Cette page existe parce que la gorge nous a coûté de l'argent. Sur l'un de nos propres plans, pour un adaptateur de filetage M15×1 femelle vers M16×1,5 mâle, figurait une gorge de 0,3 mm. Ce n'est pas usinable à cette largeur, et cela n'aurait pas fonctionné non plus. Les valeurs ci-dessous, tout le monde peut les consulter. La partie qui compte à l'atelier se trouve sous Trop étroite, trop large, absente et Un cas réel.
Ce qu'est une gorge de dégagement — et ce qu'elle n'est pas
Une gorge de dégagement est une rainure circulaire exécutée en fin de filetage. Son diamètre passe sous le diamètre de fond du filet, si bien que le filetage ne s'éteint pas en cône mais tombe proprement dans une gorge.
À ne pas confondre avec la sortie de filet. La sortie se forme toute seule : l'outil ne peut ni atteindre ni quitter la pleine profondeur instantanément, donc le profil s'efface sur un à deux filets. La sortie de filet est un cône portant des filets incomplets — et c'est précisément dessus que la pièce rapportée vient buter. La gorge la supprime.
La différence en une phrase : la sortie de filet est le problème, la gorge de dégagement est la solution. Écrire « sortie de filet selon ISO 4755 » sur un plan, c'est commander autre chose que « gorge de dégagement selon ISO 4755 ».
Comment on l'appelle vraiment
Presque aucune demande n'emploie le terme « gorge de dégagement ». On décrit l'endroit plutôt que la fonction, et la plupart du temps on comprend quand même. Les formulations les plus courantes :
| Ce que l'on dit | Ce que cela désigne | Est-ce exact ? |
|---|---|---|
| « la rainure au bout du filetage » | Gorge de dégagement | Oui, exactement |
| « la partie lisse avant l'épaulement » | Gorge de dégagement | Oui — lisse et de diamètre réduit |
| « le dégagement » | Gorge de dégagement | Oui, c'est l'appellation courte usuelle |
| « la saignée » | Gorge de dégagement | Oui — terme d'atelier, du nom de l'outil à saigner |
| « là où le filet se termine » | Sortie de filet | Non — c'est justement la zone sans gorge |
| « le décrochement en fin de filet » | Le plus souvent la sortie de filet | Non — un cône n'est pas une gorge |
| « gorge » sans autre précision | Peut être une gorge de dégagement d'épaulement | En partie — celle-là se trouve sur l'arbre, pas au filetage |
En anglais on parle de thread undercut ou thread relief, la sortie étant le thread run-out ; en allemand, Gewindefreistich et Gewindeauslauf ; en norvégien, frispor et gjengeutløp.
À quoi sert la gorge
Elle a deux fonctions, et c'est la seconde qui piège :
- Laisser sortir l'outil. En tournage, l'outil à fileter doit pouvoir se dégager en fin de passe sans venir toucher l'épaulement. Sans gorge, il n'existe aucun point de sortie propre : le dernier filet reste incomplet, ou l'outil casse.
- Laisser descendre la pièce rapportée. C'est la fonction décisive. L'écrou ou le raccord qui se visse possède son propre chanfrein d'entrée, mais son premier filet porteur se trouve bien en avant. Quand ce filet rencontre le cône de sortie, la pièce s'arrête là. On sent une résistance et on croit que c'est serré — la portée n'a jamais été atteinte.
Cotes par pas
La norme ISO 4755:1983 traite des dégagements de filetage extérieur métrique ISO. La DIN 76-1 distingue en plus quatre formes : A et B pour les filetages extérieurs, C et D pour les filetages intérieurs. A et B ont la même géométrie et ne diffèrent que par la longueur, de même pour C et D. A et C sont le cas normal ; les formes courtes B et D existent pour les situations où la largeur normale ne rentre pas.
Tout se dimensionne à partir du pas P, pas du diamètre nominal. Un M20×1,5 reçoit la même largeur de gorge qu'un M10×1,5 — seul le diamètre de gorge suit le diamètre nominal.
| Pas P | Largeur g2 = 3,5 × P | Plancher pratique ≈ 3 × P | Rayon r = 0,5 × P | Ø de gorge dg = d − 1,6 × P |
|---|---|---|---|---|
| 0,5 | 1,75 | 1,5 | 0,25 | d − 0,8 |
| 0,7 | 2,45 | 2,1 | 0,35 | d − 1,12 |
| 0,8 | 2,8 | 2,4 | 0,4 | d − 1,28 |
| 1,0 | 3,5 | 3,0 | 0,5 | d − 1,6 |
| 1,25 | 4,375 | 3,75 | 0,625 | d − 2,0 |
| 1,5 | 5,25 | 4,5 | 0,75 | d − 2,4 |
| 1,75 | 6,125 | 5,25 | 0,875 | d − 2,8 |
| 2,0 | 7,0 | 6,0 | 1,0 | d − 3,2 |
| 2,5 | 8,75 | 7,5 | 1,25 | d − 4,0 |
| 3,0 | 10,5 | 9,0 | 1,5 | d − 4,8 |
Ces valeurs sont calculées à partir des formules de dimensionnement de la DIN 76-1, elles ne sont pas recopiées du tableau de cotes. Pour un plan, référez-vous à l'édition en vigueur de la norme : ce sont ses cotes limites qui font foi. Pour décider si la gorge tient dans la pièce, les formules suffisent.
Les filetages courants calculés
Les mêmes formules, chiffres à l'appui. D'abord les pas gros, puis les pas fins, où la gorge devient nettement plus étroite.
| Filetage | Pas P | Largeur g2 | Plancher ≈ 3 × P | Ø de gorge dg |
|---|---|---|---|---|
| M4 | 0,7 | 2,45 | 2,1 | 2,88 |
| M5 | 0,8 | 2,8 | 2,4 | 3,72 |
| M6 | 1,0 | 3,5 | 3,0 | 4,4 |
| M8 | 1,25 | 4,375 | 3,75 | 6,0 |
| M10 | 1,5 | 5,25 | 4,5 | 7,6 |
| M12 | 1,75 | 6,125 | 5,25 | 9,2 |
| M16 | 2,0 | 7,0 | 6,0 | 12,8 |
| M20 | 2,5 | 8,75 | 7,5 | 16,0 |
| M24 | 3,0 | 10,5 | 9,0 | 19,2 |
| M10×1,25 | 1,25 | 4,375 | 3,75 | 8,0 |
| M12×1,25 | 1,25 | 4,375 | 3,75 | 10,0 |
| M16×1,5 | 1,5 | 5,25 | 4,5 | 13,6 |
| M20×1,5 | 1,5 | 5,25 | 4,5 | 17,6 |
Trop étroite, trop large, absente — l'effet de chaque cas
Aucune gorge
Le filetage s'éteint en cône. L'écrou qui se visse pose son premier filet porteur sur ce cône et s'arrête avant de toucher la portée. Ce qui suit, dans cet ordre : la portée d'étanchéité ne travaille pas, l'assemblage fuit ou se desserre ; celui qui reserre envoie le couple dans la sortie de filet au lieu de la précharge ; les premiers filets s'écrasent ou s'arrachent. Sur un raccord à arête d'étanchéité, la pièce est bonne pour le rebut.
Gorge trop étroite
Fonctionnellement identique à l'absence de gorge, dès lors que la rainure est plus étroite que la sortie de filet qu'elle est censée supprimer. S'y ajoute le côté fabrication : en dessous d'environ 1 mm, aucun outil à gorge n'exécute proprement la rainure à cette profondeur. Une lame de 0,3 mm de large casse avant d'avoir atteint 1,2 mm de profondeur. Une cote de 0,3 mm ne décrit pas une gorge, elle décrit une rayure — et l'atelier le signale s'il est attentif, ou fait autre chose sans le dire s'il ne l'est pas.
Gorge trop large
L'erreur inverse est sous-estimée. Trois effets :
- On perd du filetage utile. Sur les adaptateurs et les téton filetés courts, la longueur est la ressource rare. Chaque millimètre de gorge est pris sur le filetage porteur — et la capacité dépend du nombre de filets réellement en prise.
- La section est affaiblie. Le fond de gorge passe sous le diamètre de fond du filet : sur un M12 avec dg = 9,2 mm, la section portante y est plus faible que dans le filetage lui-même. En traction, la pièce casse à la gorge, pas dans le filet.
- Le fond de gorge est une entaille. En charge alternée, l'amorce de rupture par fatigue démarre exactement là. C'est pourquoi la norme impose un rayon r = 0,5 × P : ce n'est pas de l'esthétique, cela abaisse la concentration de contraintes. Une gorge exécutée à angle vif est une amorce de rupture intégrée au dessin.
La règle de travail : aussi large qu'il le faut pour que la pièce rapportée vienne en butée, et pas un millimètre de plus. La valeur normale est g2 = 3,5 × P. Si la longueur ne le permet pas, on passe à la forme courte B, puis en dessous à ce qui remplit encore la fonction. La supprimer complètement est la seule option qui, à coup sûr, ne marche pas.
Un cas réel : 0,3 mm sur le plan
Un adaptateur de filetage : M15×1 femelle, M16×1,5 mâle, perçage traversant de 10 mm, longueur totale 22,5 mm, six pans sur plats 22. Le plan indiquait une gorge de 0,3 mm entre le six pans et le téton fileté. Selon la norme, à P = 1,5, il aurait fallu environ 5,25 mm, avec un plancher pratique à 4,5 mm.
Sur 22,5 mm de longueur totale, 5,25 mm de gorge ne rentrent pas — le téton fileté ne fait que 7,5 mm au total. C'est exactement pour cela que le chiffre est descendu si bas : on voulait garder un maximum de filetage. L'erreur de raisonnement est qu'un filetage que la pièce rapportée n'atteindra jamais ne porte rien.
Le tourneur a signalé que 0,3 mm n'est pas réalisable et que l'assemblage ne fonctionne qu'à partir d'environ 2 mm. C'est sous la valeur normale et sous la règle des 3 × P — c'est le compromis qu'impose une pièce courte. Il fonctionne parce qu'il remplit la seule fonction qui compte ici : la pièce rapportée vient en butée. Il coûte 1,7 mm de filetage utile, et cela se dit au client avant de lancer l'usinage, pas après.
Voici comment ces cas nous arrivent :
- « Le raccord ne descend pas complètement, il reste deux dixièmes de jeu — est-ce le filetage ? »
- « Il nous faut l'adaptateur plus court mais le filetage doit garder la même longueur. C'est possible ? »
- « L'ancien plan ne mentionne aucune gorge, et la pièce tourne depuis vingt ans. »
- « Le téton a cassé à la rainure, toujours au même endroit. »
Ce dernier cas, c'est presque toujours le rayon : exécuté à angle vif au lieu de r = 0,5 × P. Pour refaire la pièce, le morceau cassé nous suffit — voir ingénierie inverse.
Quand vous n'avez pas besoin d'un atelier pour ça
La comparaison ci-dessous porte sur la visserie de catalogue — vis sans tête, goujons, vis à téton et adaptateurs du stock d'un distributeur.
| Ce qu'il faut | Visserie de catalogue | Chez EKINSUN |
|---|---|---|
| Pièce normalisée, gorge normalisée, longueur standard | en stock, disponible | Le distributeur est plus rapide et moins cher — vous n'avez pas besoin de nous pour cela. |
| Gorge plus étroite que la norme parce que la longueur ne suffit pas | Non prévu — les pièces catalogue suivent la norme ou n'ont pas de gorge du tout | Largeur selon votre choix, avec la perte de filetage annoncée |
| Deux filetages différents sur une même pièce, épaulement entre les deux | Les adaptateurs n'existent que dans les couples courants | N'importe quel couple, gorge dimensionnée des deux côtés |
| Refaire une pièce cassée sans plan | Impossible — il n'y a pas de référence à commander | Envoyez l'échantillon, nous le mesurons et redimensionnons la gorge |
| Matière 304 ou laiton en cote standard | Tenu en stock | Aucun avantage de notre côté — la matière seule ne justifie pas de faire usiner |
| Gorge avec rayon de fond imposé pour la tenue en fatigue | Non spécifiable | Rayon selon plan, rapport de contrôle sur demande |
Matières et exécution
Les gorges sont exécutées dans la même opération que le filetage, sur tour à poupée mobile ou centre de tournage CNC. Les matières courantes sont le 1.4305 (X8CrNiS18-9, AISI 303) comme inox de décolletage, le 1.4301 (X5CrNi18-10, AISI 304) et le 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2, AISI 316L) quand la corrosion compte, le laiton CuZn39Pb3 pour la robinetterie, ainsi que l'aluminium 6061 et 7075. Le 42CrMo4 (1.7225) trempé revenu intervient là où le fond de gorge doit tenir en fatigue.
EKINSUN est un fabricant de pièces tournées et fraisées sur plan, à partir d'1 pièce, devis sous 12 heures. Si votre plan ne porte aucune gorge, nous posons la question avant d'usiner — c'est exactement ce qui aurait évité le cas ci-dessus. À voir aussi : usinage CNC, adaptateurs de filetage, boulonnerie sur mesure, pièces de rechange.
Questions fréquentes sur la gorge de dégagement
La largeur normale est g2 = 3,5 × P, et en règle générale une gorge devrait faire au moins 3 × P de large. Pour un M16×1,5 avec P = 1,5, cela donne 5,25 mm et 4,5 mm respectivement. Si la pièce est trop courte, on passe à la forme courte B. En dessous d'environ 1 mm la rainure ne s'exécute plus proprement, et en dessous de la longueur de sortie de filet elle ne remplit plus sa fonction.
La sortie de filet se forme toute seule : l'outil ne peut pas atteindre la pleine profondeur instantanément, donc le profil s'efface sur un à deux filets et forme un cône. C'est sur ce cône que la pièce rapportée vient buter. La gorge de dégagement est une rainure exécutée volontairement sous le diamètre de fond, qui supprime ce cône. La sortie est le problème, la gorge est la solution.
La pièce rapportée pose son premier filet porteur sur le cône de sortie et s'arrête avant d'atteindre l'épaulement. On sent une résistance et on croit l'assemblage serré, alors qu'il n'est pas bridé. La portée d'étanchéité ne travaille pas, le couple de serrage part dans la sortie de filet au lieu de la précharge, et les premiers filets s'écrasent ou s'arrachent si l'on force.
Oui, et c'est le défaut que l'on sous-estime. Une gorge trop large mange du filetage utile, ce qui réduit la capacité sur les adaptateurs et tétons courts. Elle réduit aussi la section sous le diamètre de fond : sur un M12 avec dg = 9,2 mm la pièce est plus fine à la gorge que dans le filet, elle casse donc là en traction. En charge alternée l'amorce de rupture par fatigue démarre au fond de gorge, d'où le rayon r = 0,5 × P imposé par la norme.
Les formes A et B concernent les filetages extérieurs, les formes C et D les filetages intérieurs. A et B ont la même géométrie et ne diffèrent que par la longueur, de même pour C et D. A et C sont le cas normal. On ne prend les formes courtes B et D que lorsque la largeur normale ne rentre pas, typiquement sur des tétons et des adaptateurs courts.
Pour un filetage extérieur, dg = d − 1,6 × P. Sur un M12 avec P = 1,75 cela donne 9,2 mm, sur un M16×1,5 on obtient 13,6 mm, et sur un M20 avec P = 2,5 on arrive à 16,0 mm. Le diamètre passe ainsi sous le diamètre de fond du filet, faute de quoi la gorge ne supprimerait pas complètement le profil.
Pas forcément comme cote, mais il faut l'indiquer. Une mention du type gorge de dégagement selon ISO 4755 suffit et reste plus sûre que d'estimer un chiffre. Si rien n'est écrit, c'est l'atelier qui tranche et la sortie de filet devient ce que l'outillage a laissé. Si l'échantillon a cassé à la rainure, nous vérifions en plus le rayon, car c'est là que démarre la fatigue.
Une pièce avec gorge à usiner ?
Pièces tournées, adaptateurs de filetage et visserie spéciale sur votre plan — à partir d'1 pièce, devis sous 12 heures. Si la gorge manque ou ne rentre pas, nous le disons avant d'usiner. Envoyez un plan, un croquis ou un échantillon.