cônicité maximum pour transmission d'effort ?

[mecanique30]

bonjour à tous, par curiosité et car j'ai un axe sous la main qui m'interpelle j'aimerai connaitre la valeur maxi de conicité pour que l'adhérence entre la pièce male et la pièce femelle soit bonne.
Je sais que pour les cône morse la valeur tourne autour de 5%.
Mon axe présente un cône avec un pente d'environ 13% sur 15 mm et 50 de diamètre environ, celui ci est usé et n'adhère pas. Il y avait une plaque d'arrêt vissé sur le devant pour éviter que l'axe ne sorte (je ne sais pas si c'est d'origine ou modification).
Je me demande donc si 13% de pente n'est pas trop pour avoir une adhérence avec un simple coup de maillet?
Merci de vos lumières

 

[mwm]

Bonjour,
Personnellement, je pense que la série des cônes morses sont valables, on les emploie avec un tenon,( foret) ou avec une tige de rappel ( axe de machine),,,
Pour obtenir une adhérence maximum, le cône doit être long, bien poli, certains le graisse légèrement pour le faire coller,
Voir aussi la puissance à transmettre,,,
je demande à comprendre pour le coup de maillet ,,, une façon un peu rude d'embrayer, ou débrayer !!!

 

[Dxmax]

Personnellement une transmission de couple avec simplement deux cône, je ne trouve pas ça très mécanique ni très sécurisé:
Quant su sais que tu les cônes type cône morse on a soit un tenon (transmission de couple par obstacle), ou un tirant pour avoir adhérence entre les cônes alors que la pente est de loin inférieure à la tienne...
En revanche pour l'état de surface, personnellement, s'il s'agit que de transmission de couple, je ne ferai pas forcément de rectif (elle est intéressante pour la fonction centrage et d'une façon relative pour le positionnement en axial) surtout s'il n'y a ni tenon ni tirant. De plus elle est couplé avec une trempe voire cémentation donc surface très dure: pas idéale pour l'adhérence si absence de tenon ou de tirant.

En y réfléchissant ton cône me fait beaucoup plus penser à un limiteur de couple rudimentaire: en cas de surcharge au niveau de la sortie il y a patinage. Ce point de patinage serait "réglable" avec la vis de rappel en façade suivant son couple de serrage. En dehors de ça, je trouverait ça curieux car les cônes sont assez pénibles à usiner (hors cn) et comparés avec un centrage par cylindre (avec ajustement)+épaulement de positionnement axial.

Qu'en pensez vous ?

 

[mwm]

bonjour,
c'est un concept ancien , pas toujours bien utilisé, cela peut être très rustique, en finition ( finition d'outil ou toilé!!)
Il y avait bien les embrayages à cône mais avec une garniture en cuir, mais jamais acier sur acier ,,,
Il y a une rondelle en bout d'axe il manque peut être un ressort à boudin qui était d'origine pour tenir le cône engagé ...
Les cônes s'usinaient bien avant la CN, il y avait des tours prévus pour cela, mais on s'en sort relativement bien si on connaît la méthode sur un tour ordinaire,,,
Un exemple, les axes de piston d'une machine à vapeur, avaient une portée conique et rectifiée sur laquelle s'engageait le piston, idem pour les machines soufflantes pour l'industrie, et serrés par un écrou, c'tait une preuve de fiabilité,,, bien que cela ne tournait pas vite dans les 300 tr / minute, les Anciens craignaient l'arrachement du piston de la tige, donc une solution qui a été employée sur les locomotives à vapeur, qui n'ont jamais laissé personne en rade sur un quai, ou sur une voie ballastée, ce qui est courant aujourd'hui!
Ils trouvaient cette solution valable parce que le jeu d'ajustage était réglable, que si cela se déserrai, le jeu était axial et longitudinal,,,on entendait le toc toc ,,,
Le démontage était toujours fait par une chauffe au chalumeau et cela venait bien aisément,,,,,,,,,,,,,,,,,,

 

[moissan]

quel que soit la conicité ça peut transmetre du couple si une vis ou un ecrou serre le cône assez fort

la vraie question c'est quelle conicité maxi pour que le cone reste bloqué tout seul sans vis ou ecrou de serrage : le cone morse est a la limite ... il arrive qu'il se debloque , donc sur fraiseuse on utilise le cone morse uniquement avec tirant

pour un vrai bloquage uniquement par le cone il y a les goupille conique 2%

avec tes 13% il y a aucun espoir pour que ça tienne sans vis

 

[mwm]

Bonjour Moissan,
Entièrement d'accord avec toi, il doit manquer qlq chose cuir ou ressort ou les 2 !!! une photo aiderai à comprendre !!!
Cela c'est devenu une chose rare à trouver ces goupilles à 2 % je suis obligé de les faire à chaque fois, il y a assez d'imprimantes à la benne pour récupérer les barres d'aciers et les passer au tour

 

[gégé62]

la vraie question c'est quelle conicité maxi pour que le cone reste bloqué tout seul sans vis ou ecrou de serrage : le cone morse est a la limite ... il arrive qu'il se debloque

on a tous eu le problème de voir glisser le cône Morse en perçant au tour.
Pour qu'il y ait non glissement, il faut que le rapport "effort axial/couple transmis" soit suffisant (combien...???. ). Donc on a le problème quand le foret entre trop facilement dans la pièce, c'est le cas si on a fait un avant-trou et que l'on ne prend pas assez de matière. Surtout si le forêt est bien affûté et a envie de bien mordre.... dans ce cas là on doit y aller très doucement, avec un effort axial donc pratiquement nul, mais un couple permis qui n'est quand même pas nul.

La question de mecanique30 est intéressante, mais elle ne peut recevoir une réponse précise, ça dépend de trop de paramètres.

 

[kiki86]

bonsoir
quelques fournisseur de goupilles coniques
Gardette
Conrad
béné inox

 

[Dodore]

Je disais sur une autre discution
Quand j'ai passé mon C.A.P. on n'avait droit d'utiliser uniquement le montage entre pointes , et les mors dur
J'avais appris à cette époque , que jusqu'à une conicité de 10% on pouvait reprendre une pièce uniquement par coincement avec éventuellement un coup de maillet , il est bien évident qu'avec un tel montage, on ne peut faire que des finitions ou de petite ébauches
Effectivement en fraisage avec un cône morse, la fraise doit être maintenue avec un tirant , parce que l'effort de coupe a tendance à décoller le cône
En perçage , sur un tour , la contre poupée, sauf quelque exeption, n'a pas de tenon d'entraînement , il m'est arriver quelque fois en faisant de gros perçage, de voir le forêt bouger, dans ce cas je mettais un toc sur le forêt la queue du toc en appuis sur la tourelle ou le chariot supérieur pour l'empêcher de tourner

 

[mwm]

Bonsoir,

Merci kiki 86 pour les adresses, cela aide crois moi!!
Belle solution Dodore, le calage avec le toc, je m'en sortais en l'enduisant de graisse bien collante parce que s'il lui prenait l'envie de tourner, le grippage n'est pas loin, j' ai vu tourneur qui avait percé et taraudé le bord du canon porte outil le foret engagé, un coup de maillet en nylon et ensuite la fermeture de la vis BTR creuse... ce tourneur avait pris le coup de donner un plat de meule à la place où la vis touchait le foret, c'est radical ,,,

 

[moissan]

en perçant avec un foret cone morse sur un tour ce n'est pas l'effort d'avance du foret qui colle le cone : il faut forcer un bon coup sur le foret quand la piece ne tourne pas , avec un bout de bois entre piece et foret ... si on enconce le cone morse suffisament fort il ne se decolle pas pendant le percage

a 5% le cone morse est donc bien auto blocant

a 10% c'est le cone des bout d'arbre des vieux moteur electrique genre leroy avant somer : ce 10% n'est pas auto bloquant , sans vis ça fout le camps quand ça veut ... mais ce n'est pas pour autant facile a demonter : quand ça a été bien serré par une vis pendant un demi siecle il faut tirer très fort pour demonter

 

[Dodore]

Bonsoir,

Merci kiki 86 pour les adresses, cela aide crois moi!!
j' ai vu tourneur qui avait percé et taraudé le bord du canon porte outil le foret engagé, un coup de maillet en nylon et ensuite la fermeture de la vis BTR creuse... ,,

Est ce que tu peux donner un peu plus d'explications, je n'ai pas compris le montage

 

[doul]

Salut, en statique il faut regarder le coefficient de fortement, comme par exemple dans ce tableau :

https://fr.wikibooks.org/wiki/Tribologie/Facteurs_de_frottement#Valeurs_num.C3.A9riques_indicatives

acier mi-dur / acier mi-dur : 0.3 ce qui donne un angle de 16.7° soit 30%, ce que l'on peut vérifier par le fait qu'il arrive que les cône SA collent (29,16 %) bien sur il sont facile a décoller

Autre exemple avec un emmanchement conique sur du matériel forestier qui transmet un couple sur des rouleaux d’entraînement, cône a 10% sur 100mm de long avec un clavetage et un écrou de maintient, pour les démonter il faut monter la presse a 25T en encore des fois cela ne suffis pas il faut monter a 30T et passer un coup de chalumeau ! Il faut bien sur que le cône soit propres et avec un bon état de surface, justement on a eu des problèmes a cause d'une portée en mauvais état et le clavetage seul ne tannais pas, reprise des pièces mâle et femelle en CN pour refaire des portée propres −> problème réglé, le cône colle.

Ça c'est en statique, en dynamique tout ce complique : il y a des forces avec des sens et directions qui peuvent maintenir le cône en place ou au contraire le faire sortir, plus des vibration qui sont bien connues des mécanicien pour avoir la propriété de tout démonter. Pour finir le coefficient de frottement cinétique est plus faible qu'en statique, on peut en faire l'expérience avec une règle : il faut poser la règle sur deux doigt, un de chaque main a chaque extrémité de la règle et faire se rapprocher les doigts.

 

[gégé62]

ce n'est pas l'effort d'avance du foret qui colle le cone : il faut forcer un bon coup sur le foret quand la piece ne tourne pas , avec un bout de bois entre piece et foret ... si on enconce le cone morse suffisament fort il ne se decolle pas

on est bien d'accord que plus on l'a bloqué fort, plus le couple transmissible sera important. Mais quand on perce sans avant-trou, l'effort d'avance est suffisant et on n'a pas besoin de bloquer fort pour empêcher de glisser, c'est différent si on prend très peu de copeau sur un diamètre déjà important. Là, il faut absolument bloquer fort.

 

[tontonalain]

Les emmanchements coniques suivant les conditions de réalisation peuvent supporter des couples très importants et bien plus que le simple cône morse. L’angle de cône et évidement très important à respecter

J’ai travaillé sur des réducteurs Graffenstaden accoupler a des pompes Bergeron débitant 25 mètre cube seconde, l’accouplement coté réducteur pèse environ deux tonnes est monté sur cône lisse sans clavette et juste une petite plaque de retenue

J’ai aussi vu des hélices de vingt cinq tonnes monter sur ce principe sur des pétroliers

Le couple de rotation par rapport au diamètre de la turbine de pompe auquel un homme peut se faufiler lors des interventions et très important

Pour la dépose et la repose rien de plus simple .une gorge et réaliser sur la partie femelle sans déboucher aux extrémités est il et prévu un ou plusieurs trous tarauder qui sont relier a cette gorge

Pour la dépose on y branche une pompe hydraulique qui va injecter de l’huile entre mille et deux milles bars qui va dilater le manchon et le décoller (attention a la retenue de celui-ci lors de l’intervention)

Pour la repose on colle le manchon en appui, on dilate avec la pompe hydraulique et on pousse le manchon à l’aide d’un autre vérin sans grande monter en pression jusqu'à la cote déterminé où relever au démontage

Ce qu’il faut prendre en compte lors de ces interventions ce sont les calcules donner par les bureaux d’études des constructeurs par rapport aux matériaux utiliser et leurs résistances a l’allongement avec lequel on va déterminer la profondeur d’emmanchement sur le cône qui va donner le serrage de cette ensemble et la pression de la pompe pour la dilatation et ne pas dépasser la limite élastique des matériaux

 

[kiki86]

bonjour
super
quel est la valeur de l'angle du cône ?

 

[tontonalain]

je n'est plus souvenir de la de la conicité

 

[gégé62]

quel est la valeur de l'angle du cône ?

le plus petit possible. mais plus l'angle est petit, moins on a de précision sur la position en longueur une fois monté. Pour un angle nul, c'est un frettage cylindrique.
L'important c'est qu'au montage il y ait un fort serrage. Si on monte en chauffant la pièce femelle, c'est un moyen d'y arriver. Je crois me souvenir qu'un ajustement H(7)p(6) n'est pas considéré comme démontable.
L'angle du cone Morse (conicité environ 5%, dépend de la taille) est fait pour avoir un bon serrage en emmenchant fermement, tout en permettant un démontage facile.

 

[mwm]

bonjour dodore

sur la contre pointe, tu as le canon qui glisse , quand tu tournes le volant, ce canon à une entrée conique pour y entrer un foret à queue morse ou tout autre outil , à + - 25 mm il avait percé un trou , puis taraudé en M 12 , je crois et quand il introduisait un foret, il avait marqué le foret d'un plat pour que le bout de la vis BTR vienne en appui, cela ne bougeait pas du tout,,,

 

[Dodore]

Je pense que ce que tu nomme canon , c'est ce que j'appelle fourreau
Si j'ai bien compris
Il avait fait un trou tarauder que le côté du fourreau, il faisait un plat sur le forêt pour pouvoir visser une vis en appuis sur ce plat.... Espérons qu'il n'y avait qu'un tour, ou bien qu'un seul tourneur qui utilisait cette méthode parce qu'autrement les forêts devaient avoir des plats adapté pour chaque tour

 

[mwm]

Bonjour Dodore,

oui c'est le fourreau ...
c'était un artisan avec un tour et une fraiseuse, pas grand 'chose en fait ...
en plus du tenon cela évitait de s'échapper du logement,
Une fois on a eu le plaisir de devoir en sortir un qui était grippé à l'intérieur du fourreau,
A l'arrêt , serrage du foret dans le mandrin qui est au point mort , blocage de la contre poupée sur le banc et manoeuvre du volant pour le tirer du fourreau en arrière et ainsi dégager le foret, le tenon étant plié torsadé, le fait d'avoir le mandrin libre a facilité les choses

 

[bm7084]

Bonsoir
La longueur du cône, son diamètre n'ont aucune importance sur l'adhérence de celui ci dans son logement.
C'est le coefficient d'adhérence des metaux en contact , l'angle au sommet du cône et la force axiale du tirant ou du choc exercé, qui garantissent la tenue
de ce cône dans le fourreau ou la broche.

 

[Dodore]

C'est un point de vue , mais quand je n'es suis pas sur de moi , je fait une démonstration par l'exagération
Donc pour toi. Puisque la longueur n'a pas d'importance, un cône de longueur 5 à la même adhérance qu'un cône de longueur 100

 

[bm7084]

Bonsoir
Ben oui,l'adhérence n'est pas liée à la surface. Dans le domaine de l'usinage ,la preuve est donnée, par exemple ,avec les cônes des mandrins de perçage.
Pourquoi les cones coté mandrin B x ou jacob qui ont la conicité des 'morse' et qui sont bien plus courts, tiennent aussi bien

 

[gégé62]

Oui en principe ça ne joue pas. Si la surface est plus petite, la pression de contact est plus élevée, et on a le même résultat.
Maintenant en pratique, je pense qu'il peut y avoir des différences, elles doivent rester du second ordre. C'est comme les pneus d'une voiture. En théorie, n'importe quel pneu doit donner le même résultat (à caoutchouc identique). Or on constate bien des différences, selon la largueur, la pression de gonflage, les stries...Il y a forcément une explication à tout. Je pense aussi que ces différences, exprimées en chiffres, paraitraient faibles, mais c'est probablement que le test de la conduite réelle est très fin, il met en évidence même des petites différences.
J'ai peur d'avoir dévié un peu du sujet....

 

[moissan]

le cone Bxx des mandrin de percage et bien un exemple de cone qui devient presque indemontable quand on l'enfonce très fort : ce genre de cone est une partie plus courte de cone morse

plus on enfonce un cone fort plus le couple transmissible est grand jusqu'a ce qu'on arrive a la contrainte maxi dans une piece , qui fait une deformation plastique quand on enfonce plus

si l'angle du cone est trop grand on a beau enfoncer fort , l'effort de serrage risque de pousser le cone a sortire , pas forcement instantanement , mais plus ou moins vite avec les vibration : c'est ce qui se passe avec les cone SA 7/24 ou les pince ER , on a beau les serrer a fond , si on enleve le moyen de serrage ça se deglingue avec les vibration

avec le cone morse il n'y a pas de probleme , si on l'enfonce très fort il peu devenir aussi solide qu'un montage a l'azote liquide , ou un montage avec le systeme hydraulique decrit par tontonalain pour les helice de bateau

la question c'est : est ce qu'un cone 10% peut tenir tous seul si on l'enfonce assez fort ? j'ai peur que non

 

[bm7084]

Re bonsoir
Le cône permet le centrage de précision de l'outil. Si le cone n'est pas precis dans le fourreau et en particulier sans tirant (cône morse ou faible pente)
c 'est le boitement qui fera lacher l'adhérence. Pour un foret,c'est pas trop grave l'effort est en principe dans le sens du blocage, pour une fraise,le cône centre et le tirant fait l'adherence amplifiée par le rapport de conicité


l

 

[bm7084]

Pour repondre à moissan
plus le fourreau sera leger,plus sa deformation élastique participera au pincement.comme cela doit se faire avec le mandrin de perçage

 

[bm7084]

Re bonsoir
J'ai parlé de la force qui est indépendant de la surface,par contre si on augmente le diamètre du cône(pas pour sa surface), la force qui ne change pas ,peut produire un couple plus important car elle est appliquée plus loin du centre

 

[ybou30]

Salut à tous,

La longueur des cônes morses permet la répétitivité de 2 choses:
- Du guidage axial en respectant les tolérances
- L'effort de blocage

Plus court,
- il peut se coincer de travers
- Il est difficile de doser l'effort de coincement pour la tenue et le démontage.

L'aptitude à l'entrainement d'un cône dépend:
- De la force de coincement => Rapport angle / longueur du cône / diamètre => exemple tableau des cônes Morses
- Du diamètre, qui influe sur le couple.
- Du coefficient de frottement des matériaux des deux partie

J'avais étudié çà en méca quand j'ai préparé le BP de tourneur (1979).
C'est d'ailleurs un montage de ce type que j'ai eu à réaliser en pratique : un différentiel à cônes lisses (friction sur les génératrices)

J'ai eu par la suite à réaliser des empreinte de moules injection plastique qui étaient emmanchées par cônes dans le bloc.

Cdlt,
Yanik