Calculateur de filetage pour les mesures de vis et boulons

Calculez les dimensions des filetages pour vis, boulons et écrous. Entrez le diamètre, le pas ou le TPI, et le type de filetage pour obtenir la profondeur de filetage, le diamètre mineur et le diamètre de pas pour les filetages métriques et impériaux.

Calculateur de filetage pour les mesures de vis et boulons

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Type de filetage:
Métrique
Diamètre majeur:
10.000 mm
Pas:
1.500 mm
Profondeur de filetage:
0.000 mm
Diamètre mineur:
0.000 mm
Diamètre de pas:
0.000 mm

Visualisation du filetage

Formules de calcul

Profondeur de filetage

Profondeur de filetage métrique: h = 0.6134 × P

Profondeur de filetage impérial: h = 0.6134 × (25.4/TPI)

où P est le pas en mm, TPI = filets par pouce

Diamètre mineur

Formule du diamètre mineur: d₁ = d - 2h = d - 1.226868 × P

où d est le diamètre majeur

Diamètre de pas

Formule du diamètre de pas: d₂ = d - 0.6495 × P

où d est le diamètre majeur

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Documentation

Calculateur de Filetage pour Mesures de Vis et Boulons

Introduction aux Mesures de Filetage

Les mesures de filetage sont des paramètres essentiels pour les ingénieurs, les machinistes et les amateurs de bricolage travaillant avec des fixations telles que des vis, des boulons et des écrous. Le Calculateur de Filetage fournit un moyen simple mais puissant de déterminer des dimensions critiques de filetage, y compris la profondeur de filetage, le diamètre mineur et le diamètre de pas, en fonction du diamètre majeur et du pas (ou des filets par pouce). Que vous travailliez avec des systèmes de filetage métriques ou impériaux, ce calculateur aide à garantir un ajustement, une fonction et une interchangeabilité appropriés des composants filetés dans les assemblages mécaniques, les processus de fabrication et les applications de réparation.

Comprendre la géométrie du filetage est crucial pour sélectionner les bons fixations, tarauder correctement les trous et garantir que les composants s'emboîtent correctement. Ce guide complet explique les fondamentaux de la mesure des filetages, les formules de calcul et les applications pratiques pour vous aider à travailler en toute confiance avec des fixations filetées dans divers secteurs et projets.

Fondamentaux de la Mesure des Filetages

Terminologie Clé du Filetage

Avant de plonger dans les calculs, il est important de comprendre la terminologie de base utilisée dans les mesures de filetage :

  • Diamètre Majeur : Le plus grand diamètre d'un filetage, mesuré d'un sommet à l'autre à travers le profil du filetage.
  • Diamètre Mineur : Le plus petit diamètre d'un filetage, mesuré d'une racine à l'autre à travers le profil du filetage.
  • Diamètre de Pas : Le diamètre théorique qui se situe à mi-chemin entre les diamètres majeurs et mineurs.
  • Pas : La distance entre les sommets de filetage adjacents (filets métriques) ou le réciproque des filets par pouce (filets impériaux).
  • Profondeur de Filetage : La distance radiale entre les diamètres majeurs et mineurs, représentant la profondeur à laquelle le filetage est coupé.
  • Filets par Pouce (TPI) : Le nombre de sommets de filetage par pouce, utilisé dans les systèmes de filetage impériaux.
  • Avance : La distance axiale qu'un composant fileté avance en une rotation complète.
  • Angle de Filetage : L'angle inclus entre les flancs du filetage (60° pour les métriques, 55° pour les impériaux).

Normes et Systèmes de Filetage

Deux systèmes de mesure de filetage principaux sont utilisés dans le monde :

  1. Système de Filetage Métrique (ISO) :

    • Désigné par la lettre 'M' suivie du diamètre majeur en millimètres
    • Utilise le pas mesuré en millimètres
    • L'angle de filetage standard est de 60°
    • Exemple : M10×1.5 (diamètre majeur de 10mm avec un pas de 1.5mm)
  2. Système de Filetage Impérial (Unifié/UTS) :

    • Mesuré en pouces
    • Utilise les filets par pouce (TPI) au lieu du pas
    • L'angle de filetage standard est de 60° (à l'origine 55° pour les filetages Whitworth)
    • Exemple : 3/8"-16 (diamètre majeur de 3/8" avec 16 filets par pouce)

Formules de Mesure des Filetages

Calcul de la Profondeur de Filetage

La profondeur de filetage représente la profondeur à laquelle le filetage est coupé et est une dimension critique pour un bon engagement du filetage.

Pour les Filets Métriques :

La profondeur de filetage (h) est calculée comme suit :

h=0.6134×Ph = 0.6134 \times P

Où :

  • h = profondeur de filetage (mm)
  • P = pas (mm)

Pour les Filets Impériaux :

La profondeur de filetage (h) est calculée comme suit :

h=0.6134×25.4TPIh = 0.6134 \times \frac{25.4}{TPI}

Où :

  • h = profondeur de filetage (mm)
  • TPI = filets par pouce

Calcul du Diamètre Mineur

Le diamètre mineur est le plus petit diamètre du filetage et est crucial pour déterminer le dégagement et l'ajustement.

Pour les Filets Métriques :

Le diamètre mineur (d₁) est calculé comme suit :

d1=d2h=d1.226868×Pd_1 = d - 2h = d - 1.226868 \times P

Où :

  • d₁ = diamètre mineur (mm)
  • d = diamètre majeur (mm)
  • P = pas (mm)

Pour les Filets Impériaux :

Le diamètre mineur (d₁) est calculé comme suit :

d1=d1.226868×25.4TPId_1 = d - 1.226868 \times \frac{25.4}{TPI}

Où :

  • d₁ = diamètre mineur (mm ou pouces)
  • d = diamètre majeur (mm ou pouces)
  • TPI = filets par pouce

Calcul du Diamètre de Pas

Le diamètre de pas est le diamètre théorique où l'épaisseur du filetage est égale à la largeur de l'espace.

Pour les Filets Métriques :

Le diamètre de pas (d₂) est calculé comme suit :

d2=d0.6495×Pd_2 = d - 0.6495 \times P

Où :

  • d₂ = diamètre de pas (mm)
  • d = diamètre majeur (mm)
  • P = pas (mm)

Pour les Filets Impériaux :

Le diamètre de pas (d₂) est calculé comme suit :

d2=d0.6495×25.4TPId_2 = d - 0.6495 \times \frac{25.4}{TPI}

Où :

  • d₂ = diamètre de pas (mm ou pouces)
  • d = diamètre majeur (mm ou pouces)
  • TPI = filets par pouce

Comment Utiliser le Calculateur de Filetage

Notre Calculateur de Filetage simplifie ces calculs complexes, fournissant des mesures de filetage précises avec juste quelques entrées. Suivez ces étapes pour utiliser le calculateur efficacement :

  1. Sélectionnez le Type de Filetage : Choisissez entre les systèmes de filetage métriques ou impériaux en fonction des spécifications de votre fixation.

  2. Entrez le Diamètre Majeur :

    • Pour les filets métriques : Entrez le diamètre en millimètres (par exemple, 10mm pour un boulon M10)
    • Pour les filets impériaux : Entrez le diamètre en pouces (par exemple, 0.375 pour un boulon de 3/8")
  3. Spécifiez le Pas ou le TPI :

    • Pour les filets métriques : Entrez le pas en millimètres (par exemple, 1.5mm)
    • Pour les filets impériaux : Entrez le nombre de filets par pouce (par exemple, 16 TPI)
  4. Voir les Résultats : Le calculateur affichera automatiquement :

    • Profondeur de filetage
    • Diamètre mineur
    • Diamètre de pas
  5. Copier les Résultats : Utilisez le bouton de copie pour enregistrer les résultats pour votre documentation ou d'autres calculs.

Exemples de Calculs

Exemple de Filetage Métrique :

Pour un boulon M10×1.5 :

  • Diamètre Majeur : 10mm
  • Pas : 1.5mm
  • Profondeur de Filetage : 0.6134 × 1.5 = 0.920mm
  • Diamètre Mineur : 10 - 1.226868 × 1.5 = 8.160mm
  • Diamètre de Pas : 10 - 0.6495 × 1.5 = 9.026mm

Exemple de Filetage Impérial :

Pour un boulon 3/8"-16 :

  • Diamètre Majeur : 0.375 pouces (9.525mm)
  • TPI : 16
  • Pas : 25.4/16 = 1.588mm
  • Profondeur de Filetage : 0.6134 × 1.588 = 0.974mm
  • Diamètre Mineur : 9.525 - 1.226868 × 1.588 = 7.574mm
  • Diamètre de Pas : 9.525 - 0.6495 × 1.588 = 8.493mm

Applications Pratiques et Cas d'Utilisation

Ingénierie et Fabrication

Les calculs de filetage sont essentiels dans divers processus d'ingénierie et de fabrication :

  1. Conception de Produit : Les ingénieurs utilisent les mesures de filetage pour spécifier des fixations qui répondent aux exigences de charge et aux contraintes d'espace.

  2. Usinage CNC : Les machinistes ont besoin de dimensions de filetage précises pour programmer des opérations de découpe de filetage sur des tours et des fraiseuses.

  3. Contrôle de Qualité : Les inspecteurs vérifient les dimensions de filetage pour garantir la conformité aux spécifications et aux normes.

  4. Sélection d'Outils : Choisir les bons tarauds, filières et jauges de filetage nécessite une connaissance des dimensions de filetage.

  5. Impression 3D : Concevoir des composants filetés pour la fabrication additive nécessite des spécifications de filetage précises.

Réparation Automobile et Mécanique

Même pour les projets à domicile, comprendre les mesures de filetage peut être précieux :

  1. Reconstructions de Moteurs : Assurer un bon engagement du filetage dans des composants critiques comme les culasses et les blocs moteurs.

  2. Systèmes Hydrauliques : Sélectionner des raccords et des connecteurs appropriés avec des spécifications de filetage compatibles.

  3. Remplacement de Fixations : Identifier les bons fixations de remplacement lorsque les pièces d'origine sont endommagées ou manquantes.

  4. Réparation de Filetage : Déterminer les dimensions pour des inserts helicoil ou des kits de réparation de filetage.

  5. Fabrication Personnalisée : Créer des composants filetés personnalisés qui s'intègrent à des systèmes existants.

Projets de Bricolage et à Domicile

Même pour les projets à domicile, comprendre les mesures de filetage peut être précieux :

  1. Assemblage de Meubles : Identifier les fixations correctes pour l'assemblage ou la réparation.

  2. Réparations de Plomberie : Apparier les types et tailles de filetage pour les raccords et les appareils.

  3. Entretien de Bicycles : Travailler avec les normes de filetage spécialisées utilisées dans les composants de bicyclettes.

  4. Enceintes Électroniques : Assurer un bon engagement du filetage pour les vis de montage dans les appareils électroniques.

  5. Équipement de Jardin : Réparer ou remplacer des composants filetés dans les outils de jardin et de pelouse.

Alternatives aux Calculs de Filetage Standards

Bien que les formules fournies dans ce calculateur couvrent les filetages en V standard (métriques ISO et filetages unifiés), il existe d'autres formes de filetage avec différentes méthodes de calcul :

  1. Filets Acme : Utilisés pour la transmission de puissance, ceux-ci ont un angle de filetage de 29° et des calculs de profondeur différents.

  2. Filets Buttress : Conçus pour des charges élevées dans une direction, avec des profils de filetage asymétriques.

  3. Filets Carrés : Offrant une efficacité maximale pour la transmission de puissance mais plus difficiles à fabriquer.

  4. Filets Coniques : Utilisés dans les raccords de tuyauterie, nécessitant des calculs qui tiennent compte de l'angle de conicité.

  5. Filets à Plusieurs Départs : Ayant plusieurs hélices de filetage, nécessitant des ajustements aux calculs de pas et d'avance.

Pour ces formes de filetage spécialisées, des formules et des normes spécifiques doivent être consultées.

Histoire des Normes et Mesures de Filetage

Le développement de systèmes de filetage standardisés a une riche histoire s'étendant sur plusieurs siècles :

Développements Précoces

Avant la standardisation, chaque artisan créait ses propres composants filetés, rendant l'interchangeabilité impossible. Les premières tentatives de standardisation ont eu lieu à la fin du XVIIIe siècle :

  • 1797 : Henry Maudslay a développé le premier tour à fileter, permettant une production de filetage plus cohérente.
  • 1841 : Joseph Whitworth a proposé un système de filetage standardisé en Grande-Bretagne, avec un angle de filetage de 55° et des pas spécifiques pour chaque diamètre.
  • 1864 : William Sellers a introduit un système de filetage simplifié aux États-Unis, avec un angle de filetage de 60°, qui est devenu le standard américain.

Évolution Moderne des Normes

Le XXe siècle a vu d'importants progrès dans la standardisation des filetages :

  • 1948 : La norme de filetage unifié (UTS) a été établie comme un compromis entre les systèmes américains et britanniques.
  • 1960 : L'Organisation internationale de normalisation (ISO) a développé la norme de filetage métrique, qui est devenue le système prédominant dans le monde.
  • 1970 : De nombreux pays ont commencé à passer du système impérial au système métrique.
  • Aujourd'hui : Les systèmes de filetage métriques ISO et impériaux unifiés coexistent, le métrique étant plus courant dans les nouvelles conceptions à l'échelle mondiale, tandis que les filetages impériaux restent prédominants aux États-Unis et dans les systèmes anciens.

Avancées Technologiques

La technologie moderne a révolutionné la mesure et la fabrication des filetages :

  • Micromètres et Calipers Numériques : Permettant une mesure précise des dimensions de filetage.
  • Jauges de Pas de Filetage : Permettant une identification rapide du pas ou du TPI.
  • Comparateurs Optiques : Fournissant une inspection visuelle détaillée des profils de filetage.
  • Machines à Mesurer par Coordonnées (CMM) : Offrant une mesure automatique et de haute précision des filetages.
  • Numérisation 3D : Créant des modèles numériques de filetages existants pour analyse ou reproduction.

Exemples de Code de Mesure de Filetage

Voici des exemples de la façon de calculer les dimensions de filetage dans divers langages de programmation :

1' Fonction VBA Excel pour les Calculs de Filetage Métriques
2Function ProfondeurFiletageMetr(i As Double) As Double
3    ProfondeurFiletageMetr = 0.6134 * i
4End Function
5
6Function DiametreMineurMetr(diametreMajeur As Double, pas As Double) As Double
7    DiametreMineurMetr = diametreMajeur - (1.226868 * pas)
8End Function
9
10Function DiametrePasMetr(diametreMajeur As Double, pas As Double) As Double
11    DiametrePasMetr = diametreMajeur - (0.6495 * pas)
12End Function
13
14' Utilisation :
15' =ProfondeurFiletageMetr(1.5)
16' =DiametreMineurMetr(10, 1.5)
17' =DiametrePasMetr(10, 1.5)
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Questions Fréquemment Posées

Quelle est la différence entre le pas et les filets par pouce (TPI) ?

Le pas est la distance entre les sommets de filetage adjacents, mesurée en millimètres pour les filets métriques. Les filets par pouce (TPI) sont le nombre de sommets de filetage par pouce, utilisés dans les systèmes de filetage impériaux. Ils sont liés par la formule : Pas (mm) = 25.4 / TPI.

Comment puis-je déterminer si un filetage est métrique ou impérial ?

Les filets métriques ont généralement le diamètre et le pas exprimés en millimètres (par exemple, M10×1.5), tandis que les filets impériaux ont le diamètre en fractions ou décimales de pouce et le nombre de filets en TPI (par exemple, 3/8"-16). Les filets métriques ont un angle de filetage de 60°, tandis que certains anciens filets impériaux (Whitworth) ont un angle de 55°.

Qu'est-ce que l'engagement de filetage et combien est nécessaire pour une connexion sécurisée ?

L'engagement de filetage fait référence à la longueur axiale de contact de filetage entre les pièces appariées. Pour la plupart des applications, l'engagement minimal recommandé est de 1× le diamètre majeur pour les fixations en acier et de 1.5× le diamètre majeur pour l'aluminium ou d'autres matériaux plus doux. Les applications critiques peuvent nécessiter un engagement plus important.

Comment les filetages grossiers et fins diffèrent-ils dans leurs applications ?

Les filetages grossiers ont des valeurs de pas plus grandes (moins de filets par pouce) et sont plus faciles à assembler, plus résistants au dévissage et mieux adaptés à une utilisation dans des matériaux tendres ou là où un assemblage/désassemblage fréquent est nécessaire. Les filetages fins ont des valeurs de pas plus petites (plus de filets par pouce) et offrent une plus grande résistance à la traction, une meilleure résistance au desserrage par vibration et une capacité d'ajustement plus précise.

Comment puis-je convertir entre les mesures de filetage métriques et impériales ?

Pour convertir de l'impérial au métrique :

  • Diamètre (mm) = Diamètre (pouces) × 25.4
  • Pas (mm) = 25.4 / TPI

Pour convertir du métrique à l'impérial :

  • Diamètre (pouces) = Diamètre (mm) / 25.4
  • TPI = 25.4 / Pas (mm)

Quelle est la différence entre les diamètres majeurs, mineurs et de pas ?

Le diamètre majeur est le plus grand diamètre du filetage, mesuré d'un sommet à l'autre. Le diamètre mineur est le plus petit diamètre, mesuré d'une racine à l'autre. Le diamètre de pas est le diamètre théorique à mi-chemin entre les diamètres majeurs et mineurs, où l'épaisseur du filetage est égale à la largeur de l'espace.

Comment mesurer avec précision le pas ou le TPI ?

Pour les filets métriques, utilisez une jauge de pas de filetage avec des échelles métriques. Pour les filets impériaux, utilisez une jauge de pas de filetage avec des échelles TPI. Placez la jauge contre le filetage jusqu'à ce que vous trouviez un ajustement parfait. Alternativement, vous pouvez mesurer la distance entre un certain nombre de filets et diviser par ce nombre pour trouver le pas.

Quelles sont les classes de tolérance de filetage et comment affectent-elles l'ajustement ?

Les classes de tolérance de filetage définissent les variations autorisées dans les dimensions de filetage pour atteindre différents types d'ajustements. Dans le système métrique ISO, les tolérances sont désignées par un numéro et une lettre (par exemple, 6g pour les filetages externes, 6H pour les filetages internes). Des numéros plus élevés indiquent des tolérances plus strictes. La lettre indique si la tolérance est appliquée vers ou loin du matériau.

Quelle est la différence entre les filetages à droite et à gauche ?

Les filetages à droite se serrent lorsqu'ils sont tournés dans le sens des aiguilles d'une montre et se desserrent lorsqu'ils sont tournés dans le sens inverse. Ils sont le type le plus courant. Les filetages à gauche se serrent lorsqu'ils sont tournés dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et se desserrent lorsqu'ils sont tournés dans le sens des aiguilles d'une montre. Les filetages à gauche sont utilisés dans des applications spéciales où l'opération normale pourrait desserrer un filetage à droite, comme sur le côté gauche des véhicules ou sur les raccords de gaz.

Comment les scellants et lubrifiants de filetage affectent-ils l'engagement du filetage ?

Les scellants et lubrifiants de filetage peuvent affecter l'ajustement perçu des connexions filetées. Les scellants remplissent les espaces entre les filetages, ce qui peut changer les dimensions effectives. Les lubrifiants réduisent la friction, ce qui peut entraîner un serrage excessif si les spécifications de couple ne tiennent pas compte du lubrifiant. Suivez toujours les recommandations du fabricant pour les scellants et lubrifiants.

Références

  1. ISO 68-1:1998. "Filets de vis à usage général ISO — Profil de base — Filets métriques."
  2. ASME B1.1-2003. "Filets unifiés en pouces (filet UN et UNR)."
  3. Machinery's Handbook, 31e édition. Industrial Press, 2020.
  4. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30e édition). Industrial Press.
  5. Smith, Carroll. "Calcul des Dimensions de Filetage." American Machinist, 2010.
  6. Normes de Filetage Whitworth (BSW) et Filetage Fin Britanique (BSF).
  7. ISO 965-1:2013. "Filets métriques généraux ISO — Tolérances."
  8. Deutsches Institut für Normung. "DIN 13-1 : Filets métriques généraux ISO."
  9. Comité des Normes Industrielles Japonaises. "JIS B 0205 : Filets métriques à usage général."
  10. American National Standards Institute. "ANSI/ASME B1.13M : Filets de vis métriques : Profil M."

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