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Filetage CNC

FILETAGE

Le filetage CNC est la création d'un filet vis ou écrou par enlèvement de matière, hors taraudage classique. Il couvre trois grands contextes : (1) filetage tournage à plaquette (extérieur ou intérieur, large gamme Ø, formes ISO/Whitworth/BSP/UNF/Acme/trapézoïdal), (2) fraisage de filetage par interpolation hélicoïdale (alternative au taraudage gros Ø, casse outil contrôlée, un outil pour plusieurs Ø), (3) tourbillonnage (production série haute productivité). Différent du taraudage (taraud passe pas à pas) : nécessite plusieurs passes (3-25) avec pénétration progressive. L'avance n'est pas un paramètre libre — elle correspond exactement au pas du filet (mm/tr).
01 · Paramètres ISO 513

Vitesse de coupe, pas filet (avance) et profondeur par passe par famille matière

Ranges typiques par famille ISO 513 (P aciers, M inox, K fontes, N non-ferreux, S superalliages, H trempés). En filetage, l'avance n'est pas un paramètre libre : elle correspond exactement au pas du filet (mm/tr). Sources Pilier 4 listées en §06.

ISO 513Famille matièreVc (m/min)fz (mm/tr ou /dent)ap (mm ou × D)
PAciers80-200 m/min0.5-6 mm/tr0.05-0.4 mm/passe
MInox60-150 m/min0.5-4 mm/tr0.03-0.25 mm/passe
KFontes80-200 m/min0.5-5 mm/tr0.05-0.4 mm/passe
NNon-ferreux200-800 m/min0.5-6 mm/tr0.05-0.4 mm/passe
SSuperalliages30-80 m/min0.5-3 mm/tr0.02-0.15 mm/passe
HTrempés ≥ 50 HRC60-120 m/min0.5-3 mm/tr0.02-0.1 mm/passe

N (tr/min) = (1 000 × Vc) / (π × D) — calcul de la vitesse broche à partir de Vc et du diamètre filetage D. Le calculateur Vc et le calculateur filetage / pré-trou accompagnent ces calculs. L'avance Vf = pas filet × N (synchronisée par cycle G76 Fanuc, Cycle 32 Heidenhain ou CYCLE97 Siemens). Hauteur filet ISO 261 : H = 0,613 × pas. Nombre de passes typique 6-8 aciers, 10-15 inox, 15-25 trempés.

02 · Stratégies

Cinq stratégies de filetage selon contexte tournage ou fraisage

Du filetage tournage radial standard aux flancs alternés, fraisage interpolation hélicoïdale et tourbillonnage production série, chaque stratégie a son domaine d'application optimal.

Filetage tournage radial (pénétration radiale, simple, ébauche)

Stratégie standard avec pénétration radiale : plaquette filetage avance perpendiculairement à l'axe pièce à chaque passe (les deux flancs coupent simultanément). Programmation simple G76 (Fanuc) ou cycle équivalent Heidenhain/Siemens.

Quand l'utiliser : Filetages standards M3-M50, production série standard. Atelier polyvalent. Aciers, fontes, alu en conditions standards.

✓ Avantages

  • Programmation simple (cycle G76 ou équivalent)
  • Compatible plupart plaquettes filetage standards
  • Adapté toutes machines tour CNC
  • Économique

− Limites

  • Effort coupe élevé (deux flancs en prise)
  • Usure plaquette plus rapide (sollicitation symétrique)
  • Inadapté gros pas (> 3 mm) ou matières difficiles

Filetage tournage flanc (pénétration flanc, charge réduite)

Stratégie avec pénétration sur un seul flanc à chaque passe (pénétration angulaire 30° ou 60° selon profil). Un seul flanc coupe à la fois. Effort coupe réduit, copeau évacué par la profondeur libre.

Quand l'utiliser : Filetages gros pas (> 2 mm), matières exigeantes (inox, titane, superalliages), production série productivité élevée. Tour CNC moderne avec cycle G76 paramétrable.

✓ Avantages

  • Effort coupe ~50 % inférieur radial (durée vie plaquette ×1,5-2)
  • Évacuation copeaux meilleure (un flanc libre)
  • Adapté gros pas et matières difficiles
  • Compatible cycles G76 modernes

− Limites

  • Programmation G76 plus complexe (paramètre angle pénétration)
  • Une seule arête plaquette utilisée par passe (usure asymétrique)
  • Inadapté plaquettes anciennes sans optimisation flanc

Filetage tournage flancs alternés (ébauche grande capacité)

Stratégie alternant pénétration flanc droit / flanc gauche à chaque passe. Les deux flancs de la plaquette s'usent uniformément. Productivité ébauche supérieure tout en préservant durée de vie outil.

Quand l'utiliser : Production série gros volumes filetages aciers ou inox. Tours CNC modernes avec cycle G76 avancé. Pas filetage > 1,5 mm typiquement.

✓ Avantages

  • Usure uniforme plaquette (durée vie ×2 vs radial)
  • Productivité élevée (ébauche grande capacité)
  • Évacuation copeaux optimale (alternance flancs)
  • Standard production série moderne

− Limites

  • Programmation G76 avancée (mode flancs alternés)
  • Inadapté machines anciennes (cycle G76 simple uniquement)
  • Investissement formation programmateur

Fraisage filetage par interpolation hélicoïdale (alternative taraudage)

Stratégie utilisant une fraise filetage carbure (3-7 dents équidistantes) sur centre d'usinage 3 axes. Mouvement hélicoïdal X+Y+Z synchronisé : la fraise descend en spirale d'un pas par rotation. Programmation CFAO obligatoire.

Quand l'utiliser : Filetages internes gros Ø (M30+ jusqu'à M300+), filetages courts profonds, filetages spéciaux (gauche, pas variables). Centres d'usinage 3 axes. Alternative au taraudage rigide quand taraud non disponible ou Ø trop grand.

✓ Avantages

  • Diamètres jusqu'à M300+ possibles (taraud limité M64)
  • Casse outil contrôlée (vs taraud cassé bloqué dans la pièce)
  • Un seul outil pour gamme pas (pas de taraud spécifique par Ø)
  • Compatible filetages spéciaux (gauche, pas variable, BSP, NPT)

− Limites

  • Programmation CFAO complexe (interpolation hélicoïdale 3 axes)
  • Cycle plus long que taraudage rigide (passes successives)
  • Investissement initial fraise filetage (200-800 € selon Ø)

Tourbillonnage (production série haute productivité)

Stratégie production série utilisant un anneau de fraises porte-plaquettes (4-8 plaquettes) tournant autour de la pièce à grande vitesse. Le filet entier est généré en une rotation broche pièce. Productivité 100k pièces/jour possible.

Quand l'utiliser : Production série visserie (M3-M30), implants médicaux, vis hydrauliques. Décolleteuses CN dédiées avec module tourbillonnage. Standard horlogerie, médical, automobile.

✓ Avantages

  • Productivité maximale (100k pièces/jour possible)
  • État de surface excellent (Ra ≤ 0,8 µm)
  • Cycle court (filetage = 1 rotation broche)
  • Standard production grande série visserie

− Limites

  • Investissement initial très élevé (anneau tourbillonnage 5-15 k€)
  • Décolleteuse CN compatible obligatoire
  • Inadapté production unitaire ou petite série
03 · Outils de coupe

Familles de plaquettes et fraises filetage

Des plaquettes filetage profil 60° ISO/UNF aux profils 55° BSP et 30° trapézoïdal Acme/Tr, fraises filetage hélicoïdales et anneaux tourbillonnage production série.

Plaquettes filetage profil ISO 60° (M métrique, UNF/UNC pouce)

Plaquettes carbure profil 60° pour filetage métrique ISO 261 et filetage UNF/UNC ANSI B1.1. Disponibles en plaquette pleine forme (full profile, pas dédié) ou pleine arête (multi-pas).

Matériaux :Carbure WC + revêtements PVD/CVD
ISO 513 :P (aciers)M (inox)K (fontes)N (non-ferreux)S (superalliages)H (trempés)

Le plus courant. Modèles : Iscar, Kennametal, Mitsubishi, Sandvik (CoroThread 266), Seco (Snap-Tap), Walter. Pleine forme = filetage parfait par plaquette dédiée pas. Multi-pas = économique mais profil partiel.

Plaquettes filetage profil 55° (Whitworth/BSP, gaz)

Plaquettes carbure profil 55° pour filetage Whitworth (BSW) et BSP (filets gaz ISO 7-1). Standard plomberie, hydraulique, pneumatique. Différent profil de 60° métrique.

Matériaux :Carbure WC + revêtements PVD
ISO 513 :P (aciers)M (inox)K (fontes)N (non-ferreux)

Application étanchéité fluides. BSP cylindrique (parallèle) ou conique (étanche par déformation). Pas exprimé en filets/pouce (ex. 14 TPI = 1,814 mm de pas).

Plaquettes filetage profil 30° (Acme, trapézoïdal Tr)

Plaquettes carbure profil 30° (Acme) ou 30° (trapézoïdal Tr ISO 2904). Application : transmissions vis-écrou (vis à billes, vérins mécaniques, presses).

Matériaux :Carbure WC + revêtements PVD
ISO 513 :P (aciers)M (inox)K (fontes)

Profil trapézoïdal résistant aux efforts axiaux élevés. Pas typiques 1-12 mm. Application industrielle (vis-mères machines-outils, transmissions hydrauliques).

Fraises filetage hélicoïdales (interpolation, 1 fraise pour gamme pas)

Fraises filetage carbure intégral à plusieurs dents équidistantes (3-7 dents). Permet de réaliser filetage interne (ou externe) par interpolation hélicoïdale 3 axes. Diamètres typiques Ø 5-50 mm pour filetages M8 à M150.

Matériaux :Carbure WC + revêtements PVD
ISO 513 :P (aciers)M (inox)K (fontes)N (non-ferreux)S (superalliages)H (trempés)

Pas multi-dents (5-7) couvre plusieurs spires en une rotation. Une fraise pour gamme pas (ex. M8-M16 pas 1,25-2 mm). Modèles courants : Iscar Multi-Master, Sandvik CoroMill 327, Walter Prototyp TC610.

Outils tourbillonnage (production série, anneau fraises)

Anneau de fraises porte-plaquettes (4-8 plaquettes filetage carbure) tournant autour de la pièce. Module monté sur décolleteuse CN avec broche additionnelle dédiée. Diamètres pièces 1-30 mm typiques.

Matériaux :Plaquettes carbure WC + revêtements PVD
ISO 513 :P (aciers)M (inox)N (non-ferreux)

Investissement très élevé (5-15 k€). Standard horlogerie, médical (implants), visserie haute production. Décolleteuses CN équipées : Tornos, Star, Citizen, Tsugami.

04 · Applications atelier

Usages typiques en production CNC

Le filetage couvre filetage extérieur arbres, intérieur gros Ø, gaz BSP, trapézoïdal Tr, aérospatial Ti/Inconel, visserie haute précision et production série tourbillonnage.

  • Filetage extérieur arbres (vis, broches, axes, M3-M200) — métrique ISO 261 standard
  • Filetage intérieur écrous, taraudages gros Ø (> 20 mm) — alternative taraudage rigide quand Ø trop grand
  • Filetage gaz BSP cylindrique ou conique (étanchéité hydraulique/pneumatique, ISO 7-1)
  • Filetage trapézoïdal Tr (transmission vis-écrou, vérins mécaniques, presses, vis-mères machines-outils)
  • Aérospatial : visserie titane Ti6Al4V / Inconel 718 (normes strictes AS/MS, traçabilité)
  • Visserie haute précision : joints d'étanchéité fluides, instrumentation, mécanique de précision
  • Production série tourbillonnage : 100k pièces/jour possible (visserie horlogerie, médical implants)
  • Filetage matières trempées (CBN, alternative rectification post-trempe — gain temps cycle)
  • Réparation filetage abîmé (re-tournage avec plaquette filetage à pas standard)
  • Filetage UNF/UNC ANSI B1.1 (visserie américaine, automobile/aéro USA)
05 · Pièges atelier

Erreurs courantes à connaître

Diagnostic terrain : neuf pièges fréquents en filetage CNC, classés par fréquence atelier.

ATTENTION
Pièges les plus fréquents
  • Profil filet incomplet (filets non finis) — nombre passes insuffisant OU plaquette usée, ajouter passes ou changer plaquette
  • Casse plaquette en début filetage — profondeur 1ère passe trop élevée (> 0,4 mm), respecter 0,2-0,3 mm 1ère passe
  • Filetage non rond (ovalisation visible) — vibrations broche OU porte-pièce, vérifier serrage mors et contre-pointe
  • Bavures sortie filet (côté sortie outil) — sortie programmée droite vs ramping, programmer chamfer-out ou rampe sortie
  • Profondeur filet hors tolérance (filets trop superficiels ou trop profonds) — calcul Ø nominal incorrect, formule hauteur filet : H = 0,613 × pas (ISO métrique)
  • Lubrification insuffisante matières tendres (alu, inox) — grippage et arrachement filet, basculer arrosage par centre outil HP
  • Erreur de pas (filet généré ≠ pas demandé) — programmation G33/G34/G92/G76 mode erroné, vérifier code G utilisé
  • Surchauffe matière titane / Inconel — pas d'arrosage haute pression suffisant (40+ bar), basculer arrosage par centre outil obligatoire
  • Mauvaise répartition passes (1ère passe trop élevée, dernière trop fine ou inverse) — utiliser cycle filetage commande CN avec décroissance automatique
06 · Sources et normes

Sources Pilier 4 GEO citées

Normes internationales (ISO, ANSI), brochures organismes officiels, catalogues fournisseurs (alphabétique strict).

  • ISO 261 — Filetages métriques ISO pour usages généraux. Vue d'ensemble (ISO 261:1998)
  • ISO 7-1 — Filetages de tuyauterie pour raccordement avec étanchéité dans le filet (BSP) (ISO 7-1:1994)
  • ISO 2904 — Filetages métriques ISO trapézoïdaux. Cotes de base (ISO 2904:1977)
  • ISO 5408 — Filetages à billes (ISO 5408:2009)
  • ANSI B1.1 — Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form) (ANSI/ASME B1.1)
  • ISO 13399 — Représentation et échange de données pour outils coupants (ISO 13399)
  • INRS ED 940 — Fluides de coupe : santé, sécurité, environnement (INRS ED 940)www.inrs.fr
  • DGUV IFA — Praxishilfen Kühlschmierstoffe (lubrifiants atelier)www.dguv.de
  • Iscar — Threading Tools catalog
  • Kennametal — Threading Solutions catalog
  • Mitsubishi Materials — Threading tools catalog
  • Sandvik Coromant — CoroThread 266 Manuel technique
  • Seco Tools — Snap-Tap threading product guide
  • Walter — Threading product guide
07 · Opérations connexes

Voir aussi

Opérations CNC liées au filetage dans les flux de production typiques.

taraudagetournage-exterieurtournage-interieurpercage
08 · FAQ

Questions fréquentes en atelier

Onze questions opérateur courantes sur le filetage CNC avec réponses sourcées.