Calculateur de Filetage : Calculer la Profondeur et le Diamètre du Filet

Calculateur de filetage pour les mesures des vis et des boulons

Un calculateur de filetage détermine la profondeur, le diamètre intérieur et le diamètre sur flancs du filetage d’une vis ou d’un boulon. Il fonctionne à partir du diamètre extérieur et du pas, ou du nombre de filets par pouce (TPI). Les usineurs, les ingénieurs et les amateurs l’utilisent pour vérifier qu’une vis s’adaptera à l’écrou correspondant ou à un trou taraudé.

Principaux termes du filetage

• Diamètre extérieur : le point le plus large d’un filetage, mesuré d’un sommet à l’autre.
• Diamètre intérieur : le point le plus étroit d’un filetage, mesuré d’un fond à l’autre.
• Diamètre sur flancs : un diamètre imaginaire situé à mi-chemin entre le diamètre extérieur et le diamètre intérieur, là où la crête du filet et le creux voisin ont la même largeur.
• Pas : la distance entre les sommets de deux filets voisins, mesurée en millimètres pour les filetages métriques.
• Filets par pouce (TPI) : nombre de sommets de filets sur un pouce d’un filetage impérial. Le pas et le TPI mesurent la même chose dans des unités différentes : pas (mm) = 25,4 / TPI.
• Profondeur du filet : distance radiale entre les diamètres extérieur et intérieur, c’est-à-dire la profondeur de l’entaille du filet.

Systèmes de filetage métrique et impérial

Les filetages métriques suivent la norme ISO. Une désignation telle que M10×1,5 correspond à un diamètre extérieur de 10 mm et à un pas de 1,5 mm. L’angle du filet est de 60°.

Les filetages impériaux suivent la norme de filetage unifié (UTS), le système le plus courant aux États-Unis. Une taille comme 3/8"-16 désigne un diamètre extérieur de 3/8 pouce (9,5 mm) avec 16 filets par pouce. Les filetages impériaux modernes utilisent aussi un angle de 60°. L’ancienne norme britannique Whitworth utilisait 55°.

Comment calculer la profondeur du filet

La profondeur du filet mesure la profondeur de la rainure du filet, comme un rayon et non comme un diamètre.

Pour les filetages métriques :

h = 0,6134 × P

Pour les filetages impériaux, convertissez d’abord le nombre de filets par pouce (TPI) en un pas en millimètres (P = 25,4 / TPI), puis utilisez la même formule :

h = 0,6134 × (25,4 / TPI)

Ici, h est la profondeur du filet en mm, P est le pas en mm et TPI est le nombre de filets par pouce.

Formule du diamètre intérieur

Le calculateur indique le diamètre intérieur du filetage extérieur, c’est-à-dire le diamètre d’une vis mesuré au fond de son creux arrondi. Dans le système métrique ISO, il se note d₃. Il est égal au diamètre extérieur moins deux fois la profondeur du filet :

d₃ = d − 2h = d − 1,226868 × P

d est le diamètre extérieur et d₃ est le diamètre intérieur du filetage extérieur, tous deux dans la même unité que P. Le diamètre intérieur de l’écrou correspondant (D₁, la taille de son trou de perçage avant taraudage) est un peu plus grand, d − 1,082532 × P, car le sommet du filet d’un écrou est taillé plus plat que le fond du filet d’une vis.

Formule du diamètre sur flancs

d₂ = d − 0,6495 × P

d₂, le diamètre sur flancs, se situe près du milieu entre les diamètres extérieur et intérieur. C’est la dimension que les calibres de filetage vérifient avec le plus d’attention, car elle détermine le degré d’ajustement de deux pièces filetées.

Exemple : filetage métrique (M10×1,5)

Un boulon M10×1,5 possède un diamètre extérieur de 10 mm et un pas de 1,5 mm.

• Profondeur du filet : 0,6134 × 1,5 = 0,920 mm
• Diamètre intérieur : 10 − 1,226868 × 1,5 = 8,160 mm
• Diamètre sur flancs : 10 − 0,6495 × 1,5 = 9,026 mm

Exemple : filetage impérial (3/8"-16)

Une vis de 3/8"-16 a un diamètre extérieur de 0,375 po (9,525 mm) et 16 filets par pouce.

Convertissez d’abord le nombre de filets par pouce en pas : 25,4 / 16 = 1,5875 mm.

• Profondeur du filet : 0,6134 × 1,5875 = 0,974 mm
• Diamètre intérieur : 9,525 − 1,226868 × 1,5875 = 7,577 mm
• Diamètre sur flancs : 9,525 − 0,6495 × 1,5875 = 8,494 mm

Le calculateur de cette page affiche les résultats impériaux en pouces, avec l’équivalent en millimètres à côté, conformément à la manière dont les calibres de filetage impériaux sont généralement lus.

Applications des calculs de filetage

Les ingénieurs utilisent les dimensions des filetages pour choisir des éléments de fixation adaptés à un trou ou à un écrou donné. Les usineurs s’en servent pour régler les tours et les fraiseuses afin d’usiner des filetages. Les inspecteurs qualité les utilisent pour vérifier que les pièces finies correspondent aux spécifications du plan. Les mécaniciens s’en servent pour trouver un boulon de remplacement compatible lorsque l’original est perdu ou dont le filetage est endommagé. Les plombiers les utilisent pour faire correspondre les raccords de tuyauterie.

D’autres profils de filetage ne relèvent pas du filetage en V standard couvert par ces formules. Les filetages trapézoïdaux Acme et les filetages carrés, utilisés dans les vis-mères et les vérins, ont des angles et des calculs de profondeur différents. Les filetages de tuyauterie sont coniques sur leur longueur au lieu de conserver un diamètre constant. Chacun de ces profils nécessite ses propres formules.

Bref historique

Avant le 19e siècle, les vis étaient taillées à la main et correspondaient rarement les unes aux autres. Henry Maudslay construisit un tour pratique pour tailler les filetages en 1797, rendant possibles pour la première fois des filetages réguliers. En 1841, Joseph Whitworth proposa en Grande-Bretagne la première norme de filetage largement utilisée, avec un angle de 55°. Aux États-Unis, William Sellers proposa en 1864 un système à angle de 60°, qui devint la norme américaine.

En 1948, les États-Unis, la Grande-Bretagne et le Canada se sont mis d’accord sur la norme de filetage unifié, toujours utilisée aujourd’hui. L’Organisation internationale de normalisation a établi la norme des filetages métriques dans les années 1960. Les filetages métriques sont aujourd’hui le système le plus répandu dans le monde, bien que les filetages impériaux restent la norme pour de nombreuses fixations aux États-Unis.

Foire aux questions

Quelle est la différence entre le pas et le TPI ?

Le pas est la distance entre deux sommets de filets, exprimée en millimètres. Le TPI compte le nombre de sommets qui tiennent sur un pouce. Les deux décrivent la même mesure dans des unités différentes : pas (mm) = 25,4 / TPI.

Comment déterminer si un filetage est métrique ou impérial ?

Les filetages métriques sont désignés par un M suivi de deux nombres en millimètres, par exemple M10×1,5. Les filetages impériaux sont désignés par un diamètre en pouces, souvent sous forme de fraction, suivi du nombre de filets par pouce, par exemple 3/8"-16.

Qu’est-ce que la longueur en prise du filetage ?

La longueur en prise du filetage est la longueur de contact entre deux pièces filetées assemblées, mesurée suivant l’axe de la vis. Une règle courante pour les éléments de fixation en acier prévoit une longueur en prise au moins égale à un diamètre extérieur. Les matériaux plus tendres, comme l’aluminium, nécessitent souvent 1,5 fois le diamètre extérieur pour assurer une bonne tenue.

Quelle est la différence entre les filetages à gros pas et à pas fin ?

Les filetages à gros pas ont un pas plus grand et moins de filets par pouce. Ils résistent mieux au vissage de travers et conviennent bien aux matériaux tendres. Les filetages à pas fin ont un pas plus petit et davantage de filets par pouce. Ils supportent mieux les vibrations et permettent un réglage plus précis.

Comment mesurer le pas ou le TPI d’un filetage inconnu ?

Un peigne à filets (jauge de pas), fine lame dont les dents ont des profils correspondant aux pas normalisés, est appuyé contre le filetage jusqu’à ce qu’une dent coïncide exactement. Un pied à coulisse peut également mesurer la distance sur plusieurs filets et la diviser par le nombre de filets comptés.

Que signifie l’angle du filet ?

L’angle du filet est l’angle entre les deux flancs inclinés d’une même saillie de filet. Presque tous les filetages métriques et impériaux modernes utilisent un angle de 60°. Les filetages britanniques Whitworth plus anciens utilisaient un angle de 55°.

Références

1. National Bureau of Standards. Screw-Thread Standards for Federal Services, Handbook H28 (1969), Part I. nvlpubs.nist.gov — l’angle de base de 60° de la forme de filet unifié, et l’accord de 1948 entre le Canada, le Royaume-Uni et les États-Unis.