Instruments de mesure
Règles et Galons, etc . . .
La réglette d'acier du machiniste (machinist's steel rule) est celle qu'on emploie le plus souvent pour le mesurage et les tracés. Elle est graduée, avec la plus grande précision, en divisions de 1/8, 1/16, 1/32, et 1/64 de pouce.
Vous trouverez plus de détails à ce sujet dans notre section intitulé: Dessin de machines et lecture des plans. Vous ferez bien d'étudier, dans cette cetion, l'emploi des instruments à tracer et à trusquiner, des règles, verges, équerres, sauterelles, rapporteurs, etc . . .
On se sert de la réglette pliante, en acier (folding steel rule), de la réglette d'acier flexible (flexible steel rule) et du galon d'acier (steel tape) pour le mesurage qu'on ne pourrait exécuter avec la réglette du machiniste.
La réglette flexible (fig. 162) est particulièrement commode pour mesurer les objets cintrés et les surfaces courbes.
Fig. 161.— Réglettes d'acier.
On peut, en effet, la plier, ou lui donner la forme qu'on veut, de telle façon qu'elle épousera n'importe quel contour, et un petit crochet, à son extrémité, permet de mesurer facilement et rapidement. La plupart des réglettes d'acier flexibles ont 6" de long.
Les galons d'acier sont longs de 50 à 100 pieds; ils servent donc à prendre des mesures longues.
Fig. 162.— Galons d'acier et règle pliante.
Ces deux types de galons doivent être tenus exceptionnellement propres et secs. La plus minime quantité de sable ou de saleté effacerait les marques et oxyderait l'acier.
La jauge de profondeur (depth rule), a une lame étroite, qui glisse à travers un dispositif de blocage, rainure. On s'en sert pour mesurer la profondeur des trous, rainures, encoches, mortaises, sièges de clavettes, et autres renfoncements ou encastrements.
Certaines de ces règles ont une tête de rapporteur et peuvent être utilisées pour mesurer des angles ainsi que la profondeur de trous percés ou forés angulairement.
Fig. 163.— Règle (ou jauge) de profondeur.
La règle à butée (hook rule), fig. 164, est commode pour mesurer à partir d'un rebord — surtout si ce rebord est dérobé à la vue.
Fig. 164.— Règle à butée et règles étroites.
C'est, d'ordinaire, une mauvaise habitude que de mesurer à partir de l'extrémité d'une règle, mais cette pratique est permise s'il s'agit d'une règle à butée ou d'une réglette flexible.
Les règles étroites, dites «en
acier trempé» (fig. 164), sont employées aux endroits que ne
peuvent
atteindre les autres règles. On se les procure sous forme de trousse, ou jeu,
contenant plusieurs petites sections graduées et un porte-règle à long manche.
Le pied à coulisse (combination caliper rule) que fait voir la fig. 165 est muni de mâchoires agencées de façon à prendre des mesures soit intérieures, soit extérieures.
Fig. 165.— Pied à coulisse.
Si l'on mesure le diamètre d'un trou, on lit le degré sur l'échelle qui est en ligne avec la marque (anglaise) in; si Ton mesure le diamètre d'un essieu, on lit le degré en ligne avec la marque out.
COMPAS
On se sert des compas (calipers) comme des pieds à coulisse, mais ils ne sont pas toujours gradués. On doit en mesurer l'ajustage au moyen d'une règle, d'une équerre, d'un pied à coulisse ou d'un micromètre.
Fig. 166.— Types de compas.
Il existe des compas très variés et à toutes fins: compas à pointes sèches, compas porte-crayon, quart de cercle, compas de réduction, compas d'épaisseur, maître à danser, compas à coulisse, compas de proportion, compas à ellipse, compas brisé, compas à verge, etc . . .
Les compas sont généralement munis d'une vis et d'un écrou, dispositif qui exerce une tension sur un ressort et maintient ainsi l'ajustage désiré.
D'autres sont du type à charnière rivée, maintenue par le frottement; ces derniers ont des jambes minces et plates, et conviennent surtout au mesurage dans un espace étroit.
Les compas d'épaisseur ou galopins (outside calipers) sont utilisés pour mesurer le diamètre extérieur des tringles, tiges, bielles, arbres, boulons, rivets, etc . . . ainsi que la largeur, l'épaisseur et la longueur comprises entre les extrémités de leurs pointes (ou jambes).
Les compas à calibrer (inside calipers) sont employés pour mesurer les encoches, rainures, cannelures, rayures, et divers orifices.
Le compas hermaphrodite (fig. 167) est mi-compas ordinaire, mi-compas à diviser (aussi dit compas de mesure ou compas à pointe sèche).
Fig. 167.— Mode d'emploi du compas hermaphrodite.
On y a recours pour mesurer et marquer à partir d'un rebord. On doit en prendre l'ajustage à l'aide d'une règle. On s'en sert pour marquer des lignes parallèles, repérer le centre des trous à forer, et trouver le centre des objets ronds.
ÉQUERRES
On se sert parfois d'équerres pour prendre des mesures, mais elles sont surtout employées pour tracer et vérifier des angles.
Fig. 168.— Quelques types d'équerres.
L'équerre de précision (steel square), l'équerre à chapeau (double square) et l'équerre de charpentier (try square) ont toutes trois pour fonction de vérifier des angles droits (c'est-à-dire à 90°). Il faut les manier soigneusement ; sinon, elles ne resteront pas d'équerre, et une équerre qui n'est pas à angle droit ne vaut rien.
Les équerres à combinaison (combina-tion squares) sont agencées de façon à mesurer, tracer et vérifier les angles qui ne sont pas de 90°.
Un de ces dispositifs comprend une branche graduée, de 10" ou 12" et trois poupées qu'on emploie avec elle. La poupée droite sert d'équerre ordinaire pour les angles à 90°, ou d'équerre pour les angles de 45°. Elle est aussi munie d'un niveau à bulle d'air qu'on peut utiliser pour niveler des surfaces horizontales ou mettre d'aplomb des surfaces verticales.
La poupée centrale aussi dite à chapeau ou à cintrer est employée avec la branche (ou lame) pour marquer le centre des figures rondes. Deux lignes intersectées déterminent ce centre. La poupée-rapporteur est employée, avec la branche, pour mesurer n'importe quel angle. Elle porte une échelle circulaire, divisée en degrés, et la branche peut être ajustée et bloquée à tout angle voulu.
LES MICROMÈTRES, INSTRUMENTS DE PRÉCISION
Tout le monde devrait être capable de prendre une mesure (à l'aide d'une règle ou d'une réglette) qui soit précise jusqu'à concurrence de .005". Mais cela ne suffit pas toujours pour un véritable travail de précision. Le cas, échéant, vous devrez recourir à un micromètre.
Celui dont vous vous servirez d'abord sera probablement le micromètre de V que fait voir la fig. 169.
Fig. 169.— Micromètre d'épaisseur de 1".
Sa fonction est d'obtenir des mesures extérieures d'un pouce au maximum (épaisseur ou diamètre). Il y en a de plus gros pour les calculs qui excèdent la capacité de ce micromètre de 1". Mais ils fonctionnent tous d'après le même principe, et leur mode d'emploi et leur lecture sont analogues.
La tige (spindle) d'un micromètre (fig. 169) est filetée à travers le baril (sleeve) et fixée au tambour (timble). La tige standard a 40 filets au pouce, de telle sorte qu'elle se meut de 1/40" à chaque tour complet du tambour.
Or, la quarantième partie d'un pouce équivaut à 25 millièmes d'un pouce (.025). L'échelle du tambour est divisée en 25 espaces, dont chacun représente un millième d'un pouce (.001).
Regardez maintenant l'échelle du baril (fig. 170).
Fig. 170.—Échelle du micromètre de 1"
Chaque graduation, chaque petit espace, y représente 25 millièmes d'un pouce (.025), et un tour complet du tambour fait avancer ou reculer la tige d'un espace sur l'échelle du baril. Les chiffres qui sont au-dessus de cette échelle du baril indiquent des divisions de 1/10" (.100").
De cette façon, on voit facilement comment une lecture de .550" est obtenue sur l'échelle micrométrique reproduite à la fig. 170.
Et maintenant calculez les réponses aux problèmes que fait voir la fig. 171. Notez ces réponses par écrit, puis comparez-les aux réponses exactes que vous trouverez à la fin de cette section.
Fig. 171.— Neuf problèmes de "lecture micrométrique".
"ENTRE LES LIGNES"
Vous avez peut-être remarqué que dans chacun des problèmes de la fig. 171, l'ajustage est disposé de telle façon qu'une ligne, sur l'échelle du tambour, est toujours alignée avec la marque horizontale qu'on voit sur l'échelle du baril. Or, en pratique, cela ne se présente que rarement.
D'ordinaire, la ligne horizontale se trouve entre deux des gradations de .001" sur l'échelle du tambour (la fig. 172 en montre un exemple).
Fig. 172.— Lecture entre les lignes.
Cette fig. 172 fait voir une lecture micrométrique où la ligne horizontale se trouve entre les marques 14 et 15 sur l'échelle du tambour.
D'habitude, la lecture adopte la marque la plus rapprochée (15, en ce cas-ci), mais on peut aussi calculer la réponse en dix-millièmes d'un pouce. Dans le cas qui nous occupe, cette réponse est probablement de 6 ou 7 dix-millièmes, et la lecture (estimative, mais presque absolue) serait de .3396 ou .3397".
Les meilleurs micromètres sont munis d'un dispositif spécial, appelé vernier, à l'aide duquel on n'est plus forcé de ((lire entre les lignes».
La fig. 173 en fait voir un. Pour lire cette échelle, ajustez le micromètre, puis notez la lecture de la marque la plus proche, sur le tambour, au-dessous de la marque horizontale, sur le baril. Cela fait, ajoutez le chiffre qui, sur l'échelle du vernier, est en ligne avec une ligne de l'échelle du tambour.
Fig. 173,—Micromètre à vernier, permettant la lecture en dix-millièmes de pouces.
Le plus bas des deux groupes de chiffres, sur la fig. 173, fait voir comment on obtient une ce ces lectures.
Un micromètre à vernier est souvent appelé micromètre dix-millièmes (ou aux dix-millièmes). Vous apprendrez vite à vous en servir si vous pratiquez des lectures sur des mèches à fer, des boulons, des arbres, etc. . . .
MODE D'EMPLOI DU MICROMÈTRE
Un micromètre étant un instrument de précision très délicat, veillez à ne pas l'endommager. Quand vous mesurerez un objet à l'aide d'un micromètre de 1", tenez-le et ajustez-le de la façon indiquée par la fig. 174-A.
Le micromètre une fois réglé, on peut l'enlever de la pièce qu'on mesure, et lire l'échelle. Notez (fig. 174-B) avec quelles précautions le micromètre est tenu.
Fig. 174.— Ajustage d'un micromètre et lecture de l'échelle.
Si vous tenez le cadre de votre micromètre toujours bien serré sur votre paume, avec votre auriculaire, il n'est pas probable que vous l'échappiez.
Les gros micromètres sont tenus et utilisés de la façon que fait voir la fig. 175. Notez la position de la main, qui l'empêche de glisser ou de tomber.
Fig. 175.— Comment tenir un gros micromètre.
La plupart des bons micromètres sont munis, à l'extrémité de la poignée du tambour, d'un rochet d'arrêt (friction slip knob), qui glisse quand le micromètre est ajusté assez serré — ce qui vous empêche de serrer trop énergiquement.
Veillez à ne pas bloquer (ou coincer) votre micromètre quand vous prendrez une mesure. Et ne le faites pas patiner sur la pièce à mesurer, ce qui userait les bornes de la touche et de la tige.
Les touches (anvils) de micromètres sont réglables à volonté et peuvent conséquemment être ajustées de façon à compenser l'usure. Pour régler la touche, il faut d'abord mouvoir le tambour jusqu'à ce que l'échelle indique .0000. Cela fait, actionnez la touche jusqu'à ce qu'elle s'ajuste étroitement sur le bout de la tige.
Un micromètre ne doit jamais être sale, ni rouillé. Quand vous n'en aurez plus besoin, essuyez-le avec un linge propre, légèrement humecté de quelques gouttes d'huile fine à machines.
Fig. 176.— Micromètres d'épaisseur spéciaux.
Un micromètre est généralement vendu dans une boîte de bois ou de métal, revêtue de feutre à l'intérieur. Laissez l'instrument dans sa boîte quand vous ne vous en servez pas. On ne peut user de trop de précautions lorsqu'il s'agit d'un micromètre. C'est un instrument de précision, ne l'oubliez pas, et cette précision dépend du soin avec lequel vous le maniez.
RENSEIGNEMENTS SUPPLÉMENTAIRES
Tous les micromètres d'épaisseur n'ont pas des touches et des tiges ordinaires, comme celles que nous venons de décrire. Il y a des touches sphériques (bail anvil), utilisées pour mesurer l'épaisseur des parois de tubes et autres cylindres creux.
Les touches et les tiges des comparateurs de filetage (thread comparators) ont une pointe conique. La fig. 176 vous les fait voir, ainsi que le micromètre de pas de vis (screw-thread micrometer). Ces instruments spéciaux sont lus et employés de la même manière qu'un micromètre ordinaire.
Il y a deux types de micromètres qu'on emploie le plus communément pour prendre des mesures intérieures.
Celui que fait voir la fig. 177 a une échelle, tomme le micromètre d'épaisseur. Il est accompagné d'un jeu de calibreurs à l'aide desquels on peut prendre n'importe quelle mesure intérieure, de 4 à 40".
Fig. 177.— Micromètre calibreur (pour grands diamètres).
La jauge télescopique (telescoping gauge) fonctionne d'après le principe du micromètre, mais elle n'est pas munie d'une échelle. On en mesure l'ajustage à l'aide d'un micromètre d'épaisseur.
Les micromètres calibreurs, pour petites mesures, fig. 178, ont 2 becs qui peuvent être réglés à l'ajustage voulu, de la même façon que la tige et la touche du micromètre d'épaisseur.
Fig. 178.— Micromètre d'alésage (de 1") et micromètre de profondeur
A noter: — (touchant la fig. 178). — Étudiez attentivement les échelles du baril et du tambour du micromètre d'alésage et du micromètre de profondeur que fait voir la fig. 178, — elles sont marquées (numérotées) en sens inverse de l'ordre numérique employé pour un micromètre ordinaire.
Ces échelles sont employées pour mesurer avec précision la profondeur de trous borgnes et autres renfoncements.
PIEDS À COULISSE
Un pied à coulisse (vernier caliper) (fig. 179) ressemble à une réglette à coulisse et on s'en sert aux mêmes fins. La différence importante entre l'un et l'autre est que le pied à coulisse permet d'obtenir des mesures de précision, parce qu'il est muni de sa propre échelle de vernier.
Fig. 179.— Pied à coulisse.
La règle d'un pied à coulisse ordinaire est graduée en espaces correspondant à un pouce. Ces espaces sont subdivisés en espaces de 1/10" (.100) et de 1/40" (.025). C'est le coulisseau (sliding jaw) qui porte l'échelle de vernier, divisée en 25 espaces, dont chacun n'est que de .24" (.001" de moins que l'échelle de la règle).
Il y a une échelle de vernier sur chaque face du coulisseau — l'une porte le mot outside pour les mesures extérieures, et l'autre, le mot inside, pour les mesures intérieures. Dès qu'on sait lire un vernier, on peut en lire un autre, ou n'importe quel dispositif muni d'un vernier.
Essayez maintenant, après avoir bien assimilé tout ce que nous venons d'expliquer, de lire un vernier. Ajustez d'abord le pied à coulisse au diamètre d'un arbre ou d'une tringle que vous aurez sous la main, et bloquez le coulisseau sur la règle à l'aide de la vis de pression moletée.
Lisez à compter de zéro (0) sur l'échelle de la règle à droite, et notez la lecture jusqu'à la dernière marque du côté gauche de l'échelle du vernier (0). Regardez le long des deux échelles et trouvez la marque, sur l'échelle du vernier, qui est en ligne avec une marque sur l'échelle de la règle.
Ajoutez le nombre qui correspond à cette marque (sur le vernier) à vos autres lectures, et vous aurez une lecture exacte en millièmes de pouce.
La lecture de l'ajustage que fait voir la fig. 179 est 1.789". Pouvez-vous calculer comment elle fut obtenue ?
PIED À COULISSE DE PROFONDEUR
La fig. 180 fait voir un pied à coulisse de profondeur (vernier depth gauge). Son ajustage et son maniement sont les mêmes que ceux du pied à coulisse ordinaire. Vous constaterez que le principe du vernier (pied à coulisse) s'applique à plusieurs autres jauges, instruments et outils.
Fig. 180.— Pied à coulisse ou calibre de profondeur.
RÉPONSES
Voici les solutions des problèmes de la fig. 171. Ces réponses sont en décimales d'un pouce :
1. .327
2. .229
3. .428
4. .438
5. .137
6. .336
7. .246
8. .148
9. .349
Questionnaire
1. Quelle règle est la plus commode pour mesurer les objets cintrés ?
2. De quel type est le meilleur compas pour mesurer le diamètre de la rainure étroite d'un segment de piston ?
3. Nommez les trois poupées qu'on peut employer avec la branche d'une équerre à combinaison ?
4. Quelles sont les deux parties d'un micromètre intérieur qui entrent en contact avec l'objet mesuré ?
5. Sur les graduations du baril d'un micromètre, qu'est-ce qu'indiquent les chiffres au-dessus de la ligne horizontale ?
6. À quoi sert un vernier sur un micromètre ?
7. Nommez deux micromètres dont les échelles sont numérotées en sens inverse ?
