Coupes et filets

II arrive souvent que les vues normales d'un objet dessiné n'en donnent pas une image très compréhensible, par suite de la disposition des lignes invisibles. On obtient alors plus de détails et une plus grande précision sur la configuration ou les organes internes d'un objet à l'aide de coupes ou sections, ou encore en ayant recours aux arrachements (exploded views, broken-out sections, phantom sections). La nature de ces coupes destinées à faire voir la construction interne d'un objet est déterminée par la plus ou moins grande complexité des détails non visibles du dehors.

On obtient une coupe (sectional view) en imaginant que l'objet a été sectionné en deux comme s'il avait été scié (fig. 97). Le chemin ou trait de scie devient le plan de coupe (cutting plane), c'est-à-dire le plan selon lequel la coupe doit être vue et dessinée. Si une portion de l'objet est alors enlevée, on peut dessiner la portion restante de manière à en faire voir toutes les lignes qui ne pouvaient autrement être visibles.

Du fait que ce sectionnement est une opération purement imaginaire, il s'ensuit que les autres aspects du dessin n'ont pas besoin d'être modifiés, sauf qu'une ligne de coupe (cutting plane line) indique l'endroit où la coupe  En question a été effectuée.

Fig. 97.— Sectionnement imaginaire d'un objet, montrant ce qu'on entend par "plan de coupe".

Une vue en perspective d'un organe de machine, avec son plan de coupe, est donnée par notre fig. 97, tandis qu'une projection orthographique du même objet, avec vue de côté en coupe, est donnée en fig. 98.

Fig. 98.— Projection orthographique d'un objet (à gauche), avec vue de côté, en coupe, du même objet (à droite).

La position du plan de coupe est indiquée sur la projection au moyen d'une ligne de coupe. Les flèches qui terminent habituellement cette  Ligne de coupe servent à indiquer le plan qui devra être dessiné comme coupe de l'objet ainsi que la direction de la vue (fig. 99). Lorsque la ligne de coupe coïncide avec la ligne d'axe d'un objet, elle est parfois omise (fig. 98).

Fig. 99.— Flèches (en A-A) qui servent à indiquer le plan de coupe — la direction de la vue.

Dans le dessin industriel, on identifie les surfaces qui ont été ainsi théoriquement sectionnées et qui sont exposées par un plan de coupe, au moyen de traits parallèles, fins, uniformément espacés, inclinés à 45° et que l'on nomme hachures (cross-hatching on section-lining).

L'espacement des hachures peut varier  De 1/32 à 1/8 de pouce — tout dépend du format du dessin et de la pièce dont on veut représenter la coupe. Nous avons déjà donné en fig. 46 quelques-unes des teintes ou hachures conventionnelles servant à identifier certains matériaux par leur coupe sur les dessins industriels; on trouvera ci-contre (fig. 100) ces mêmes teintes et plusieurs autres, de même que les symboles utilisés pour identifier extérieurement quelques substances (fig. 101).

Fig. 100.— Hachures conventionnelles servant à identifier dans les coupes les substances les plus usuelles dans les coupes.

Fig. 101.— Teintes et symboles représentant diverses substances sur les dessins industriels.

Voici à quelles règles sont soumis l'emploi des symboles et les principes de leur lecture sur les plans:

1.— Les dessins d'assemblages, de montage ou d'ensemble (assembly drawings) sont hachurés conformément à la teinte convention-  Nelle des matériaux dont les pièces sont constituées — fonte, bronze, acier, régule (babbit), etc., (fig. 102).

Fig. 102.— Utilisation des hachures pour indiquer, dans le dessin d'assemblage d'un organe de machine, les différents matériaux qui constituent cet organe.

2.— Les dessins de détails (détail drawings) sont hachurés selon le style de la fonte — quelque soit le matériau dont ils se composent. Cette pratique a pour but de simplifier le travail du dessinateur. Dans ce cas, le matériau à employer se trouve indiqué par une annotation qui paraît ailleurs sur le dessin.

3.— Les lignes invisibles d'un objet, de même que les détails qui tombent au-delà du plan de coupe, ne doivent pas paraître dans une coupe à moins qu'ils ne soient absolument essentiels à la description compréhensible de l'objet.

4.— Lorsque le plan de coupe passe par une nervure, saillie ou quel qu'autre élément parallèle de l'objet dessiné, on omet les hachures pour ces parties du dessin (voir A-A, fig. 103).

Fig. 103.— Procédé conventionnel de représentation des nervures et saillies dans une coupe.

5.— Lorsque deux parties adjacentes apparaissent dans les coupes (fig. 104) les hachures doivent présenter des inclinaisons différentes.

Si une troisième partie intervient dans le même dessin, on dispose les hachures de cette dernière à un angle de 30° ou de 60°.

Dans les cas où une pièce est sectionnée à plus d'un endroit, on maintient l'espacement et la pente des hachures uniformément partout.

Fig. 104.— Pentes différentes données aux hachures de parties adjacentes.

Là où les hachures à 45 ° risquent de suivre un plan parallèle à l'un des côtés de l'objet, il sera préférable de leur donner une autre inclinaison.

6.— Certaines pièces comme les boulons, écrous, tiges, rivets, goujons, clavettes et arbres dont l'axe tombe dans le plan de coupe, ne doivent pas être considérées comme sectionnées dans leur longueur par le plan de coupe et ne sauraient, par conséquent, être hachurées (fig. 105). Lorsque le plan de coupe passe à angle droit par ces pièces, elles sont cependant hachurées comme tous les autres organes de l'objet dessiné.

Fig. 105.— Boulons, écrous, clavettes, rivets, etc., ne doivent-pas être hachurés lorsqu'ils sont dessinés dans le sens de leur longueur dans une coupe.

On obtient une coupe entière (fig. 97 et 98) en faisant passer le plan de coupe d'un travers à l'autre de l'objet. Il s'ensuit qu'une moitié de l'objet est considérée enlevée alors que l'autre, dont l'intérieur se trouve exposé à la vue, est dessinée ou projetée conformément à toute projection orthographique normale.

II n'est pas nécessaire qu'une coupe soit prise le long d'un plan de coupe unique et continu. Le plan de coupe peut fort bien être tourné ou excentré (offset) (Voir A-A, B-B, fig. 103) de manière à faire voir certains détails particuliers de construction d'une manière plus claire. Dans ce cas, des lettres, placées aux points où la direction de la coupe est modifiée, indiquent le passage du plan de coupe.

Fig. 106.— Raie d'une poulie ramenée par rotation dans le plan de coupe.

Lorsque la projection d'une pièce conformément au plan de coupe risquerait de prêter à une fausse interprétation, les parties telles que les nervures ou raies doivent être tournées (rotated) à 90° ou jusqu'à ce qu'elles puissent être montrées parallèlement au plan de coupe ou de projection (fig. 103 et 106).

De même, les trous d'une bride montrée en élévation ou sectionnée sont indiqués dans la coupe à leur distance réelle du centre et non pas à la position qu'elles occupent dans la projection (fig. 107).

Fig. 107.— Trous d'une bride indiqués dans la coupe à leur distance réelle du centre.

Une vue partielle, en demi-section (half-sectional view) (fig. 108), est souvent donnée des objets de forme symétrique. On obtient cette coupe en traçant deux plans de coupe à angle droit sur le centre des axes de symétrie. Il s'ensuit qu'un quart de l'objet est considéré enlevé et que son intérieur est exposé à la vue.

Les lignes ou contours invisibles sont généralement omis des parties coupées et non coupées de l'objet; ces lignes doivent cependant apparaître si elles contribuent à rendre plus claire la description de l'objet. La demi-coupe assure une vue des particularités à la fois internes et externes de l'objet dessiné.

Fig. 108.— Vue en demi-section d'un objet de forme symétrique conformément à deux plans de coupe.

Une coupe partielle (broken-out section) sert à faire voir en coupe une partie seulement de l'objet (fig. 109). Il arrive fréquemment qu'une telle coupe dispense le dessinateur de préparer une coupe complète ou en demi-section. Une ligne de coupure courte (short break line) sert de démarcation entre la partie montrée en coupe et le reste de l'épure.

Fig. 109.— Coupe partielle ne montrant en coupe qu'une section de l'objet. On appelle aussi ce procédé: "arrachement" en V.

On se sert d'une coupe intermédiaire (revolved section) pour montrer la forme transversale de certaines parties d'un objet telles que les bras, raies et jantes de roues, brides,  Etc. On obtient cette coupe intermédiaire en faisant passer un plan. de coupe perpendiculairement à l'axe de la pièce et le retournant à angle droit (90°). La section ou coupe intermédiaire peut être montrée directement ou au moyen d'une coupure (fig. 110).

Fig. 110.— Coupes intermédiaires obtenues par rotation, servant à montrer la forme transversale d'un bras et de la jante d'une poulie.

Une coupe de détail (détail section) comme on en voit une en B-B, fig. 103, est généralement donnée en un endroit approprié de la feuille, mais complètement en dehors de la vue proprement dite de l'objet dont elle fait partie. Les détails complémentaires ainsi fournis doivent être repérés sur la projection proprement dite au moyen de lignes de coupe et de manière à mieux faire voir certains détails assez complexes, on dessine souvent ces coupes à une échelle plus grande que le reste du plan dont elles ont été extraites.

Fig. 111.— Coupe par transparence visant à montrer les détails internes de construction d'un objet.

On appelle coupes par transparence (phantom section) toute coupe comportant de multiples détails internes de construction (fig. 111). Ces coupes se trouvent caractérisées par des hachures tiretées (dashed cross hat-chings) et elles permettent souvent d'éliminer une ou plusieurs vues additionnelles de l'objet.

On s'en sert également pour indiquer la position et la forme de parties adjacentes. Certaines coupes — entre autres celles des tôles, fers corniers, garnitures, joints, etc., qui sont trop minces pour permettre d'en hachurer la section — peuvent être encrées entièrement (fig. 112) en ayant soin de laisser un filet blanc entre chaque épaisseur de ces matériaux.

Fig. 112.— Encrage complet des coupes trop minces pour être hachurées.

Les filets

Les filets ou pas de vis (screw threads) doivent être très fréquemment représentés sur les dessins de machines. On trouvera en fig. 113 les caractéristiques propres aux filets:

Fig. 113.— Caractéristiques des filets ou pas de vis.

dont la terminologie peut se définir comme suit:

A) Un filet ou pas de vis est une arête ou saillie de section uniforme qui s'enroule en forme de spire autour d'un noyau ou de l'axe d'une vis, ou encore à l'intérieur d'un cylindre ou d'un cône.

b) On appelle pas d'un filet la distance comprise entre une crête de filet et la crête suivante.

c) L'avance d'un filet est la distance par courue par un point donnée, sur une crête, au cours d'un tour complet. Sur les vis à filets  Simples, l'avance et le pas sont identiques; sur les vis à filets doubles, l'avance est deux fois la longueur du pas, etc.

d) Le diamètre extérieur (major diameter) est le plus grand diamètre d'un pas de vis, qui se mesure à la hauteur des crêtes.

e) Le diamètre intérieur (minor diameter) est le plus petit diamètre qui se mesure au fond ou à la base du filet.

f) Le diamètre du pas (pitch diameter) se dit du diamètre extérieur dont on a soustrait la profondeur du filet.

g) L'angle ou profil d'un filet est la forme, généralement représentée par un angle compris entre les parois du filet, que présente une vue de côté de ce filet.

h) La crête d'un filet est la partie du sommet où les deux côtés se rejoignent.

i) Le fond (ou base) du filet s'entend du point où les deux côtés se rejoignent au bas du filet.

i) On entend par jeu (clearance) l'espace qui doit séparer la crête d'un filet du fond d'un autre filet correspondant avec lequel il sera accouplé.

Le pas de vis ou spire (hélix) est la courbe que décrivent les filets autour d'un axe en accomplissant un parcours uniforme par rapport à la circonférence et à la longueur du cylindre qui sert d'axe. Pour réaliser la spire, on divise la circonférence en plusieurs parties égales (fig. 114).

Fig. 114. - Dessin d'une spire ou pas de filet d'après une circonférence donnée.

Des perpendiculaires servent à diviser le pas de cette spire en un nombre équivalent de parties égales. En reportant ces perpendiculaires aux points correspondants de la projection de face, on repère les points par lesquels la spire devra passer.

On se rendra compte, en examinant les figures 115 à 121 inclusivement que de nombreux profils de filets existent qui sont tous d'un usage plus ou moins courant.

L'Association Américaine des Standards a toutefois adopté le profil que fait voir la fig. 115 qui porte le nom d'American (National) et c'est celui qui s'emploie de plus en plus dans toute l'industrie en Amérique du Nord.

Fig. 115.— Profil ou troncature du filet dit "American Stan-dard". La lettre "P" indique le pas du filet.

Fig. 116.— Filets en V aigu.

Fig. 117.— Filets à arc-boutant.

Fig. 118.— Filets carrés.

Fig. 119.—Filets Acme.

Fig. 120.—Filets hélicoïdaux.

Fig. 121.— Filets ronds.

Ce profil de filets se divise en êros (National coarse), en fins (National Fine), puis en très fins (extra fine), 8, 12, 16 filets au pouce et enfin en filets coniques dits American Standard Pipe Threads. Ces derniers (fig. 122) ont une inclinaison standard (taper) de 3/4 de pouce au pied linéaire.

Fig. 122.— Filets coniques (pipe threaus).

A l'exception des filets coniques, surtout utilisés en plomberie, on compte quatre profils d'usage courant qui conditionnent le degré d'ajustement (serré, moyen ou lâche) que donne l'accouplement d'une pièce filetée avec une pièce taraudée correspondante et vice-versa. Selon ce degré d'ajustement, les pièces filetées sont classées:

1 pour l'ajustement lâche,

2 pour l'ajustement moyen,

3 pour l'ajustement assez serré

et 4 pour l'ajustement très serré.

Les profils de filets sont généralement caractérisés par les symboles suivants:

NC (National Coarse) pour les gros;

NF (National Fine) pour les fins,

EF (Extra Fine) pour les très fins et

N (Spécial Séries) pour les filets d'un profil spécial.

Pour distinguer clairement, par exemple, une pièce filetée ayant 7/16" de diamètre et 20 filets fins au pouce, avec ajustement n° 3, on écrira: 7/16-20-NF-3.

Un boulon n° 10 fileté selon les mêmes caractéristiques sera identifié par l'inscription: 10-32-NF-3.

S'il s'agit d'un filetage à gauche, les lettres LH (Left-Hand) seront ajoutées aux désignations ci-dessus.

Fig. 123.— Épures de filets intérieurs et extérieurs.

Il n'est pas nécessaire, en règle générale, d'indiquer la spire d'une partie filetée que l'on dessine sur un plan ou une épure. Un filet en V peut être dessiné comme le montre notre fig. 124 (croquis du bas) où l'on s'est servi de lignes droites au lieu de dessiner une spire.

Fig. 124.— Représentations conventionnelles des filets extérieurs.

Les plats (flats) qui forment le fond et le sommet des filets de la pièce ne sont pas indiqués. Ce mode de représentation des filets sert dans les cas où la partie filetée a un diamètre supérieur à 1" sur le dessin.

Les symboles utilisés dans la représentation des filets au moyen du dessin industriel constituent les conventions généralement acceptées et se trouvent à peu près tous indiqués dans les figures 124 à 129 inclusivement. Le diamètre et la longueur des filets, de même que la profondeur des taraudages (taps) doivent être indiqués sur le dessin.

Symboles des filets extérieurs

Pour les filets extérieurs normaux, les symboles recommandés dans la préparation des dessins d'assemblage ou de détail sont ceux que fait voir notre fig. 124. Dans les dessins qui représentent des filets autrement qu'en coupe (sectional view), les crêtes et les bases de filets sont symbolisées par des lignes perpendiculaires à l'axe, les lignes courtes représentant les bases et les lignes longues représentant les crêtes alternativement.

Ces lignes peuvent être d'égale force ou encore les bases peuvent être représentées au moyen de traits un peu plus forts (fig. 124). Il n'est pas nécessaire d'espacer à l'échelle les lignes ainsi tracées mais on doit faire en sorte que l'ensemble présente un coup d'oeil agréable.

Les filets intérieurs

On peut voir en fig. 125 les symboles utilisés pour indiquer divers filets intérieurs — ou taraudés — au moyen du dessin industriel.

Fig. 125.— Représentation conventionnelle des filets intérieurs ou taraudés.

Lorsque les filets doivent passer d'un travers à l'autre de la pièce, on procède comme le montre le croquis (1).

Si la pointe de la mèche qui a foré le trou directeur n'a pas traversé la pièce de part en part, le filetage est indiqué comme le fait voir notre croquis (2).

Enfin, lorsqu'un taraud finisseur (botom-ming tap) doit être employé afin de couper les filets jusqu'au fond du trou, ou encore lorsqu'il n'est pas nécessaire d'indiquer la profondeur du filet et du trou, on symbolise comme le montre notre croquis (3). 

On a parfois recours à une simplification encore plus rapide des symboles représentant les filets extérieurs que fait voir notre fig. 126, et des filets intérieurs dont la fig. 127 montre plusieurs variantes.

Fig. 126.— Simplification généralement admise des filets extérieurs.

Fig. 127.— Simplification des symboles représentant des filets taraudés.

A une profondeur correspondant approximativement à celle des filets, des lignes tiretées sont tracées parallèlement  à l'axe de la pièce. Ces simplifications ne sont  cependant pas recommandées lorsqu'il s'agit • de préparer des dessins d'assemblage.

Fig. 128.— Représentations des filets coniques standard selon la méthode conventionnelle et la méthode simplifiée.

Les filets coniques ou de plomberie sont Représentés comme le montre la fig. 128; il N'est pas nécessaire d'indiquer l'inclinaison de ces filets sur les dessins.

Enfin, la fig. 129 fait voir un assemblage de tuyaux et raccords filetés et taraudés.

Fig. 129.— Assemblage de divers organes comportant des filets.