Clavettes parallèles

Voici le plan

Présentation

-Vocabulaire -Les produits industriels

Principe général

-La norme DIN 6885

-Pour les dimensions caractéristiques -Pour les ajustements

Les usinages

-L’arbre et ses rainures

-Usinage d’une rainure avec fraise deux tailles travaillant en bout avec clavette parallèle de forme A. -Usinage d’une rainure avec fraise disque avec clavette parallèle de forme B. -Usinage d’une rainure avec fraise deux tailles travaillant en bout avec clavette parallèle de forme C. -Représentations 2D en fonction de l’usinage et de la forme de la clavette. -Attention !

-Le moyeu et ses rainures

-Rainure débouchante -Rainure débouchante par brochage -Rainure non débouchante (gorge) -Rainure non débouchante (perçage transversal)

Ensemble monté.

-Montage claveté avec une clavette parallèle de type A -Montage claveté avec une clavette de type B -Montage claveté avec une clavette de type C -Coupe transversale

Présentation

Je vais définir ici en traitant des clavettes parallèles beaucoup de notions applicables aux autres types de clavettes.

Vocabulaire

Mettons au net le vocabulaire des éléments technologiques entrant en jeu. La clavette : C’est un élément technologique standard, et comme il existe différentes formes de clavettes : eh bien il a bien fallu leur donner des noms.

Une approche technologique va nous aider à répondre à cette question “Comment est proposé ce produit ?”

Les produits industriels

En construction mécanique, voila l’image la plus commune que l’on se fait d’une “Clavette”

Manutan

Voila si vous observez le catalogue d’un marchand de clavette, vous pourriez rencontrer cela : déjà il appelle cela une clavette rectangulaire (c’est un drôle de rectangle),la norme doit dire plutôt “parallèle” Eh au fait quel norme ?…. il la rappelle, “DIN 6885″ Il classe cet objet dans la réalisation de liaison par obstacle, c’est bien vrai et indique qu’elle est de forme A, c’est bien vrai également.

Dans ce catalogue ils nous donne les trois dimensions du parallélépipède rectangulaire qui est le volume enveloppe de cette clavette à bouts ronds (Forme A) (on regardera un peu plus loin les autres formes) On peut aussi se faire une petite idée du prix de cet élément Il nous rappelle avec insistance les tolérances de fabrications de cet élément, on peut donc en déduire que cela doit être utile…

Pour nous aider à choisir il propose un petit mémo, mais ici c’est pour des clavettes dans un matériaux Inox. Observez ce mémo, on y constate que la taille de la clavette change en fonction du diamètre de l’arbre ou de l’alésage du moyeu. Il est vrai que la norme a standardisé cet objet de façon à ne pas multiplier les dimensions. Sinon l’on verrai apparaître des petits arbres avec des très grosses clavettes ou bien des gros arbres avec des toutes petites clavettes. L’expérience des concepteurs est rentré en jeu.

Principe général

La norme DIN 6885

Ici je matérialise donc que lorsque l’on a le diamètre “d” de l’arbre et bien la largeur b de la clavette s’impose par la norme. Et du coup la profondeur de chaque rainure aussi. Dans la majorité des documents scolaires que vous rencontrerez, la profondeur des rainures sont définies par les cotes appelées J et K

Pour les dimensions caractéristiques

Dans les catalogues vous pouvez trouver cela sous cette forme. Faites attention regardez bien l’ambiguïté de représentation de la cote h2 qui doit se retrancher de “d” pour obtenir “j” ainsi que de la cote h3 qui doit s’ajouter à “d” pour obtenir “k”. Ici la largeur de la clavette est noté “L1″

On voit ici une tolérance JS10 pour la largeur de la clavette, alors que nos documents scolaires en général tirés des normes nous indiquent h9.Cela n’est pas très grave, car le JS10 sera juste un peu plus serré que le h9 dans une rainure réalisée en principe en N9. La colonne en couleur bleu foncée de droite correspond à un clavetage avec clavette mince.

Pour les ajustements

Bon résumons un peu tout cela: Trois situations de clavetage sont  envisagées, libre, neutre et serré. La clavette étant l’élément standard, celle-ci a toujours la même tolérance sur largeur b et sa profondeur h (ou hauteur). Quelque soit la situation la clavette est toujours montée sans jeu dans la rainure de l’arbre, de léger serrage (h9-H9) jusqu’ a très serré (h9-P9) . Par contre c’est dans l’ajustement entre la clavette et la rainure radialement que l’on passe de glissant(h9-D10) à serré(h9-P9).

Bon voyons un peu les rainures réalisées sur l’arbre.

Les usinages

L’arbre et ses rainures

www.raffy.fr/fichiers/savoir-faire.php

Usinage d’une rainure avec fraise deux tailles travaillant en bout avec clavette parallèle de forme A

Pour réaliser la rainure dans l’arbre, on dispose de nombreux modes de fabrications. Par exemple sur cette vidéo je vous propose de voir le principe d’usinage d’une rainure avec une fraise “de bout”.

Usinage d’une rainure avec fraise disque avec clavette parallèle de forme B

Sur cette vidéo je vous propose de voir le principe d’usinage d’une rainure avec une fraise “disque”, dans laquelle il est logique d’y installer une clavette de forme B.

Usinage d’une rainure avec fraise deux tailles travaillant en bout avec clavette parallèle de forme C

Sur cette vidéo je vous propose de voir le principe d’usinage d’une rainure avec une fraise “de bout” en bout d’arbre avec insertion d’une clavette de forme C

Si une rainure s’usine et bien elle se mesure et elle est contrôlé…

Représentations 2D en fonction de l’usinage et de la forme de la clavette.

Ici je vous propose d’analyser la représentation graphique 2D, longitudinale de la clavette dans la rainure de l’arbre. Toutes ces représentations sont acceptables. La différence provient principalement de la volonté de précision et du nombre de renseignements que l’on désire fournir sur ce dessin. Une clavette en coupe longitudinale ne se hachure pas.

Quelque soit la représentation 2D longitudinale, une coupe transversale donnera ce résultat. La clavette est ajustée “serré” (on devrait dire sans jeu) latéralement et l’on suppose celle-ci, sauf volonté particulière, enfoncée au maximum dans son logement. La figure de droite respecte avec plus d’exactitude les proportions de hauteur, de largeur et d’enfoncement de la clavette dans l’arbre.

Attention !

Vous pouvez remarquer que contrairement à beaucoup de livres scolaires, je ne dessine pas les chanfreins. C’est un choix qui me semble logique, car celui-ci est de très faible dimension et surcharge d’une façon trop importante un dessin que vous avez bien du mal à représenter avec justesse. Ensuite par exemple sur un dessin à l’échelle 1 avec une clavette de hauteur 6mm dans un arbre de diamètre 20 mm, ces chanfreins qui sont en réalité des arrondis d’environ 0,3 mm, seront représentés avec un écartement d’environ 1mm, et du coup prendront une importance figurative inutile.

Bon nous nous sommes occupés de la clavette avec son arbre, maintenant il nous reste à analyser l’usinage de la rainure dans le moyeu et après la représentation en 2D de l’ensemble claveté

Le moyeu et ses rainures

En un premier temps nous allons observer le principe  général d’obtention d’une rainure débouchante dans un moyeu.

Je tiens à rappeler que je ne suis pas professeur de fabrication, et que je suis parfaitement conscient de la faiblesse de mes connaissances à ce sujet, mais toute connaissance est en interaction avec diverses disciplines connexes et je fais de mon mieux pour que mon enseignement ne soit pas isolé, car les connexions interdisciplinaires ont l’avantage de faciliter la mémorisation et la fixation dans notre cerveau des connaissances.

Rainure débouchante dans un moyeu

Ici vous pouvez observer le principe d’obtention d’une rainure débouchante. La machine en principe est une mortaiseuse. Cela sous entend un usinage de petite et moyenne série.

Rainure débouchante par brochage

Ici vous pouvez observer le principe d’obtention d’une rainure débouchante. La machine ici est équivalente à une presse qui va pousser la broche et obtenir de cette façon en plusieurs passages la rainure désirée. Pour amortir le coût de la broche il est évident que la série de pièces doit être assez importante.

Maintenant observons une solution technique mainte fois rencontrée pour la réalisation d’un  mortaisage d’une rainure non débouchante, en usinant une gorge pour pouvoir permettre le dégagement de copeau.

Rainure non débouchante dans un moyeu (gorge)

Ici vous pouvez observer le principe d’obtention d’une rainure non débouchante. La machine en principe est une mortaiseuse. Cela sous entend un usinage de petite et moyenne série. Le moyeu étant souvent de forme cylindrique, il peut être aisé de réaliser une gorge, qui permettra le dégagement du copeau de l’outil de mortaisage.
Observez bien le dessin en détail

Maintenant observons une solution technique mainte fois rencontrée également pour la réalisation d’un  mortaisage d’une rainure non débouchante, en réalisant un simple perçage transversal.

J’en profite pour vous faire un petit rappel sur les notions de correspondance de vue en représentation 2D, connaissance qui fait appel à la “descriptive” retirées depuis longtemps de nos programmes.

Rainure non débouchante (perçage transversal)

Ici vous pouvez observer le principe d’obtention d’une rainure non débouchante. La machine en principe est une mortaiseuse. Cela sous entend un usinage de petite et moyenne série. Si le moyeu est volumineux pour obtenir une gorge il va falloir une aléseuse, alors pour des raisons d’économie de fabrication, un trou obtenu par perçage peu permettre également le dégagement du copeau de l’outil de mortaisage.

ici je vous propose d’observer le détail de ces formes bizarres, avec les lignes de construction de descriptive.

Voici une vue 3D de cette intersection bien particulière

Maintenant observons l’utilisation classique d’un clavette parallèle pour la réalisation d’une liaison encastrement en bout d’arbre cylindrique.

Ensemble monté.

Montage claveté avec une clavette parallèle de type A

Ici je vous propose d’observer l’ordre de montage des éléments qui composent cette liaison encastrement entre un arbre et un moyeu. Comme vous avez pu vous en rendre compte le bout d’arbre est souvent muni d’un perçage taraudé en bout, pour le maintient en position du moyeu claveté.

Le moyeu en coupe (rouge) est en appui contre l’épaulement réalisé sur l’arbre (bleu). On aperçoit en jaune le coté de la rainure réalisée dans le moyeu. La clavette en gris, la rondelle d’appui qui va maintenir le moyeu contre l’épaulement grâce à la vis H.

Ici vous avez l’occasion d’observer avec soin la représentation 2D en coupe longitudinale de cette liaison encastrement.

Montage claveté avec une clavette de type B

Ici la différence provient donc de la fabrication de la rainure dans l’arbre qui est obtenue par une fraise disque trois tailles.

ici il est logique de mettre en place une clavette de forme B. La deuxième figure insiste sur les jeux à mettre en place lors d’une représentation graphique, sur un arbre de taille moyenne. (de 10 à 50 mm de diamètre)

Ici vous pouvez observer une optimisation maximale de la longueur de la clavette parallèle, qui devient une clavette de forme B ou C chanfreinée (en demi bateau). On ne voit plus la fin de la rainure dans l’arbre, celle-ci étant cachée par la clavette.

Montage claveté avec une clavette de type C

Ici nous avons l’utilisation d’une clavette de forme C dans une rainure  réalisée avec une fraise de bout, et cette rainure est débouchante vers la gauche

ici je vous propose une représentation 2D d’une variante similaire du point de vue de  la rainure dans l’arbre. Vous pouvez observer la réduction de diamètre de l’arbre qui autorise donc l’aspet débouchant de la rainure. Vous pouvez aussi observer le maintien en position par une entretoise avec chanfrein intérieur. Observez aussi la coupe partielle qui est plus réduite.

Coupe transversale

Ici vous avez l’occasion d’observer avec soin la représentation 2D en coupe transversale. Le jeu au dessus de la clavette est à représenter impérativement, sinon on considérera que le montage claveté est un “montage forcé” utilisant une clavette parallèle inclinée (ou pentue). Je traiterai peut être plus tard de ce type de clavetage. Remarque : Plus l’ajustement au niveau du diamètre est serré, plus les contraintes de fabrications devront prendre en compte des contraintes géométriques de positionnement des rainures, mais cela est d’un autre niveau et concerne les concepteurs, alors qu’ici mon point de vue est plutôt utilisateur.

la suite bientôt !!!!