Types d'ajustements : comment choisir le bon en ingénierie

Les ajustements sont un aspect crucial de l'ingénierie : ils permettent d'assembler les pièces entre elles afin qu'elles puissent se monter et supporter la charge des différents composants. Si vous prévoyez de faire fabriquer de nouveaux composants et souhaitez connaître les différents types d'ajustements et leur fonctionnement, le guide ci-dessous vous dit tout. Poursuivez votre lecture.

Qu'est-ce qu'un ajustement en ingénierie ?

Les ajustements en ingénierie sont les éléments qui facilitent l'assemblage mécanique : les deux pièces qui s'accouplent sont réunies. Ces ajustements servent à réaliser des liaisons temporaires ou permanentes. L'ajustement représente le jeu mécanique du contact physique entre les composants qui s'accouplent.

Les pièces ne peuvent supporter des charges que si elles sont correctement assemblées. Sinon, elles ne peuvent pas supporter la charge.

Base des ajustements : système alésage et arbre

Les systèmes de base alésage et de base arbre constituent une norme reconnue pour les ajustements en ingénierie. Ils se déclinent en deux variantes : base arbre et base alésage. Toutes deux comportent un composant de base dont la dimension est fixe. L'autre composant est modifié en taille afin d'obtenir l'ajustement requis.

Parmi ces deux systèmes, le système de base alésage est le plus répandu, et il est même plus pratique pour contrôler le diamètre de l'arbre que celui de l'alésage. Le système de base arbre est également important pour les arbres tournant à grande vitesse : la taille de l'alésage est modifiée afin d'obtenir l'ajustement requis.

Les 3 principaux types d'ajustements

Il existe trois principaux types d'ajustements, et chaque type possède ses sous-catégories ; les trois types sont présentés ci-dessous.

Type 1 : ajustement serré

Les ajustements serrés sont des ajustements qui génèrent une force de frottement élevée capable de maintenir fermement les surfaces accouplées l'une contre l'autre. Le jeu négatif de l'ajustement serré assure la cohésion des composants accouplés, qui restent pressés l'un contre l'autre.

L'ajustement serré est également obtenu par frettage : l'un des composants est chauffé ou refroidi afin qu'il se contracte ou se dilate, et un jeu négatif est obtenu. Cela comprime fermement les composants ensemble. Le jeu dans l'ajustement serré varie entre -0,001 mm et -0,042 mm.

L'ajustement pressé est une variante qui présente le plus faible jeu négatif et convient aux liaisons de résistance moyenne.

L'ajustement à force présente un serrage moyen, qui peut aider à supporter la charge et nécessite un pressage à chaud ou à froid pour assembler les composants en force.

Les ajustements forcés sont les ajustements en ingénierie qui nécessitent un pressage à chaud ou à froid ; ce sont des ajustements permanents. Ils exigent un tolérancement minutieux afin que les pièces ne se cassent pas.

Type 2 : ajustements avec jeu

Les ajustements avec jeu présentent un jeu positif et ne laissent aucun espace entre les surfaces assemblées. Les pièces d'un ajustement avec jeu disposent d'une certaine liberté, comme l'exemple d'une goupille et d'un châssis. Cela permet aux composants de se déplacer indépendamment tout en restant bloqués dans leur position. La plage de jeu de ces ajustements en ingénierie se situe entre 0,025 mm et 0,089 mm.

Dans un ajustement glissant libre, le jeu est supérieur à la plage ci-dessus, et les composants peuvent facilement coulisser et tourner.

L'ajustement glissant est identique à l'ajustement libre ; les composants peuvent maintenir une grande vitesse et la liaison peut subir une dilatation thermique. Toutefois, la précision de positionnement de ce type d'ajustement est faible.

Les ajustements glissants serrés offrent une meilleure précision de positionnement, et les composants peuvent se déplacer à grande vitesse et à haute température.

Les liaisons glissantes présentent un ajustement en ingénierie de haute précision, avec un jeu minimal afin que le degré de liberté soit limité et que seul le coulissement soit permis.

Les ajustements de positionnement offrent une grande précision et aident à positionner les pièces avec exactitude pour l'accouplement. Le jeu de ce type d'ajustement est très faible, ce qui permet un mouvement fluide avec lubrification.

Type 3 : ajustements incertains

L'ajustement incertain est une combinaison d'ajustement avec jeu et d'ajustement serré. Selon les exigences de l'application, il peut présenter soit un jeu limité, soit un serrage.

En cas de serrage négatif, la capacité de charge est moindre, et en cas de jeu, le débattement n'est pas important.

L'ajustement de transition offre des composants de positionnement très précis pour les opérations d'assemblage, et les mouvements relatifs sont limités dans ce cas. Le jeu ou le serrement mécanique de ces ajustements se situe entre +0,023 mm et -0,018 mm.

Un ajustement similaire laisse un jeu très minime, et le maillet en caoutchouc est utilisé pour réaliser l'assemblage.

Un ajustement fixe laisse un léger serrement, et l'assemblage est obtenu en appliquant une force légère. Les poulies et les engrenages relèvent de la catégorie des ajustements fixes.

Une force négligeable est nécessaire pour assembler les pièces.

Ce type d'ajustement permet de remplacer les pièces sans difficulté.

Comment obtenir les tolérances dimensionnelles des ajustements ?

Pour obtenir la tolérance dimensionnelle des ajustements, voici quelques méthodes.

Usinage CNC de précision

L'usinage CNC offre une grande précision avec une tolérance de +/- 0,001 mm, et si vous choisissez les bons outils, vous pouvez produire des composants d'une grande précision.

Rectification

Rectification est une méthode qui offre un usinage ultra-précis avec une précision de +/- 0,25 micron.

Alésage

L'alésage est une application spécialisée qui facilite la réalisation de trous, et ces trous sont couramment utilisés pour les composants d'accouplement dans les ajustements mécaniques ; l'alésage est donc adapté. C'est une méthode très précise qui permet d'enlever la matière au sein de la pièce et de créer des trous avec une tolérance serrée.

Comment choisir un ajustement adapté à votre projet

Voici quelques facteurs importants qui vous aident à choisir un ajustement adapté à votre projet :

Application

Les exigences de l'application vous aident à choisir le bon ajustement. Vous devez analyser la manière dont les composants interagissent une fois assemblés, s'ils doivent tourner ou non, et la fonction qu'ils sont censés remplir.

Budget

Le budget et les exigences de fonctionnalité doivent trouver un équilibre. Pour créer une tolérance serrée, vous devez choisir un procédé de fabrication précis qui respecte votre budget et vous offre également le bon ajustement.

Tolérance

La tolérance varie selon chaque application ; il est donc essentiel de choisir la tolérance d'ajustement adaptée à l'application de votre composant. Vous devez analyser si le composant tourne complètement ou non, et quel jeu fonctionnel est nécessaire.

Conclusion

Lors de la fabrication de composants qui s'accouplent entre eux, la prise en compte de la bonne tolérance et du bon type d'ajustement est essentielle. Comme vous avez lu le guide ci-dessus, vous en avez sans doute appris tout l'essentiel. Alors, contactez-nous à DEK, et nous concevrons pour vous des composants d'une grande précision avec l'ajustement qui convient.