure de filetage de vis comprend une liste de caractéristiques de filetage de vis qui doivent être inspectées pour établir l'acceptabilité dimensionnelle des filetages de vis sur un produit fileté et la ou les jauges qui doivent être utilisées lors de l'inspection de ces caractéristiques.
3. Utilisation par le gouvernement fédéral. Lorsque cette norme est approuvée par le ministère de la Défense et les agences fédérales et est incorporée dans la norme fédérale-H28/20 [FED-STD-H28/20], Normes de filetage de vis pour les services fédéraux, Section 20, l'utilisation de cette norme par le le gouvernement fédéral est soumis à toutes les exigences et limitations de la norme fédérale-H28/20 [FED-STD-H28/20].

Ces normes fournissent des spécifications et des dimensions essentielles pour les jauges utilisées sur les filetages en pouces unifiés (forme de filetage UN, UNR, UNJ) sur les produits à filetage externe et interne. Il couvre également les spécifications et les dimensions des jauges de filetage et des équipements de mesure. L'objectif de base et l'utilisation de chaque jauge sont également décrits. Elle établit également les critères d'acceptation des filetages lorsqu'un système de mesure est utilisé.

Classes de tolérance

Un système de classification existe pour la facilité de fabrication et l'interchangeabilité des articles filetés fabriqués. La plupart des articles filetés (mais certainement pas tous) sont fabriqués selon une norme de classification appelée série standard de filetage unifié. Ce système est analogue aux ajustements utilisés avec des pièces assemblées.

• Les filetages de classe 1 sont à ajustement lâche, destinés à être faciles à assembler ou à utiliser dans un environnement sale.
• Les filetages de classe 2 sont à ajustement libre et les plus courants. Ils sont conçus pour maximiser la résistance compte tenu de la capacité typique de l'atelier d'usinage et de la pratique de la machine.
• Les filetages de classe 3 sont d'ajustement moyen, encore assez courants et utilisés pour des tolérances plus étroites sur un travail de haute qualité.
• Les filetages de classe 4 désignaient auparavant un ajustement serré pour des tolérances encore plus serrées, mais cette classification est désormais obsolète.
• L'ajustement de classe 5 est un filetage d'interférence , nécessitant l'utilisation d'une clé pour le tournage. Ceux-ci peuvent être vus dans des applications comme les manilles à ressort sur une automobile.

Le suffixe de lettre "A" ou "B" indique si les filetages sont externes ou internes, respectivement. Les classes 1A, 2A, 3A s'appliquent aux filetages externes ; Les classes 1B, 2B, 3B s'appliquent aux filetages internes.

La classe de filetage fait référence à la plage acceptable de diamètre de pas pour un filetage donné. Le diamètre du pas est indiqué par Dp dans la figure ci-dessus. Il existe plusieurs méthodes pour mesurer le diamètre du pas. La méthode la plus couramment utilisée en production est l'utilisation d'une jauge go/no-go .

Normes associées

• ASME/ANSI B1.1 - Filetages en pouces unifiés 2019, forme de filetage UN, UNR et UNJ
• ASME/ANSI B1.10M – 2004 Filetages miniatures unifiés

Voir également

Remarques

Bibliographie

• Ryffel, Henry H. ; et al., éd. (1988), Machinery's Handbook (23e éd.), New York : Industrial Press, ISBN 978-0-8311-1200-4.
• Schwaller, Anthony E. (2004), Total Automotive Technology (4e éd.), Cengage Learning, ISBN 978-1-4018-2476-1.

Liens externes

• Filetages unifiés avec tolérances
• Diamètres grossiers/fins unifiés et tailles de tarauds (unités américaines)
• Tailles unifiées des tarauds grossiers/fins (unités américaines)
• Tableaux de conversion de la taille des fixations métriques impériales
• Normes internationales de filetage
• Tableau de conversion Whitworth/BSF/AF et métrique
• Tailles des mâchoires de la clé Informations supplémentaires et tableau des tailles des mâchoires de la clé.
• Série de filetages unifiés
• Filetages de vis en pouces unifiés ASME B1.1-2003, (forme de filetage UN et UNR)