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Les goupilles cylindriques

En mécanique de précision, les goupilles cylindriques sont très souvent utilisées : en effet, elles permettent de positionner des pièces précisément et à moindres frais...
Vous trouverez donc ci-dessous les dimensions des goupilles cylindriques pleines (ISO 8734 / DIN 6325) et les versions taraudées (ISO 8735 / DIN 7979) que l'on trouve couramment dans le commerce.
Bien entendu, en fin d'article nous vous donnons quelques conseils pour l'intégration... Bonne lecture !

Goupilles cylindriques rectifiées pleines

Réalisées en acier trempé et rectifiées, elles ont une dureté de 58-62 HRC, une tolérance m6 sur le diamètre et la plupart du temps une tolérance Js14 sur la longueur. L'état de surface peut varier d'un fabricant à l'autre, mais on retrouve souvent du Ra0.4 ou Ra0.8 (Ra0.8 est le maxi autorisé par la norme ISO).
Une extrémité est légèrement arrondie et l'autre a un chanfrein d'entrée à 15° (de longueur c dans le tableau).
Ce sont les goupilles les plus courantes et où l'on trouve le plus de dimensions standards.
Les dimensions sont décrites par les normes ISO 8734 et DIN 6325, très proches. Les longueurs ne sont pas imposées par la norme, mais voici ci-dessous les dimensions que l'on retrouve fréquemment chez la plupart des fabricants :

Goupille cylindrique
Diamètre
Ød m6
c
(approx.)
Longueurs courantes
10,24 - 5 - 6 - 8 - 10 - 12
1,50,34 - 5 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14 - 16
20,354 - 5 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14 - 16 - 18 - 20 - 24
2,50,45 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14 - 16 - 18 - 20 - 24
30,55 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14 - 16 - 18 - 20 - 24 - 28 - 30 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50
40,638 - 10 - 12 - 14 - 16 - 18 - 20 - 24 - 28 - 30 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60
50,810 - 12 - 14 - 16 - 18 - 20 - 24 - 28 - 30 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 65 - 70 - 80
61,210 - 12 - 14 - 16 - 18 - 20 - 24 - 28 - 30 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 70 - 80 - 90
81,616 - 18 - 20 - 24 - 28 - 30 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 65 - 70 - 75 - 80 - 85 - 90 - 100
10218 - 20 - 24 - 28 - 30 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 65 - 70 - 80 - 90 - 100 - 110 - 120
122,520 - 24 - 28 - 30 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 65 - 70 - 80 - 90 - 100 - 120
16332 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 70 - 80 - 90 - 100 - 110 - 120
203,540 - 45 - 50 - 55 - 60 - 70 - 80 - 90 - 100 - 110 - 120

Il existe également des goupilles cylindriques selon ISO 2338, mais sauf cas particulier il vaut mieux éviter... Elles sont moins dures (car non trempées) et sont disponibles avec 3 formes / 3 tolérances sur le diamètre extérieur :


Goupilles cylindriques rectifiées taraudées

En dehors du taraudage, nous sommes sur la même technologie que les goupilles cylindriques pleines, donc mêmes caractéristiques de dureté, d'ajustements... Les goupilles taraudées suivent les normes ISO 8735 ou DIN 7979. Ci-dessous les longueurs que l'on trouve couramment dans le commerce :

Goupille taraudée
Diamètre
Ød m6
c
(approx.)
Taraudage
Ø x lg.
Longueurs courantes
62,1M4 x 616 - 20 - 24 - 28 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60
82,6M5 x 820 - 24 - 28 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 70 - 80
103M6 x 1020 - 24 - 28 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 70 - 80 - 90 - 100
123,8M6 x 1028 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 70 - 80 - 90 - 100 - 120
164,6M8 x 1236 - 40 - 45 - 50 - 55 - 60 - 70 - 80 - 90 - 100 - 120
206M10 x 1640 - 45 - 50 - 55 - 60 - 70 - 80 - 90 - 100 - 120

Quelques consignes de conception...

Montage

Lors de la conception, il est impératif de prévoir une butée à la goupille (l'alésage ne doit pas être débouchant) car elle sera montée au maillet. Il faut bien l'arrêter... Afin de faciliter le montage, il faut également prévoir un petit chanfrein d'entrée sur l'alésage.
Ensuite, si la goupille n'est pas taraudée il faut absolument un trou débouchant àprès la butée : pour l'extraction déjà (comme nous le verrons plus bas), mais également pour éviter "l'effet piston". Si le trou est borgne, l'air va s'accumuler au fond et il sera impossible de monter la goupille... Ce problème n'existe pas avec les goupilles taraudées car elles ont un léger méplat sur leur longueur pour laisser l'air s'échapper.
Enfin, pour le montage en lui même, n'oubliez pas de graisser ou d'huiler la goupille.

Tolérances

En fabrication, il faut savoir que l'on "vise" le milieu de la tolérance à respecter ; ainsi, statistiquement, un Ø12 H8 sera plus grand qu'un Ø12 H7. Par conséquent, la goupille sera (la plupart du temps) davantage serrée dans un H7 que dans un H8. On aura donc tendance à mettre des alésages tolérancés H7 sur la pièce "fixe", qui sert de référence, et des H8 sur la seconde pièce afin de faciliter le montage.
Au niveau positionnement, on mettra souvent ±0,01 sur l'entraxe entre les deux goupilles, et sur les deux pièces.

Cas des pièces épaisses

Si la pièce "mobile" est épaisse et nécesite un trou débouchant pour le montage de la goupille, il faut prévoir un trou un peu plus gros le long de la pièce. L'alésage H8 ne sera que "sur la fin", sur la longueur nécessaire au positionnement précis de la goupille.
Deux raisons à ça : premièrement, en usinage, il sera compliqué de tenir une tolérance H8 sur une grande longueur. Et deuxièmement, le montage sera plus difficile...

Contreperçage et piétage

Parfois, on ne peut pas positionner les deux pièces au théorique. C'est notamment le cas lorsqu'il doit y avoir un réglage fin de la position des pièces : dans ce cas, on ne peut pas prévoir à l'avance les alésages des goupilles, car on a à peu près 1 chance sur 1 de tomber à coté !
Dans ce genre de situations, on va utiliser la technique du contreperçage :

Cette technique s'appelle le piétage : la position est vraiment figée, si on a besoin de démonter les pièces on pourra les remonter ensuite à la même position, sans avoir besoin de repasser par l'étape de réglage.
Attention cependant, il faut prendre en compte le positionnement d'une perceuse magnétique au montage !

Extraction

Intégrer des goupilles, c'est bien. Pouvoir les retirer, c'est mieux... Lorsqu'une goupille est montée serrée, il n'est pas forcément évident de l'extraire. Il faut donc penser dès la conception au moyen de démontage...
Plusieurs solutions sont envisageables :

Attention

Attention : n'envisagez jamais de sortir la goupille à l'aide d'une pince !
Une pince va glisser et potentiellement abimer la goupille. De plus, et c'est le plus important, avec une pince la goupille va "venir d'un coup" ce qui peut potentiellement être dangereux pour l'opérateur qui risque de se blesser.


Outillages liés

Tout au long de cet article, nous avons évoqué différents outils. Ci-dessous quelques images pour les présenter :

Extracteur Extracteur, ou arrache-goupilles
Source image : Kukko
Chasse goupilles Chasse-goupilles
Source image : Facom
Chasse goupilles Perceuse magnétique
Source image : Makita


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