Introduction aux filetages en pouces
Les filetages en pouces sont essentiels en génie mécanique, notamment dans les industries utilisant le système impérial. Ce guide se concentre sur le système Whitworth britannique et la norme américaine unifiée, en fournissant des paramètres détaillés pour les diamètres nominaux, le nombre de filets par pouce (TPI) et le pas. Ces systèmes sont utilisés dans la visserie, la tuyauterie et les machines, avec des différences importantes au niveau de l'angle, de la forme et des applications du filetage. La maîtrise de ces normes garantit la compatibilité, la résistance et les performances lors de la conception et de la fabrication.
Le filetage Whitworth, apparu au XIXe siècle, présente un angle de 55° et est spécifié par la norme BS 84-1956. En revanche, le filetage unifié, normalisé par la norme ANSI/ASME B1.1, utilise un angle de 60° pour une meilleure interchangeabilité entre les systèmes américains, britanniques et canadiens après la Seconde Guerre mondiale. Cette comparaison aide les ingénieurs à choisir les filetages appropriés pour les projets internationaux, en privilégiant la précision et la fiabilité.
Système de filetage Whitworth (BS 84)
Les filetages BSW (British Standard Whitworth) et BSF (British Standard Fine), conformes à la norme BS 84-1956, sont des filetages parallèles à crête et fond arrondis pour une meilleure résistance à la fatigue. Le filetage BSW correspond à la série à gros pas, tandis que le filetage BSF offre des pas plus fins pour les applications exigeant une résistance à la traction ou aux vibrations plus élevée.
- Angle du filetage : 55°
- Désignation: Diamètre nominal en pouces et nombre de filets par pouce (TPI), par exemple : 1/2″-12 BSW
- Applications : Couramment utilisé dans les machines, l'automobile et les raccords de tuyauterie britanniques anciens (variantes BSP).
- Calcul du pitch : Pas = 1 / TPI (en pouces)
Pour des performances optimales, les filetages Whitworth doivent être sélectionnés en fonction des exigences de charge et des propriétés du matériau, en veillant à appliquer un couple approprié pour éviter tout arrachement.
Norme de filetage unifiée (ANSI/ASME B1.1)
La norme de filetage unifié en pouces (ANSI/ASME B1.1) définit les séries de filetages à pas gros (UNC), fin (UNF) et extra-fin (UNEF) pour les fixations d'usage général. Ce système favorise la compatibilité internationale grâce à une conception à fond plat qui améliore la résistance.
- Angle du filetage : 60°
- Désignation: Numéro de taille ou diamètre fractionnaire, TPI et série, par exemple 1/2″-13 UNC
- Applications : Largement utilisés dans l'aérospatiale, l'automobile et la construction pour leur polyvalence et leur standardisation.
- Tolérances : Classes 1A/1B (lâche), 2A/2B (normal), 3A/3B (serré) pour la précision de l'ajustement.
Lors de la conception avec des filetages Unified, tenez compte des facteurs environnementaux tels que la corrosion ; les matériaux comme l’acier inoxydable améliorent la durabilité dans des conditions difficiles.
Tableau comparatif des diamètres et des filets par pouce
Le tableau suivant compare les diamètres nominaux (en pouces) avec le nombre de filets par pouce (TPI) pour les filetages unifiés (ANSI B1.1) et Whitworth (BS 84-1956). Les cellules vides indiquent des dimensions non standard ou indisponibles dans cette série.
| Diamètre principal (pouces) | Code de taille unifié | UNC (grossier) | UNF (Amende) | Code de taille Whitworth | BSW (grossier) | BSF (Fine) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.0600 | #0 | 80 | ||||
| 0.0625 | 1/16 | 60 | ||||
| 0.0730 | #1 | 64 | 72 | |||
| 0.0860 | #2 | 56 | 64 | |||
| 0.0938 | 3/32 | 48 | ||||
| 0.0990 | #3 | 48 | 56 | |||
| 0.1120 | #4 | 40 | 48 | |||
| 0.1250 | #5 | 40 | 44 | 1/8 | 40 | |
| 0.1380 | #6 | 32 | 40 | |||
| 0.1563 | 5/32 | 32 | ||||
| 0.1640 | #8 | 32 | 36 | |||
| 0.1875 | 3/16 | 24 | 32 | |||
| 0.1900 | #10 | 24 | 32 | |||
| 0.2160 | #12 | 24 | 28 | |||
| 0.2189 | 7/32 | 24 | 28 | |||
| 0.2500 | 1/4 | 20 | 28 | 1/4 | 20 | 26 |
| 0.2812 | 9/32 | 26 | ||||
| 0.3125 | 5/16 | 18 | 24 | 5/16 | 18 | 22 |
| 0.3750 | 3/8 | 16 | 24 | 3/8 | 16 | 20 |
| 0.4375 | 7/16 | 14 | 20 | 7/16 | 14 | 18 |
| 0.5000 | 1/2 | 13 | 20 | 1/2 | 12 | 16 |
| 0.5625 | 9/16 | 12 | 18 | 9/16 | 12 | 16 |
| 0.6250 | 5/8 | 11 | 18 | 5/8 | 11 | 14 |
| 0.6875 | 11/16 | 11 | 14 | |||
| 0.7500 | 3/4 | 10 | 16 | 3/4 | 10 | 12 |
| 0.8125 | 13/16 | 12 | ||||
| 0.8750 | 7/8 | 9 | 14 | 7/8 | 9 | 11 |
| 1.0000 | 1 | 8 | 12 | 1 | 8 | 10 |
| 1.1250 | 1-1/8 | 7 | 12 | 1-1/8 | 7 | 9 |
| 1.2500 | 1-1/4 | 7 | 12 | 1-1/4 | 7 | 9 |
| 1.3750 | 1-3/8 | 6 | 12 | 1-3/8 | 8 | |
| 1.5000 | 1-1/2 | 6 | 12 | 1-1/2 | 6 | 8 |
| 1.6250 | 1-5/8 | 1-5/8 | 8 | |||
| 1.7500 | 1-3/4 | 5 | 1-3/4 | 5 | 7 | |
| 2.0000 | 2 | 4.5 | 2 | 4.5 | 7 | |
| 2.2500 | 2-1/4 | 4.5 | ||||
| 2.5000 | 2-1/2 | 4 | ||||
| 2.7500 | 2-3/4 | 4 | ||||
| 3.0000 | 3 | 4 | ||||
| 3.2500 | 3-1/4 | 4 | ||||
| 3.5000 | 3-1/2 | 4 | ||||
| 3.7500 | 3-3/4 | 4 | ||||
| 4.0000 | 4 | 4 |
Remarque : Données vérifiées conformément aux normes ANSI/ASME B1.1 et BS 84-1956. Pour connaître les tolérances précises, veuillez consulter les spécifications complètes.
Désignations et abréviations des fils de discussion
La compréhension des codes de filetage est essentielle pour la spécification et l'approvisionnement. Vous trouverez ci-dessous une liste des abréviations courantes pour les filetages en pouces britanniques et américains :
- BA : Association britannique (fils miniatures)
- BSW : Norme britannique Whitworth (gros grain)
- BSF : Norme britannique Fine
- BSP : Tuyau standard britannique (parallèle)
- BSPT : Tuyau conique conforme aux normes britanniques
- BSC : Cycle standard britannique
- UNC : Cours national unifié de gros
- UNF : Amende nationale unifiée
- UNEF : Extra Fine National Unifié
- UNM : Miniature nationale unifiée
- NPT : Tuyau conique national (américain)
Ces désignations garantissent une communication claire dans les dessins techniques et les commandes, évitant ainsi les erreurs d'assemblage.
Applications pratiques et lignes directrices de sélection
Le choix entre les filetages Whitworth et Unified dépend des normes régionales, des exigences de charge et de la compatibilité. Par exemple, les filetages UNC sont privilégiés dans les environnements à fortes vibrations en raison de leur pas plus large qui assure un meilleur verrouillage. À l'inverse, le filetage BSF offre un réglage plus fin pour les machines de précision.
- Évaluer l'environnement d'exploitation : utiliser des revêtements résistants à la corrosion pour les applications extérieures.
- Calculer la résistance à la traction : les filetages plus fins répartissent mieux les contraintes, mais peuvent nécessiter un couple plus élevé.
- Garantir l'interchangeabilité : les filetages unifiés sont conformes aux normes ISO pour une utilisation mondiale.
- Du point de vue de la fabrication : les filetages plus grossiers sont plus faciles à produire et moins sujets au filetage croisé.
Consultez toujours les normes en vigueur telles que l'ASME B1.1-2024 pour les mises à jour, car les spécifications des filetages évoluent pour améliorer les performances.
Foire aux questions (FAQ)
- Quelle est la principale différence entre les threads Whitworth et les threads unifiés ?
- Les filetages Whitworth ont un angle de 55° et des profils arrondis (BS 84), tandis que les filetages Unified présentent un angle de 60° avec des racines plates (ANSI B1.1), ce qui affecte la résistance et la compatibilité.
- Comment convertir un TPI en pas en pouces ?
- Le pas se calcule en divisant 1 par le nombre de filets par pouce (TPI). Par exemple, 20 TPI équivalent à un pas de 0,05 pouce, ce qui permet de choisir le taraud et la filière.
- Les fils Whitworth sont-ils encore utilisés aujourd'hui ?
- Oui, principalement dans la restauration d'équipements anciens et dans certains secteurs industriels britanniques, bien que les filetages unifiés dominent les applications modernes de normalisation.
- Quelle classe de tolérance dois-je choisir pour les threads unifiés ?
- La classe 2A/2B est la norme pour une utilisation générale, offrant un équilibre entre ajustement et coût ; utilisez 3A/3B pour la précision lorsqu'un jeu minimal est requis.
- Les threads Unified et Whitworth sont-ils interchangeables ?
- Non, en raison des différences d'angles et de profils, toute tentative d'interchangeabilité peut entraîner une défaillance. Pour des raisons de sécurité, il est impératif d'utiliser des systèmes compatibles.
- Comment le pas de filetage affecte-t-il la résistance des fixations ?
- Des pas plus fins (TPI plus élevé) augmentent la surface d'engagement du filetage, améliorant la résistance à la traction mais réduisant la résistance au cisaillement dans les matériaux mous.
