14 types de trous en ingénierie

Les trous figurent parmi les caractéristiques les plus courantes en ingénierie et en fabrication. On en trouve presque partout, mais tous les trous ne se ressemblent pas. Certains accueillent des vis, d’autres assurent un alignement précis, et d’autres encore permettent l’écoulement d’un fluide.

Dans ce guide, vous découvrirez les différents types de trous en ingénierie.

Qu’est-ce qu’un trou en ingénierie ?

Un trou est une découpe ou une ouverture pratiquée dans un matériau, généralement par perçage, poinçonnage ou moulage. Les trous remplissent de nombreuses fonctions : fixation, allègement, ventilation et alignement des pièces.

La taille, la forme et la profondeur d’un trou dépendent de sa fonction dans une conception. Les ingénieurs utilisent des termes normalisés pour définir les trous, comme diamètre, profondeur, chanfrein, lamage et tolérance. Ces détails garantissent que les trous s’ajustent correctement avec les autres composants.

Ajustements, annotations et tolérances des trous en ingénierie

Lors de la conception de trous, vous devez tenir compte des ajustements, des annotations et des tolérances. Examinons ces points plus en détail.

Ajustements

Lorsqu’un trou est réalisé dans une pièce, il doit souvent s’ajuster avec une autre pièce, comme un arbre ou un boulon. La manière dont ces pièces s’assemblent s’appelle un ajustement. Il existe 3 principaux types d’ajustements :

Ajustement avec jeu – Le trou est légèrement plus grand que l’arbre, ce qui permet à l’arbre de se déplacer librement.

Ajustement serré – Le trou est plus petit que l’arbre, qui doit donc être forcé pour s’insérer.

Ajustement incertain – Les dimensions du trou et de l’arbre sont très proches, si bien que l’ajustement peut être serré ou avec jeu selon la tolérance.

Annotations

Les annotations sont la manière dont les ingénieurs désignent les trous sur les dessins techniques. Elles comprennent des symboles et des mesures comme le diamètre, la profondeur et les caractéristiques spéciales (taraudage ou chanfreinage, par exemple). Ces détails vous aident à réaliser des trous précis.

Tolérances

Les tolérances sont les petites variations admises sur la taille et la forme du trou. Aucun trou n’est parfait, mais les tolérances garantissent qu’il est suffisamment proche pour fonctionner correctement.

Elles contrôlent la largeur du trou, sa profondeur, la forme de ses bords, ainsi que sa circularité et sa rectitude. Elles permettent aux trous de remplir correctement leur fonction finale.

14 types de trous en ingénierie

Chaque type de trou remplit une fonction spécifique ; examinons-les ci-dessous.

1. Trou simple

Un trou simple est une ouverture ronde qui peut traverser entièrement un matériau ou s’arrêter à une certaine profondeur. Il présente le même diamètre de haut en bas.

Les trous simples servent à l’assemblage ou au passage. Les ingénieurs les indiquent par le symbole « Ø » sur les dessins. Vous pouvez les percer avec des forets standard.

2. Trou borgne

Un trou borgne ne traverse pas toute l’épaisseur du matériau. Il s’arrête à une certaine profondeur et ne comporte qu’une seule ouverture. Les ingénieurs les indiquent par « ↓ » sur les dessins, par exemple « Ø 30 ↓ 12mm » pour un trou de 30 mm de profondeur 12 mm.

Le perçage des trous borgnes peut être délicat, car l’accumulation de matière peut casser le foret. Ils sont utiles pour le montage, la fixation et la réduction de poids.

3. Trous taraudés

Un trou taraudé comporte un filetage interne permettant d’insérer un boulon ou une vis sans utiliser d’écrou. Des outils spéciaux comme les fraises à fileter ou les inserts permettent de réaliser ces trous.

Les ingénieurs utilisent « Ø » ou « M » pour les indiquer sur les dessins. « M » désigne les filetages métriques, et le nombre qui suit indique la taille du filetage.

4. Trou débouchant

Un trou débouchant traverse entièrement le matériau. Il est annoté « Ø diamètre Thru » sur les dessins. Par exemple, « Ø 30 Thru » désigne un trou de 30 mm qui traverse complètement la pièce.

Ces trous servent au passage de fluides, au câblage et à la fixation. Vous pouvez les réaliser par perçage ou par poinçonnage du matériau.

5. Trou interrompu

Un trou interrompu est un trou partiellement obstrué ou coupé par une autre caractéristique, comme une rainure ou un autre trou. Il reste aligné même après avoir traversé la section interrompue.

Ces trous sont courants dans les logements de roulements, les goupilles de positionnement et les boulons cachés. Bien qu’ils semblent complexes, ils peuvent être percés en plusieurs étapes sans réglage supplémentaire.

6. Trous taraudés

Un trou taraudé est similaire à un trou fileté, mais il est réalisé à l'aide d'un taraud plutôt que par inserts ou fraisage de filets. Tous les trous taraudés sont des trous filetés, mais tous les trous filetés ne sont pas des trous taraudés.

Les ingénieurs les désignent par « M » suivi du diamètre, du pas et de la profondeur du filetage. Par exemple, « M6 1.5 10 » désigne un trou de 6 mm de diamètre avec un pas de filetage de 1,5 mm et une profondeur de 10 mm.

7. Trous coniques

Un trou conique présente un diamètre qui diminue progressivement d'une extrémité à l'autre. Ces trous sont utilisés dans les assemblages par frettage, les systèmes fluidiques et les joints haute pression.

Les ingénieurs les mesurent par l'angle de cône (en degrés) et les repèrent sur les plans à l'aide d'un triangle traversé d'une ligne.

8. Trous à lamage

Un trou à lamage comporte une section plus large à fond plat en partie supérieure, permettant aux têtes de fixation (comme les boulons) d'affleurer la surface. Cela rend les assemblages plus solides et plus esthétiques.

Le symbole des trous à lamage est « ⌴ », suivi du diamètre du trou, par exemple « ⌴Ø20 » pour un lamage de 20 mm.

9. Trous à fraisure

Un trou à fraisure comporte une section conique (inclinée) en partie supérieure, permettant aux vis à tête fraisée d'affleurer la surface. Il est similaire au lamage, mais avec un bord incliné. Le symbole d'un trou à fraisure est « ⌵ » sur les plans.

10. Trous à avant-trou fraisé

Un trou à avant-trou fraisé présente une ouverture conique ou évasée pour recevoir des fixations comme des rivets ou des boulons. Cette conception permet aux fixations d'affleurer, améliorant la solidité et l'aspect d'un assemblage. Il est similaire au trou à fraisure, mais le cône est généralement moins prononcé.

11. Trous à portée fraisée

Un trou à portée fraisée est un lamage peu profond qui crée une surface plane et lisse sur laquelle repose un boulon ou une rondelle. Il assure une répartition uniforme de la pression et évite d'endommager les fixations. Les ingénieurs utilisent « ⌴ SF » comme annotation sur les plans.

12. Trous de passage de vis

Un trou de passage de vis est légèrement plus grand que la vis qu'il reçoit, permettant à celle-ci de passer librement. Cela facilite le montage et le démontage. La dimension du trou est calculée à l'aide de :

Dimension du trou de passage = (diamètre de la vis + diamètre de la tête de vis) / 2

13. Trous alésés

Un trou alésé est un trou simple qui a été affiné à l'aide d'un alésoir pour obtenir un diamètre d'une grande précision et un état de surface lisse. Les trous alésés sont utilisés lorsque des tolérances serrées sont requises.

14. Trous sécants

Un trou sécant se forme lorsque deux trous se recoupent partiellement ou totalement. On les rencontre souvent en tôlerie et dans les assemblages complexes. Les trous sécants peuvent réduire la résistance de la matière, un renfort peut donc être nécessaire.

Méthodes courantes d'usinage des trous

Il existe plusieurs façons de réaliser des trous en ingénierie. Voici les méthodes les plus courantes :

Fraisage CNC

Les fraiseuses CNC utilisent différents outils de coupe, notamment des forets, des fraises à bout et des outils à surfacer, pour réaliser des trous. Ces machines peuvent créer des formes de trous complexes, y compris non circulaires, en suivant des instructions programmées.

Le fraisage CNC est utile car il permet d'effectuer plusieurs tâches en un seul montage, notamment le perçage, l'alésage, le lamage et le rainurage, ainsi que d'autres opérations d'usinage.

Perçage CNC

Le perçage CNC est un moyen rapide et précis de réaliser des trous circulaires. Le processus commence par la conception du trou dans un logiciel, sa conversion en un format lisible par la machine (fichier STEP ou STL), puis l'exécution du programme.

Le foret tourne et descend, en coupant la matière. Il existe différents types de perceuses CNC, comme les perceuses à postes multiples, les perceuses radiale et les micro-perceuses, selon l'application.

Taraudage CNC

Le taraudage CNC sert à créer des filets internes à l'intérieur des trous. Il utilise des tarauds et des filières pour couper les filets afin d'y insérer des vis ou des boulons. Ce procédé est couramment utilisé pour les trous de fixation dans les assemblages mécaniques.

Perçage par électroérosion

Le perçage par EDM (électroérosion) est une méthode de perçage sans contact. Au lieu d'utiliser un foret, il utilise une électrode-fil qui crée une étincelle électrique dans un fluide diélectrique. L'étincelle fait fondre la matière, créant un trou.

Cette méthode est parfaite pour les trous minuscules (jusqu'à 0,065 mm) et convient bien aux matériaux durs, à condition qu'ils conduisent l'électricité. Elle est utile pour réaliser des micro-trous et des trous courbes dans les secteurs de l'aérospatiale, du médical et de la précision.

Alésage

L'alésage est un procédé qui permet d'agrandir un trou ou d'en améliorer la précision. Plutôt que de percer un nouveau trou, vous reprenez un trou existant et utilisez un outil de coupe à un seul tranchant pour enlever de la matière. L'alésage peut être réalisé sur des tours, des fraiseuses ou des aléseuses. Cette méthode est particulièrement utile lorsque vous devez créer de grands trous ou maintenir une dimension très précise.

L'alésage garantit également que le trou est parfaitement circulaire et aligné, ce qui est essentiel pour les pièces de haute précision.

Comment choisir le bon type de trou en usinage ?

Choisir le mauvais type de trou peut entraîner un désalignement, une structure fragilisée, un échec d'assemblage ou un produit non fonctionnel. Voici donc quelques points à prendre en compte pour choisir le bon type de trou :

Fonction du trou

Tout d'abord, réfléchissez à la raison d'être du trou. S'il sert à fixer des boulons et des écrous, un trou taraudé est le meilleur choix. S'il doit permettre l'écoulement d'un lubrifiant ou assurer l'étanchéité, un trou conique ou fraisé peut être plus adapté. Pour le montage ou l'alignement, un simple trou borgne est une bonne option.

Taille et forme du trou

Ensuite, considérez le diamètre et la profondeur du trou. Demandez-vous si le trou doit être circulaire, carré ou de forme irrégulière. Certains types de trous ne fonctionnent qu'avec des formes et des tailles spécifiques.

Type de matériau

Le type de matériau que vous usinez influence la façon dont le trou peut être réalisé. Si le matériau est dur, cassant ou sensible à la chaleur, vous aurez peut-être besoin d'outils spéciaux pour créer le trou. Les métaux durs peuvent nécessiter un alésage ou un perçage par électroérosion, tandis que les matériaux plus tendres se percent ou se fraisent plus facilement.

Source d'énergie et machines

Enfin, pensez à la machine et à la source d'énergie disponibles pour percer ou usiner le trou. Une source d'énergie insuffisante peut entraîner des trous imprécis et une accumulation de matière, rendant le trou inutilisable. Assurez-vous que vos machines et vos outils peuvent réaliser le type de trou dont vous avez besoin.

Conclusion

Les trous sont un élément important de l'ingénierie et de la fabrication. Ils contribuent à la fixation, à l'alignement, à l'écoulement des fluides et à bien d'autres fonctions. Chez DEK, nous pouvons vous aider à créer des trous précis et de haute qualité grâce au fraisage CNC, au perçage, à l'électroérosion et au taraudage avancés. Contactez-nous dès maintenant et laissez-nous répondre à vos besoins d'usinage.