Un ajustement est la relation entre un trou et un arbre à leur cote nominale. Si vous vous trompez, les pièces ne s'assembleront pas ou seront trop lâches. Cette page couvre quel ajustement utiliser, ce que signifient les désignations ISO, comment la méthode d'assemblage affecte le coût, et les erreurs que nous voyons sur les plans tous les jours.
Commencez ici. Faites correspondre votre application à la bonne catégorie et désignation d'ajustement.
| Application | Type d'ajustement | Désignation | Pourquoi |
|---|---|---|---|
| Arbre coulissant dans une bague / guide | Avec jeu | H7/g6 | Petit jeu, mouvement fluide, précision de positionnement |
| Arbre en rotation dans un logement de roulement | Avec jeu | H8/f7 | Jeu de fonctionnement avec film de lubrification |
| Arbre à assembler facilement / positionnement par goupille | Avec jeu | H7/h6 | Jeu quasi nul, assemblable à la main |
| Engrenage ou poulie sur arbre (démontable) | Transition | H7/k6 | Léger serrage ou jeu, assemblé à la presse légère |
| Goupille de positionnement cylindrique dans un trou | Transition | H7/js6 | Jeu quasi nul, positionnement précis |
| Accouplement sécurisé mais démontable | Transition | H7/n6 | Généralement léger serrage, nécessite presse à arbre |
| Bague extérieure de roulement dans un logement | Serré | H7/p6 | Légère presse, positionné en permanence |
| Bague intérieure de roulement sur arbre | Serré | H7/r6 | Presse moyenne, transmet le couple |
| Moyeu ou engrenage fixé en permanence sur arbre | Serré | H7/s6 | Forte presse ou frettage thermique |
| Assemblage structurel / couple élevé permanent | Serré | H7/u6 | Frettage thermique par contraction ou dilatation requis |
| Piston dans cylindre (dilatation thermique prévue) | Avec jeu | H7/e8 | Jeu plus important pour tenir compte de la chaleur |
| Assemblage non critique de couvercle / capuchon | Avec jeu | H11/c11 | Ajustement lâche, économique à fabriquer |
| Propriété | Avec jeu | Transition | Serré |
|---|---|---|---|
| Arbre vs trou | Arbre toujours plus petit que le trou | Peut être l'un ou l'autre — dépend des tailles réelles | Arbre toujours plus grand que le trou |
| Assemblage | À la main / poussée légère | Presse à arbre / léger coup | Presse hydraulique / frettage thermique |
| Mouvement relatif | Glissement ou rotation | Fixe, sans mouvement | Fixé en permanence |
| Applications typiques | Roulements, pistons, arbres guides | Engrenages, accouplements, goupilles | Bagues de roulement, moyeux, assemblages permanents |
| État de surface requis | Ra 1,6–3,2 μm | Ra 0,8–1,6 μm | Ra 0,4–1,6 μm |
| Coût de fabrication | Le plus bas | Moyen | Le plus élevé (tolérances serrées + main-d'œuvre d'assemblage) |
| Démontage | Trivial | Possible avec un effort modéré | Destructif ou nécessite de la chaleur |
Le système ISO (ISO 286) définit les ajustements à l'aide de désignations lettre+chiffre. Le système est construit sur la base alésage : l'écart inférieur du trou est toujours zéro (désigné par « H »), et la tolérance de l'arbre est variée pour créer différents types d'ajustement.
∅25 H7/g6 → diamètre nominal 25 mm, tolérance de trou H7, tolérance d'arbre g6 = ajustement avec jeu
H (majuscule) = tolérance de trou. La position « H » signifie que l'écart fondamental du trou est zéro — la taille minimale du trou est égale à la cote nominale. Le trou ne peut être qu'égal ou supérieur au nominal.
g (minuscule) = tolérance d'arbre. Les lettres minuscules indiquent l'arbre. Les lettres a–h produisent des ajustements avec jeu, js–n des ajustements de transition, p–zc des ajustements serrés.
7 / 6 = grade IT pour le trou et l'arbre. Plus le chiffre est bas, plus la tolérance est serrée. Le trou est conventionnellement un grade plus large que l'arbre (il est plus difficile d'aléser un trou précis que de tourner un arbre précis).
L'écart fondamental est la partie lettre. Il définit à quelle distance la zone de tolérance se situe de la cote nominale. Pour les trous : les zones A–H se situent au-dessus du nominal (jeu), JS–N chevauchent le nominal (transition), P–ZC se situent en dessous du nominal (serrage avec un arbre). Pour les arbres : c'est l'image miroir.
Le grade IT est la partie chiffre. IT6 à IT11 sont les plus courants en usinage général :
| Grade IT | Tolérance à 25 mm | Tolérance à 50 mm | Procédé d'usinage typique |
|---|---|---|---|
| IT5 | 9 μm | 11 μm | Rectification, rodage, superfinition |
| IT6 | 13 μm | 16 μm | Tournage fin, alésage, rectification |
| IT7 | 21 μm | 25 μm | Tournage de précision, alésage, fraisage |
| IT8 | 33 μm | 39 μm | Tournage, fraisage standard |
| IT9 | 52 μm | 62 μm | Tournage ébauche, fraisage, perçage |
| IT10 | 84 μm | 100 μm | Usinage grossier |
| IT11 | 130 μm | 160 μm | Très grossier, découpe, estampage |
Ces 15 ajustements couvrent la grande majorité des applications d'ingénierie. Les valeurs de tolérance indiquées sont pour un diamètre nominal de 25 mm.
| Ajustement | Type | Trou (H) | Arbre | Plage d'ajustement à 25 mm | Application | Assemblage |
|---|---|---|---|---|---|---|
| H11/c11 | Avec jeu | +130 / 0 | −110 / −240 | +0,110 à +0,370 | Plaques de couvercle, non critique | À la main |
| H9/d9 | Avec jeu | +52 / 0 | −65 / −117 | +0,065 à +0,169 | Pistons, fonctionnement lâche | À la main |
| H8/e7 | Avec jeu | +33 / 0 | −40 / −75 | +0,040 à +0,108 | Arbre dans manchon, vitesse modérée | À la main |
| H8/f7 | Avec jeu | +33 / 0 | −20 / −41 | +0,020 à +0,074 | Ajustements de fonctionnement, arbres de roulement | À la main |
| H7/g6 | Avec jeu | +21 / 0 | −7 / −20 | +0,007 à +0,041 | Ajustements de glissement, arbres guides | À la main |
| H7/h6 | Avec jeu | +21 / 0 | −13 / 0 | 0 à +0,034 | De positionnement, facilement démontable | Poussée à la main |
| H7/js6 | Transition | +21 / 0 | ±6,5 | −0,006 à +0,028 | Positionnement léger, poulies | Léger coup |
| H7/k6 | Transition | +21 / 0 | +15 / +2 | −0,015 à +0,019 | Engrenages, accouplements sur arbres | Presse à arbre |
| H7/m6 | Transition | +21 / 0 | +21 / +8 | −0,021 à +0,013 | Goupilles, roues | Presse à arbre |
| H7/n6 | Transition | +21 / 0 | +28 / +15 | −0,028 à +0,006 | Positionnement sécurisé, broches | Presse à arbre lourde |
| H7/p6 | Serré | +21 / 0 | +35 / +22 | −0,035 à −0,001 | Bagues extérieures de roulement, engrenages permanents | Légère presse |
| H7/r6 | Serré | +21 / 0 | +41 / +28 | −0,041 à −0,007 | Bagues intérieures de roulement, moyeux | Presse |
| H7/s6 | Serré | +21 / 0 | +48 / +35 | −0,048 à −0,014 | Assemblage permanent de service lourd | Forte presse / frettage |
| H7/t6 | Serré | +21 / 0 | +54 / +41 | −0,054 à −0,020 | Très sécurisé, assemblages structurels | Frettage thermique |
| H7/u6 | Serré | +21 / 0 | +61 / +48 | −0,061 à −0,027 | Extrêmement sécurisé, couple élevé | Frettage thermique par contraction/dilatation |
Valeurs indiquées pour diamètre nominal 25 mm. Plage positive = jeu. Plage négative = serrage. Consultez les tableaux ISO 286 pour d'autres diamètres — les valeurs de tolérance varient avec la taille.
Les ajustements avec jeu sont les plus courants et les moins chers. L'arbre est toujours plus petit que le trou. Les pièces s'assemblent à la main et peuvent bouger l'une par rapport à l'autre.
L'ajustement avec jeu commun le plus serré. Le jeu est de 7–41 μm à 25 mm. L'arbre glisse en douceur mais avec un jeu minimal. Utilisé pour les arbres guides, les paliers lisses et les tiroirs distributeurs où un positionnement précis compte mais où un certain mouvement est nécessaire.
Limitation : Nécessite un bon état de surface (Ra 0,8–1,6 μm). Toute bavure ou débris provoquera un coincement. Non adapté aux environnements sales.
Jeu quasi nul : 0–34 μm à 25 mm. L'arbre s'insère fermement mais peut encore être poussé à la main. C'est l'ajustement de positionnement standard — utilisé lorsque les pièces doivent être précisément positionnées l'une par rapport à l'autre mais aussi démontables. Typique : bagues de positionnement, goupilles d'alignement, inserts échangeables.
Note pratique : À l'extrémité serrée de la bande de tolérance, cet ajustement peut sembler un très léger serrage. Appliquez un fin film d'huile avant l'assemblage.
Jeu modéré : 20–74 μm à 25 mm. Conçu pour une rotation continue avec lubrification. C'est le choix standard pour les arbres tournant dans des paliers lisses (bagues). Le jeu est suffisamment grand pour maintenir un film d'huile mais suffisamment petit pour prévenir les vibrations.
Considération de vitesse : Pour des vitesses plus élevées, passez à H8/e7 ou H7/e8. Le jeu plus important absorbe la dilatation thermique et réduit la traînée visqueuse dans le film d'huile.
Jeu plus important : 40–97 μm à 25 mm. Utilisé pour les arbres à haute vitesse, les pistons dans les cylindres et les applications avec une dilatation thermique significative. Assemblage facile — aucun problème d'alignement.
Grand jeu : 110–370 μm à 25 mm. Applications non critiques : plaques de couvercle, capuchons anti-poussière, pièces dans des environnements sales où la tolérance aux débris compte plus que la précision. Le moins cher à fabriquer — larges bandes de tolérance sur le trou et l'arbre.
Les ajustements de transition peuvent aboutir soit à un petit jeu, soit à un petit serrage, selon où le trou et l'arbre réels tombent dans leurs bandes de tolérance. Ils offrent un positionnement précis avec une certaine capacité à transmettre du couple.
La tolérance de l'arbre est symétrique par rapport au nominal (±6,5 μm à 25 mm). Statistiquement, environ 50 % des assemblages auront un léger jeu et 50 % un léger serrage. Utilisé pour les pièces qui nécessitent un positionnement précis mais peuvent nécessiter un démontage : poulies, volants à main, engrenages de faible charge.
Assemblage : Se monte généralement avec une pression à la main ou un léger coup de maillet. Aucune presse nécessaire dans la plupart des cas.
L'ajustement de transition le plus courant. Plage : −15 à +19 μm à 25 mm. La plupart des assemblages se terminent avec un léger serrage, mais certains auront un léger jeu. Utilisé pour les engrenages, chaînes et accouplements montés sur arbres où la connexion doit être sécurisée mais la pièce doit être démontable avec une presse à arbre.
Note sur les clavettes : Les ajustements de transition seuls ne transmettent pas le couple de manière fiable. Ajoutez une rainure de clavette et une clavette pour la transmission du couple. L'ajustement gère le positionnement radial ; la clavette gère le couple.
Plage : −28 à +6 μm à 25 mm. Produit presque toujours un serrage. Utilisé lorsque la pièce ne doit pas se desserrer en service mais où le démontage reste possible avec une presse : montages de broche, roues de précision, flasques d'accouplement permanents.
Assemblage : Nécessite une presse à arbre. Ne martelez pas — un effort inégal peut endommager l'arbre ou désaligner la pièce.
Les ajustements serrés assemblent les pièces en permanence. L'arbre est toujours plus grand que le trou. L'assemblage nécessite une force ou des méthodes thermiques. Le serrage crée une pression radiale à l'interface, qui transmet le couple et les charges axiales par friction.
Serrage : 1–35 μm à 25 mm. Le plus léger serrage encore considéré comme permanent. Utilisé pour les bagues extérieures de roulement pressées dans les logements, les manchons à paroi mince et les montages d'engrenages permanents. Peut être assemblé avec une presse à arbre standard.
Vérification des contraintes : Même un léger serrage génère une contrainte de cerclage dans l'élément extérieur. Pour les logements à paroi mince (épaisseur de paroi < 0,5× diamètre), vérifiez que la contrainte de cerclage ne dépasse pas la limite élastique du matériau.
Serrage : 7–41 μm à 25 mm. Standard pour les bagues intérieures de roulement pressées sur arbres, assemblages de moyeux et assemblages mécaniques permanents. Nécessite une presse hydraulique ou une presse à arbre lourde (5–20 tonnes selon la taille).
Conseil pratique : Appliquez une fine couche de pâte anti-grippante ou d'huile avant le pressage. N'utilisez jamais de graisse sur les ajustements serrés de roulement — elle peut pénétrer dans le roulement et contaminer le lubrifiant.
Serrage : 14–48 μm à 25 mm. À ce niveau, le pressage en force devient risqué — les efforts de presse sont suffisamment élevés pour endommager les pièces ou gripper les surfaces. Le frettage thermique (chauffage de l'élément du trou, congélation de l'arbre) est la méthode d'assemblage préférée.
Utilisations typiques : Presses de roues ferroviaires, grands moyeux d'engrenage, connexions structurelles permanentes. Non utilisé dans les petits assemblages de précision.
Serrage : 27–61 μm à 25 mm. L'ajustement serré standard le plus lourd. L'assemblage par pressage en force n'est pas recommandé — les méthodes thermiques sont obligatoires. Utilisé pour les connexions à très haut couple et les assemblages structurels qui ne doivent jamais se séparer.
Démontage : Non pratique sans chaleur. Le chauffage de l'élément extérieur le dilate suffisamment pour libérer l'arbre. Attendez-vous à d'éventuels dommages sur l'une ou les deux pièces lors du démontage.
L'assemblage thermique évite les forces élevées et les dommages de surface du pressage. Le principe est simple : chauffez l'élément extérieur (trou) pour le dilater, et/ou refroidissez l'élément intérieur (arbre) pour le contracter, jusqu'à ce que l'arbre glisse librement. Quand les pièces reviennent à température ambiante, le serrage est atteint.
La variation de température requise dépend de la valeur de serrage et du coefficient de dilatation thermique (CDT) :
ΔT = δ / (α × d)
Où δ = serrage diamétral (mm), α = CDT (°C&supmin;¹), d = diamètre nominal (mm). Ajoutez un coefficient de sécurité de 2–3× pour garantir un assemblage facile.
| Matériau | CDT (×10&supmin;&sup6; / °C) | Temp. de chauffage max | Méthode |
|---|---|---|---|
| Acier | 11–12 | 250–300°C | Bain d'huile, four, chauffeur à induction |
| Fonte | 10–11 | 200–250°C | Bain d'huile, four |
| Aluminium | 23–24 | 150–200°C | Four (pas de bain d'huile — risque d'oxydation) |
| Acier inoxydable | 16–17 | 300–350°C | Four, chauffeur à induction |
| Laiton / bronze | 19–20 | 150–200°C | Four, eau chaude (pour faible serrage) |
Ajustement H7/s6 sur un arbre en acier de 100 mm dans un moyeu en acier. Serrage maximal = 48 μm (à 25 mm), passe à environ 86 μm à 100 mm.
ΔT = 0,086 / (12 × 10&supmin;&sup6; × 100) = 72°C
Avec sécurité 3× : ΔT = 216°C
Chauffer le moyeu à 216°C au-dessus de la température ambiante (≈ 240°C)
Au lieu de (ou en plus de) chauffer le moyeu, vous pouvez contracter l'arbre :
| Méthode | Température | Notes |
|---|---|---|
| Glace carbonique (CO&sub2;) | −78°C | Facile, économique. Contraction : ~0,1 % pour l'acier. Souvent insuffisant seul. |
| Azote liquide | −196°C | Contraction : ~0,25 % pour l'acier. Portez des gants cryogéniques. La glace de condensation doit être essuyée avant l'assemblage. |
La rugosité de surface affecte directement l'ajustement réel. La cote mesurée sur un plan est la moyenne des crêtes et des creux. Quand deux surfaces sont pressées l'une contre l'autre, les crêtes sont écrasées — le serrage effectif est inférieur à ce que le serrage dimensionnel suggère.
| État de surface (Ra) | Crête-à-creux (Rz) | Perte de serrage effectif | Impact |
|---|---|---|---|
| Ra 0,4 μm (rectifié/rodé) | ≈ 1,6 μm | ~3 μm (les deux surfaces) | Négligeable. Atteint le plein serrage de conception. |
| Ra 0,8 μm (tourné fin) | ≈ 3,2 μm | ~6 μm | Mineur. À prendre en compte dans les ajustements serrés. |
| Ra 1,6 μm (tourné standard) | ≈ 6,3 μm | ~13 μm | Significatif pour les ajustements serrés légers. Peut réduire le serrage effectif de 30–50 %. |
| Ra 3,2 μm (tourné brut) | ≈ 12,5 μm | ~25 μm | Sévère. Le serrage réel sera bien inférieur au calculé. À ne jamais utiliser pour les ajustements serrés. |
Pour les ajustements avec jeu, l'effet est inversé : les crêtes réduisent le jeu effectif, rendant l'ajustement plus serré que calculé. C'est généralement tolérable, mais à noter pour les ajustements de glissement H7/g6 où toute sureté provoque un coincement.
| Erreur | Ce qui se passe | Approche correcte |
|---|---|---|
| Spécifier H7/s6 quand H7/k6 suffirait | L'assemblage nécessite une presse ou un four, ajoute 5–20 $ par pièce en main-d'œuvre. Le démontage endommage les pièces. | Demandez : l'assemblage doit-il être permanent ? Si non, utilisez un ajustement de transition. Les ajustements serrés devraient être une décision d'ingénierie délibérée, pas un défaut. |
| Ne pas spécifier l'état de surface sur les ajustements serrés | Les crêtes de surface s'écrasent pendant l'assemblage. Le serrage effectif est de 30–50 % inférieur au calculé. Les pièces se desserrent en charge. | Spécifiez Ra 0,8 μm ou mieux sur les surfaces d'ajustement serré. Tenez compte du Rz dans votre calcul de serrage. |
| Utiliser un ajustement serré sur des pièces à paroi mince sans vérification de contrainte | La contrainte de cerclage du pressage fissure le logement. Mode de défaillance courant sur les logements de roulement avec épaisseur de paroi < 0,3× diamètre. | Calculez la contrainte de cerclage : σ = p × d / (2 × t). Si σ dépasse 60 % de la limite élastique, réduisez le serrage ou augmentez l'épaisseur de paroi. |
| Spécifier des tolérances IT5 quand IT7 suffit | Double ou triple le coût d'usinage. IT5 nécessite de la rectification ; IT7 est atteignable sur une fraiseuse ou un tour CNC standard. | Utilisez la tolérance la plus large qui répond à l'exigence fonctionnelle. Reportez-vous à ISO 2768 pour les tolérances générales. |
| Forcer un ajustement serré sans lubrifiant | Grippage — les surfaces de l'arbre et du trou se soudent à l'échelle microscopique. La pièce est détruite. | Appliquez toujours de l'anti-grippant ou de l'huile de pressage. Pour les ajustements très lourds, utilisez l'assemblage thermique au lieu de la force. |
| Ne pas tenir compte de la température en service | Un ajustement avec jeu à température ambiante devient un ajustement serré lorsque l'arbre chauffe et se dilate. Les pièces se grippent. | Calculez le changement dimensionnel : Δd = α × d × ΔT. Ajustez l'ajustement pour maintenir le jeu à la température de fonctionnement. |
| Utiliser H7/h6 et l'appeler « jeu zéro » | À 25 mm, H7/h6 a jusqu'à 34 μm de jeu. Pas zéro. L'arbre aura un jeu perceptible. | Si vous avez vraiment besoin d'un jeu nul, utilisez un ajustement de transition (H7/js6 ou H7/k6). Si vous avez besoin d'un jeu nul avec mouvement, envisagez H7/g6 avec un réglage d'arbre conique. |
| Spécifier à la fois le trou et l'arbre en H7 | Les deux pièces au nominal = jeu 0, mais toute combinaison aux limites de tolérance donne des résultats aléatoires. Pas un ajustement défini. | Un élément doit être H (base alésage) et l'autre une désignation d'arbre (minuscule). H7/h6 est un ajustement de positionnement avec jeu défini. |