I. Types de fils
Les fils sont divisés en deux grandes catégories selon leurs objectifs : les fils de connexion et les fils de transmission.
1. Fils de connexion
Les filetages de raccordement sont divisés en deux types : les filetages ordinaires et les filetages de tuyaux, principalement utilisés pour le raccordement de composants. Il existe quatre filetages standard couramment utilisés, à savoir : les filetages ordinaires à pas grossier-, les filetages ordinaires à pas fin-, les filetages de tuyaux et les filetages de tuyaux coniques.
① La forme du filetage des fils ordinaires est un triangle équilatéral (l'angle du filetage est de 60 degrés). La différence entre les filetages à pas fin-et à pas grossier-est que sous le même diamètre principal, le pas des filetages à pas fin-est plus petit que celui des filetages à pas grossier-.
② La forme du filetage des filetages de tuyaux et des filetages de tuyaux coniques est un triangle isocèle (l'angle du filetage est de 55 degrés). Les filetages de tuyaux sont principalement utilisés pour le raccordement de conduites d'eau, de conduites d'huile, de conduites de gaz et d'autres conduites. Les filetages de tuyaux sont divisés en filetages de tuyaux cylindriques et en filetages de tuyaux coniques, tous deux en pouces, et le pas est exprimé par le nombre de filetages dans une longueur de filetage de 25,4 mm.
Les filetages de tuyaux sont divisés en :
● Filetages de tuyaux non-étanches (G) : les tarauds pour tuyaux sont utilisés pour le traitement des filetages internes et les filières sont utilisées pour le traitement des filetages externes ;
● Filetages de tuyaux étanches (R) : une grande précision est requise et il existe deux méthodes de montage : les filetages internes cylindriques et les filetages externes coniques forment un ajustement "cylindre/cône" ; les filetages internes coniques et les filetages externes coniques forment un ajustement « conique/conique ».
(1) La taille du filetage du tuyau est une valeur approximative du diamètre intérieur du tuyau et non du diamètre extérieur du tuyau. Par exemple, 1/2 pouce correspond au DN15.
(2) L'épaisseur de la forme du filetage du tuyau est exprimée par le nombre de filetages par pouce et le pas converti est une valeur décimale. Par exemple, un filetage de tuyau G1 en pouces a 11 filetages le long de l'axe et son pas est de 25,4 ÷ 11 ≈ 2,309 mm. Les filetages de tuyaux sont principalement utilisés pour le raccordement de raccords de tuyauterie et de pièces à paroi mince-, avec un petit pas et une petite taille de forme de filetage.
● Les filetages métriques sont exprimés en pas, tandis que les filetages américains et britanniques sont exprimés en nombre de filetages par pouce.
● Les filetages métriques ont une forme de filetage équilatéral à 60 degrés, les filetages britanniques ont une forme de filetage isocèle à 55 degrés et les filetages américains ont une forme de filetage isocèle à 60 degrés.
Remarque : Les initiés utilisent généralement « fen » pour désigner la taille du filetage : . 1 pouce est égal à 8 fen, 1/4 pouce correspond à 2 fen, et ainsi de suite (par exemple, 1/2 pouce équivaut à 4 fen, 3/4 pouce à 6 fen).
2. Fils de transmission
Les threads de transmission sont utilisés pour transmettre de la puissance ou du mouvement, et il existe quatre threads standard couramment utilisés :
1) Filetages trapézoïdaux : La forme du filetage est un trapèze isocèle avec un angle de filetage de 30 degrés, qui est le filetage de transmission le plus couramment utilisé. Par rapport aux filetages rectangulaires, son efficacité de transmission est légèrement inférieure, mais il présente une bonne aptitude au traitement, une résistance de racine élevée et de bonnes performances de centrage. La vis mère des machines-outils utilise des filetages trapézoïdaux pour transmettre la puissance de manière bidirectionnelle, et le code du filetage est Tr.
2) Filetages en dents de scie : type de filetage de transmission qui supporte une force unidirectionnelle. La forme du filetage est un trapèze isocèle, un côté forme un angle de 30 degrés avec la ligne verticale et l'autre côté forme un angle de 3 degrés, formant un angle de filetage de 33 degrés, avec le code de filetage B. Il est uniquement utilisé pour supporter une puissance unidirectionnelle. En raison de son efficacité de transmission et de sa résistance supérieures à celles des filetages trapézoïdaux, il est souvent utilisé dans les mécanismes de roulement de force unidirectionnels tels que les presses à vis et les presses hydrauliques.
3) Filetages rectangulaires : Principalement utilisés pour la transmission de force. Sa caractéristique est que l'efficacité de la transmission est supérieure à celle des autres threads, mais la difficulté de traitement est grande et la résistance de la racine est faible, son application est donc limitée.
4) Filetages de module : également connus sous le nom de filetages d'engrenage à vis sans fin, avec un angle de filetage de 40 degrés, qui présentent les caractéristiques d'un rapport de transmission élevé, d'une structure compacte, d'une transmission stable et de bonnes performances d'autoblocage -, principalement utilisés dans les dispositifs de réduction.
II. Propriétés mécaniques des boulons
1. Grades : Les grades de résistance des boulons métriques comprennent principalement 10 grades de performance : 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9.
Distinction et signification des boulons à haute-résistance : les boulons de grade 8.8 et supérieur sont collectivement appelés boulons à haute-boulons à haute résistance, et les qualités restantes sont appelées boulons à résistance ordinaire-.
2. Signification du marquage de qualité de performance du boulon : Le marquage de qualité de performance du boulon se compose de deux parties de chiffres, représentant respectivement la valeur nominale de résistance à la traction et le taux d'élasticité du boulon. Par exemple, la signification d'un boulon avec un niveau de performance 4.8 (Remarque : le niveau 4.8 est un boulon à résistance ordinaire-, et non un boulon à résistance élevée-) est :
(1) La résistance à la traction nominale du matériau du boulon est de 400 MPa ;
(2) Le taux d'élasticité du matériau du boulon est de 0,8 ;
(3) La limite d'élasticité nominale du matériau du boulon est de 400 × 0.8=320MPa.
3. Le niveau de performance mécanique deboulonscomporte principalement les quatre indicateurs suivants :
un. Indicateurs de résistance (résistance à la traction, limite d'élasticité, limite d'élasticité, contrainte garantie) ;
b. Indicateurs de dureté (dureté Vickers, dureté Brinell, dureté Rockwell, dureté de surface) ;
c. Indicateurs de plasticité et de ténacité (allongement, résistance aux charges de coin, énergie d'absorption des chocs, fermeté de la tête) ;
d. Indicateurs de couche de décarburation (hauteur minimale de la couche de filetage non-décarburée, profondeur maximale de la couche entièrement décarburée).
4. Explication du nom
1) Résistance à la traction (σb) (N/mm²) : Force de traction maximale qu'un produit peut supporter par unité de surface, faisant référence à la contrainte maximale qu'un matériau métallique peut supporter avant de se briser.
2) Charge garantie (SP) (N/mm²) : Selon la qualité et les spécifications du produit, une certaine charge lui est appliquée pendant une certaine période de temps, et le produit peut la supporter sans aucune déformation permanente mesurable.
3) Limite d'élasticité (σs) (N/mm²) : Le point où la déformation augmente mais la contrainte n'augmente pas lorsque le matériau est étiré. Dans la courbe de traction des produits généraux à faible -résistance, une limite d'élasticité évidente peut être affichée, qui est la limite entre la déformation élastique et la déformation plastique du matériau ; dans la courbe de traction des produits à haute résistance-, il n'y a pas de limite d'élasticité évidente. Lorsque la limite d'élasticité ne peut pas être mesurée, il est permis d'utiliser à la place la méthode de mesure de la limite d'élasticité.
4) Définition de la limite d'élasticité : c'est la limite d'élasticité lorsqu'un matériau métallique subit un phénomène d'élasticité, c'est-à-dire la contrainte qui résiste à la déformation micro-plastique. Pour les matériaux métalliques sans phénomène d'élasticité évident, il est précisé que la valeur de contrainte qui produit 0,2 % de déformation résiduelle est sa limite d'élasticité, appelée limite d'élasticité conditionnelle ou limite d'élasticité. Une force externe dépassant cette limite entraînera une défaillance permanente de la pièce, qui ne pourra pas être récupérée. Par exemple, la limite d'élasticité de l'acier à faible-carbone est de 207 MPa. Lorsque la force externe dépasse cette limite, la pièce produira une déformation permanente ; lorsqu'elle est inférieure à cette limite, la pièce peut reprendre sa forme initiale.
Remarques :
un. La déformation du matériau est divisée en déformation élastique (peut reprendre sa forme originale après la suppression de la force externe) et déformation plastique (ne peut pas revenir à sa forme originale après la suppression de la force externe et la forme change, comme l'allongement ou le raccourcissement).
b. Lorsque la contrainte dépasse la limite élastique, elle entre dans la phase d'élasticité et la déformation augmente rapidement. À ce stade, en plus de la déformation élastique, une partie de la déformation plastique se produira également. Lorsque la contrainte atteint la limite d'élasticité, la déformation plastique augmente fortement et de légères fluctuations se produisent dans la contrainte et la déformation. Ce phénomène est appelé rendement. Les contraintes maximales et minimales à cette étape sont appelées respectivement limite d'élasticité supérieure et limite d'élasticité inférieure.
La valeur de la limite d'élasticité inférieure étant relativement stable, elle est utilisée comme indicateur de résistance du matériau, appelée limite d'élasticité ou limite d'élasticité (ReL ou Rp0,2).
5) Dureté : La capacité d’un matériau métallique à résister à l’indentation d’un objet plus dur est appelée dureté. Il s'agit d'une quantité physique complète de performance d'un matériau, indiquant la capacité d'un matériau métallique à résister à la déformation élastique, à la déformation plastique ou à la fracture dans un petit volume (indicateurs courants : dureté Vickers HV30, dureté Brinell HB, dureté Rockwell HRB et HRC, dureté de surface HV0,3).
6) Résistance à la charge de cale : appliquez un test de charge de cale aux boulons à tête hexagonale, à tête carrée (quatre - coins), à face à bride hexagonale ou à tête creuse, c'est-à-dire testez la résistance à la traction du produit après avoir ajouté un bloc de cale sous la tête, dans le but de détecter la résistance à la traction du produit et la fermeté de sa tête.
7) Allongement (δ) : L'allongement d'un produit est le rapport entre l'allongement après rupture et la longueur d'origine avant rupture.
① Point d'élasticité : contrainte à laquelle l'échantillon peut continuer à s'allonger (se déformer) sans augmenter la force (en restant constante) pendant l'essai.
② Limite d'élasticité supérieure : la contrainte maximale avant que la force ne diminue pour la première fois lorsque l'échantillon cède.
③ Limite d'élasticité inférieure : contrainte minimale dans la phase d'élasticité lorsque l'effet transitoire initial n'est pas pris en compte.
Certains aciers (tels que l'acier à haute-acier au carbone) ne présentent aucun phénomène de rendement évident. Habituellement, la contrainte à laquelle se produit la déformation micro-plastique (0,2 %) est considérée comme la limite d'élasticité de l'acier, appelée limite d'élasticité conditionnelle.
8) Fermeté de la tête : Installez le produit dans un support avec un trou incliné et frappez la tête du produit. Pourboulons à filetage complet-ou des vis, tant qu'aucune tête-de tête ne se produit, même si des fissures apparaissent sur le premier filetage, celui-ci doit être considéré comme répondant aux exigences de cet essai ; pour les produits à demi-filetage-, aucune fissure ne doit être générée au niveau de la tête, de la surface d'appui et du congé de transition entre la surface d'appui et la tige de vis. Selon GB/T 3098.1, cet essai doit être effectué pour les boulons et vis avec des spécifications inférieures ou égales à M16 et de longueur trop courte pour effectuer l'essai de charge en coin.
