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Auteur(s)
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Guillaume FROMENTIN : Maître de Conférences à l’ENSAM de Cluny - Laboratoire Bourguignon des Matériaux et Procédés LaBoMat
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Lire l’articleINTRODUCTION
En lien avec la machine et ses moyens de taraudage, objet du dossier , le choix d’une technique de taraudage, par coupe ou par déformation, et des paramètres opérationnels déterminent les qualités du process, la fiabilité et la durée de vie de l’outil. Le choix de l’une ou l’autre de ces techniques n’est pas forcément possible, car elle possède chacune leurs propres limites d’application. De plus, l’analyse d’une opération de taraudage ne peut-être indépendante des opérations de réalisation de l’avant-trou de taraudage. Les propriétés géométriques requises de l’avant-trou sont fonction de la technique de taraudage utilisée. Au-delà des aspects procédés, le choix d’une technique, ou l’exécution d’une même technique avec des conditions différentes, influence les qualités géométriques et les propriétés mécaniques et métallurgiques des filets réalisés.
Ce dossier présente deux techniques de taraudage, par coupe et par déformation, et explique le fonctionnement de chacune en lien avec les géométries des outils. Elles se distinguent par leurs spécificités et leurs aptitudes différentes, tant du point de vue de l’exécution que du résultat obtenu.
L'expertise technique et scientifique de référence
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- Version courante de oct. 2008 par Guillaume FROMENTIN
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2. Propriétés des filets taraudés
2.1 Caractéristiques métallurgiques
Les filets obtenus par une opération de taraudage par coupe ne présentent pas de caractéristiques métallurgiques très notables. En taraudage par coupe, la matière subit une opération de coupe au même titre que pour les autres opérations d’usinage. L’affectation de la matière est, si elle existe, au plus superficielle et est d’autant moins probable que le taraudage est pratiqué à des vitesses de coupe relativement basses. La sollicitation thermique est en général faible et aucun travail ne fait état de transformation métallurgique de la matière du filet. D’ailleurs, si des températures supérieures à 500 ˚C étaient produites, il y aurait aussi un recuit de l’acier rapide supérieur du taraud. Il perdrait alors sa dureté donc ne conviendrait pas à cette application. Par contre, les sollicitions mécaniques existent tout de même et sont souvent liées aux conditions de frottement à l’interface entre l’outil et la matière. De fait, il est possible de générer un écrouissage superficiel de la matière du filet, dont l’intensité et la profondeur peuvent être fonction de la performance du fluide de coupe utilisé pendant l’opération de taraudage. La figure 25 montre un exemple où il existe des couches écrouies sur des filets taraudés et qui sont en acier inoxydable austénitique 316L, matériau dont l’usinabilité est médiocre.
La sollicitation thermique du matériau en taraudage par déformation, comme pour le taraudage par coupe, est trop faible pour avoir un impact métallurgique. En ce qui concerne les filets taraudés par déformation, il en est autrement des sollicitations mécaniques. L’écoulement plastique de la matière du filet est à la base de sa formation. Par conséquent, l’écrouissage de la matière du filet est donc inévitable, contrairement à un filet taraudé par coupe où il n’est qu’éventuel. Le renforcement du matériau du filet par une opération de taraudage par déformation est lié notamment à l’écrouissabilité du matériau déformé et à la performance du fluide utilisé pendant le taraudage. Comme dans le cas précédent, plus l’aptitude du fluide à réduire le frottement à l’interface outil-matière est bonne, moins il y a d’écrouissage...
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Propriétés des filets taraudés
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FROMENTIN (G.), POULACHON (G.), MOISAN (A.) - Aptitude d’alliages métalliques à être taraudés par déformation - . Matériaux et Techniques, no 5-6, vol. 93, p. 145-154 (2005).
-
(2) - WARRINGTON (C.), KAPOOR (S.), DEVOR (R.) - Finite Element Modeling for Tap Design Improvement in Form Tapping - . ASME Journal of Manufacturing Science & Engineering Technology vol. 128 no 1, p. 65-73 (2006).
-
(3) - * - Analyse und Beschreibung des innengewindefertigungsverfahrens gewidefurchen auf basis eines modellversuchs, Michael Schäfer, thèse, Université de Kassel, Allemagne (avril 2004).
-
(4) - FROMENTIN (G.), POULACHON (G.), MOISAN (A.) - An experimental study on the effects of lubrication in form tapping - . Tribology International (2006).
-
(5) - Betrachtungen zum werkstofffluss bei der umformenden innengewindeherstellung duch gewindefurchen - . Stefan Damm, thèse, Université de Kassel, Allemagne (janvier 2003).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Matériaux pour outils de coupe
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Assemblages par éléments filetés. Calcul
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Assemblages par éléments filetés. Modélisation et calcul
NORMES
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Filetages cylindriques – Vocabulaire. - ISO 5408 - 12-1983
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Filetages ISO pour usages généraux – Profil de base – Partie 1 : filetages métriques. - NF ISO 68-1 - 3-1999
-
Outils tournants à queue cylindrique – Diamètre des queue et dimensions des carrés d’entraînement. - NF ISO 237 - 12-2002
-
Tarauds court, à machine et à main. - NF ISO 529 - 12-1993
-
Filetages métriques ISO pour usages généraux – Tolérances – Partie 1 : Principes et données fondamentales. - NF ISO 965-1 - 3-1999
-
Filetages métriques ISO pour usages généraux, Tolérances – Partie 2 : Dimensions limites pour le filetages intérieurs et extérieurs d’usages généraux – Qualité moyenne. - NF ISO 965-2 - 3-1999
-
Taraud à machine, à queue longue, de diamètre nominal M3 à M10...
ANNEXES
FROMENTIN (G.) - Étude mécanique et technologique du taraudage par déformation : application aux aciers prétraités - . Thèse soutenue le 22 septembre 2004 devant jury à l’ENSAM Cluny http://pastel.paristech.org/archive/00000941/
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