PROJECTION ORTHOGONALE (partie 3/3)

## Introduction Dans le domaine du Dessin Industriel, la compréhension des systèmes d'assemblage est fondamentale. Le système vis-écrou est l'un des mécanismes les plus courants et les plus polyvalents, essentiel pour l'assemblage de pièces mécaniques et la transmission de mouvement. Cette leçon explorera les composants, les types de filetages et, surtout, la manière de les représenter correctement en projection orthogonale, une compétence clé pour tout dessinateur technique. ## Concepts Clés ### Qu'est-ce qu'un système vis-écrou? Un système vis-écrou est un assemblage mécanique constitué d'une **vis** (pièce filetée extérieurement) et d'un **écrou** (pièce filetée intérieurement). Ce système permet de : * **Assembler** des pièces de manière démontable. * **Transmettre** un mouvement de rotation en un mouvement de translation (par exemple, dans les vérins ou les presses). ### Les Composants #### 1. La Vis La vis est une tige généralement cylindrique, munie d'un filetage extérieur et souvent d'une tête pour permettre sa manipulation (serrage, desserrage). * **Tête de vis :** Différentes formes existent (hexagonale, cylindrique, fraisée, bombée, etc.), chacune adaptée à des contraintes esthétiques, d'encombrement ou de serrage. * **Corps (ou tige) :** La partie cylindrique de la vis, pouvant être entièrement filetée ou partiellement. * **Filetage :** La partie hélicoïdale de la vis qui interagit avec l'écrou. #### 2. L'Écrou L'écrou est une pièce, généralement de forme polygonale (le plus souvent hexagonale), percée et filetée intérieurement pour recevoir une vis. * **Formes d'écrou :** Les plus courantes sont hexagonales ou carrées. On trouve aussi des écrous borgnes, des écrous à embase, etc. * **Filetage interne :** Complémentaire au filetage de la vis, il assure la liaison mécanique. #### 3. La Rondelle (Optionnel) La rondelle est une pièce plate, généralement circulaire, placée entre la tête de la vis (ou l'écrou) et la pièce à serrer. Elle sert à : * Répartir la pression de serrage sur une plus grande surface. * Protéger la surface des pièces. * Assurer un blocage (rondelles frein). ### Types de Filetages Le filetage est caractérisé par sa forme, son diamètre et son pas. Le type le plus répandu en mécanique est le **filetage métrique ISO**. * **Filetage métrique (ISO) :** Désigné par la lettre 'M' suivie du diamètre nominal en mm et parfois du pas (par exemple, M10x1.5 signifie un diamètre nominal de 10 mm et un pas de 1.5 mm). Si le pas n'est pas spécifié, il s'agit d'un pas standard (par exemple, M10 sans pas signifie un pas de 1.5 mm). * **Pas (p) :** La distance axiale parcourue par la vis ou l'écrou en un tour complet. C'est l'écartement entre deux sommets de filet consécutifs. \[ p = rac{ ext{Déplacement axial}}{ ext{Nombre de tours}} \] * **Diamètre nominal (d) :** Le diamètre extérieur du filetage de la vis (ou diamètre de creux de l'écrou). * **Diamètre de noyau (d_n) :** Le diamètre intérieur de la vis (au fond des creux de filet). ### Représentation en Projection Orthogonale La représentation des filetages en dessin industriel obéit à des conventions normalisées pour simplifier le dessin tout en restant clair. On utilise majoritairement une représentation simplifiée. #### Conventions de Filetage Externe (Vis) * **Vue de face (ou coupe) :** * Le diamètre nominal est représenté par un trait fort continu. * Le diamètre de noyau est représenté par un trait fin continu. * L'extrémité filetée est dessinée par un trait fort oblique à 60° (tronc de cône ou chanfrein). * **Vue de bout :** * Le diamètre nominal est représenté par un cercle plein (trait fort). * Le diamètre de noyau est représenté par un arc de cercle à 3/4 (trait fin), avec un espace libre d'environ 1/4 du cercle, indiquant le début du filet. #### Conventions de Filetage Interne (Écrou) * **Vue de face (ou coupe) :** * Le diamètre nominal est représenté par un trait fin continu. * Le diamètre de noyau est représenté par un trait fort continu. * L'extrémité filetée est dessinée par un trait fort oblique à 60° (tronc de cône ou chanfrein). * **Vue de bout :** * Le diamètre nominal est représenté par un arc de cercle à 3/4 (trait fin). * Le diamètre de noyau est représenté par un cercle plein (trait fort). #### Représentation d'un ensemble vis-écrou Lorsque la vis et l'écrou sont assemblés, le filetage de la vis *cache* le filetage interne de l'écrou dans la zone de contact. * Dans une coupe, c'est toujours le filetage de la pièce **mâle** (la vis) qui est représenté de manière complète. * Le filetage de la pièce **femelle** (l'écrou) est interrompu au niveau de l'engagement. ## Vocabulaire * **Vis :** Pièce filetée extérieurement, utilisée pour l'assemblage ou la transmission. * **Écrou :** Pièce filetée intérieurement, utilisée en combinaison avec une vis. * **Filetage :** Ensemble des filets formant une hélice sur une pièce. * **Pas (p) :** Distance axiale entre deux filets consécutifs. * **Diamètre nominal :** Diamètre extérieur de la vis ou diamètre de creux de l'écrou. * **Diamètre de noyau :** Diamètre au fond des filets de la vis ou diamètre extérieur de l'écrou. * **Chanfrein :** Petite surface oblique qui supprime une arête vive. * **Rondelle :** Pièce plate interposée entre deux autres pièces pour répartir la charge ou assurer l'étanchéité. * **Projection orthogonale :** Méthode de représentation en deux dimensions d'un objet en trois dimensions, à partir de différentes vues (face, dessus, côté). ## Exemples ### Exemple 1: Vis à tête hexagonale (Vue de face et Vue de bout) Imaginez une vis M10x1.5. Sa représentation simplifiée serait : * **Vue de face :** Corps cylindrique avec le diamètre nominal par un trait fort et le diamètre de noyau par un trait fin. La tête hexagonale serait dessinée selon les conventions standards. * **Vue de bout :** Un cercle fort (diamètre nominal) avec un arc de cercle fin sur environ 3/4 du périmètre (diamètre de noyau). ### Exemple 2: Écrou hexagonal (Vue de face et Vue de bout) Pour un écrou M10 : * **Vue de face :** Un corps cylindrique creux avec le diamètre de noyau par un trait fort et le diamètre nominal par un trait fin. Les chanfreins sont aussi représentés. * **Vue de bout :** Un cercle fort (diamètre de noyau) avec un arc de cercle fin sur environ 3/4 du périmètre (diamètre nominal). ### Exemple 3: Assemblage vis-écrou en coupe Si une vis traverse une plaque et est serrée par un écrou, la vue en coupe montrerait : * Le filetage de la vis (mâle) représenté entièrement dans la zone d'engagement. * Le filetage de l'écrou (femelle) représenté de manière simplifiée et interrompu par celui de la vis. Le trait fort du filetage de l'écrou correspond au diamètre de noyau de la vis. ## Exercices 1. Dessinez en vue de face et en vue de bout simplifiées une vis à tête hexagonale M12 (pas standard). 2. Dessinez en vue de face et en vue de bout simplifiées un écrou hexagonal M12. 3. Dessinez en coupe l'assemblage de la vis et de l'écrou des questions 1 et 2, serrant une plaque d'épaisseur 20mm. N'oubliez pas une rondelle sous l'écrou. 4. Identifiez sur un plan donné les symboles de filetage externe et interne. ## Devoirs 1. Recherchez et dessinez les différentes formes de têtes de vis et d'écrous existantes (au moins 3 de chaque type). 2. À partir d'une pièce réelle (par exemple, un boulon), mesurez son diamètre nominal et son pas. Ensuite, représentez-le en trois vues (face, dessus, gauche) avec une coupe partielle pour montrer le filetage interne si applicable. 3. Expliquez l'intérêt d'utiliser une rondelle dans un assemblage vis-écrou. ## Résumé Le système vis-écrou est un élément central en conception mécanique, utilisé pour l'assemblage et la transmission. Il est composé d'une vis (filetage externe) et d'un écrou (filetage interne), souvent complétés par une rondelle. La représentation normalisée des filetages en projection orthogonale est essentielle : elle simplifie le dessin tout en garantissant une communication claire des spécifications techniques. Maîtriser ces conventions est indispensable pour interpréter et créer des dessins industriels précis.