Dans un assemblage arbre-moyeu, la qualité d’usinage d’une clavette fait souvent la différence entre une transmission de puissance silencieuse pendant 20 000 heures et une casse prématurée après quelques semaines. Dès que vous dépassez quelques dizaines de newton-mètres de couple, la moindre erreur sur la rainure de clavette se traduit par du jeu angulaire, du matage ou un cisaillement pur et simple. Comprendre les principes mécaniques, choisir le bon type de clavette et maîtriser les opérations d’usinage permet d’augmenter considérablement la fiabilité des réducteurs, pompes, ventilateurs ou systèmes de convoyage dont vous avez la charge.
Avec l’arrivée massive des centres d’usinage CN et le durcissement des exigences normatives ISO et DIN, les tolérances sur les rainures de clavette se resserrent, souvent à ±0,01 mm sur la largeur. Pourtant, dans de nombreux ateliers, ces opérations restent considérées comme « simples ». En réalité, elles demandent une rigueur comparable à celle d’un alésage de précision si vous voulez garantir un couple transmissible cohérent avec vos calculs de dimensionnement.
Principes mécaniques d’une clavette : transmission de couple, jeu fonctionnel et efforts de cisaillement
Fonction d’une clavette parallélépipédique dans un assemblage arbre-moyeu normalisé ISO
Une clavette parallélépipédique normalisée sert à assurer la liaison en rotation entre un arbre et un moyeu selon les normes ISO et DIN 6885. Elle transmet le couple par pression de contact sur ses faces latérales, tandis que le serrage radial reste limité pour conserver un montage démontable. En pratique, la clavette travaille principalement en matage sur les faces et en cisaillement sur sa section.
Dans un assemblage arbre-moyeu standard, l’arbre reçoit une rainure avec tolérance de largeur h9, le moyeu une rainure plutôt H7 ou Js9, et la clavette elle-même est souvent rectifiée en h9. Ce triptyque assure un jeu fonctionnel maîtrisé : montage glissant sur une face (généralement le moyeu), montage plus serré sur l’autre. Si la clavette est trop libre des deux côtés, vous obtenez une pseudo-liaison par chocs successifs qui détruit très vite les portées.
Répartition des contraintes de contact sur les faces de clavette selon DIN 6885
La norme DIN 6885 suppose une répartition non uniforme de la pression de contact sur les faces de clavette : la pression maximale se situe en entrée de portée, côté charge, puis décroît le long de la longueur utile. Des mesures menées sur des bancs d’essais de transmission montrent que 60 à 70 % du couple est souvent repris sur les premiers 50 % de la longueur de clavette dans le sens du couple.
Cette répartition explique pourquoi un défaut local, un arrachement ou une bavure au début de la rainure peut avoir un impact beaucoup plus critique que la même imperfection en bout de portée. Elle justifie aussi l’usage du marquage au bleu de Prusse pour vérifier une surface portante continue sur la zone utile. Une portance réelle inférieure à 70 % de la surface théorique augmente sensiblement la pression de contact locale et accélère le matage.
Calcul simplifié du couple transmissible et dimensionnement préliminaire de la clavette
Pour un dimensionnement préliminaire, de nombreuses équipes s’appuient toujours sur une formule simplifiée basée sur le matage admissible plutôt que sur le cisaillement. Le couple transmissible T par une clavette parallèle est approché par :
Pour la plupart des assemblages industriels, le critère de matage sur le moyeu est plus dimensionnant que le critère de cisaillement de la clavette elle-même.
Une expression couramment utilisée est :
T ≈ 0,5 · b · L · d · p_adm
où b est la largeur de clavette, L la longueur utile engagée, d le diamètre de l’arbre et p_adm la pression admissible de contact, souvent de 30 à 50 MPa pour un montage normal en acier C45 en conditions de service standards. En pratique, vous choisissez d’abord la section normalisée (b × h) en fonction du diamètre d’arbre, puis vous ajustez la longueur pour respecter le couple demandé en intégrant un coefficient de sécurité de 1,5 à 2,5 selon le niveau de chocs.
Influence du jeu radial et latéral de clavette sur le jeu angulaire de l’assemblage
Le jeu radial entre fond de rainure d’arbre et face inférieure de clavette ne doit pas être nul : un léger jeu (s défini dans les tableaux normatifs) évite que la clavette porte sur le fond et non sur les faces actives. En revanche, un excès de jeu latéral ou radial se traduit immédiatement par un jeu angulaire sensible au démarrage ou lors des inversions de sens de rotation.
Un exemple concret : pour un arbre de 40 mm, un jeu latéral cumulé de seulement 0,05 mm peut conduire à un jeu angulaire de 0,07 à 0,1° selon la longueur de portée. Sur une application de positionnement (indexage, robotique), cette valeur est déjà inacceptable. Sur un convoyeur ou une pompe, elle augmente les chocs au passage en charge, ce qui peut amplifier de 20 à 30 % la pression dynamique sur les dents d’engrenage associées.
Choix du type de clavette et des matériaux avant usinage (acier C45, 42CrMo4, inox, clavette parallèle ou demi-lune)
Sélection du profil de clavette : clavette parallèle, clavette woodruff (demi-lune), clavette à talon
Avant de lancer l’usinage de la rainure, la première décision consiste à sélectionner le profil de clavette adapté. La clavette parallèle classique (forme A, B ou C) reste la solution dominante pour les arbres cylindriques selon les séries normalisées. Elle convient parfaitement pour des couples moyens à élevés et des montages répétitifs en série, avec un excellent compromis coût/performances.
La clavette Woodruff, en forme de demi-lune, est souvent privilégiée sur les petits diamètres ou sur arbres légèrement coniques, car sa géométrie auto-centrante compense certains défauts de positionnement axial. La clavette à talon, dotée d’une vis de fixation, est utile lorsque vous voulez éviter le glissement axial du moyeu, par exemple sur des tambours ou poulies à efforts alternés. Chaque géométrie impose un type de rainure différent et donc des outils dédiés.
Compatibilité clavette/arbre/moyeu : normes ISO/DIN, rainures normalisées, ajustements h7/h9
La compatibilité géométrique repose sur la trilogie normes ISO 773, DIN 6885 et systèmes d’ajustements ISO 286. Pour un arbre donné, la table normalisée propose un couple (b, h) de clavette avec la profondeur de rainure à réaliser sur l’arbre et sur le moyeu. Le plus fréquent en fabrication de série reste : rainure d’arbre en P9 ou N9, rainure de moyeu en H7 ou Js9, clavette en h9.
Ce jeu contrôlé garantit un montage glissant contrôlé d’un côté et un montage quasi-serré de l’autre, évitant les calages au montage comme les jeux excessifs. Sur les assemblages de haute précision, des producteurs imposent désormais des contrôles 100 % sur la largeur de rainure par MMT, alors qu’il y a dix ans, l’échantillonnage à 10 % suffisait. Cette évolution reflète l’augmentation des vitesses de rotation et des couples dans les équipements compacts.
Choix matière : acier mi-dur C45, acier allié 42CrMo4 traité, inox AISI 304/316 en milieu corrosif
Pour la plupart des clavettes parallèles, un acier mi-dur type C45 (1.0503) suffit largement, avec une résistance à la traction de l’ordre de 600–700 MPa et une dureté autour de 200 HB. Cet acier se fraise facilement, se rectifie bien et permet un traitement thermique complémentaire si nécessaire. Pour des couples élevés ou des chocs importants, l’acier allié 42CrMo4 trempé revenu (32–38 HRC) offre une bien meilleure résistance au matage.
En milieu corrosif (agroalimentaire, offshore, chimie), les clavettes en inox AISI 304 ou 316 deviennent indispensables, même si leur limite élastique plus faible impose souvent une section ou une longueur accrue. Une erreur fréquente consiste à monter une clavette en acier dur dans un moyeu en aluminium sans adaptation de calcul : dans ce cas, c’est le moyeu, matériau le plus tendre, qui limite la pression admissible, généralement à 8–15 MPa seulement.
Préparation des ébauches de clavette : laminé brut, barre rectifiée, découpe scie ou tronçonnage
En atelier, vous partez soit de barres laminées normalisées b × h, soit d’ébauches rectifiées. Les barres laminées présentent une tolérance souvent plus large (jusqu’à ±0,1 mm), suffisante pour du prototypage ou des montages peu chargés, mais insuffisante pour un assemblage haut de gamme. Les barres rectifiées en h9 ou h11 limitent les reprises d’usinage et réduisent significativement le temps global.
La découpe à longueur peut se faire à la scie circulaire, à ruban ou par tronçonnage sur tour. Sur des séries importantes, un tronçonnage CN avec avance contrôlée permet de maintenir une tolérance de longueur de ±0,1 mm. Une rectification plane ultérieure sur les faces actives restaure la géométrie après coupe et supprime les bavures qui perturberaient le contact.
Préparation de l’usinage d’une clavette : traçage, bridage et choix des outils coupants
Méthodes de traçage de la rainure de clavette sur arbre et moyeu (pigments, pointe à tracer, marbre)
Un bon traçage reste une étape déterminante, même à l’ère du numérique. Sur des pièces unitaires ou de réparation, vous tracez la position de la rainure à l’aide d’un marbre, d’un trusquin et d’une pointe à tracer après avoir enduit la surface de pigment de traçage. Cette préparation limite les erreurs d’orientation, surtout lorsque la rainure de clavette doit respecter un angle précis par rapport à un méplat ou à un trou repère.
Pour des pièces complexes, le repérage peut être assuré par comparateur monté sur la broche de la fraiseuse ou du tour : vous centrez d’abord le diamètre de référence, puis vous indexez la pièce à la position angulaire voulue. Sur machine CN, le traçage physique est remplacé par la prise d’origine programmée et par des macros de palpage, mais la logique de référence fiable reste identique.
Dispositifs de bridage sur fraiseuse (étau machine, vés, brides) et sur tour parallèle
Le bridage influence directement la rectitude et la concentricité de la rainure. Pour des arbres courts de petit ou moyen diamètre, l’étau machine avec mors doux ou Vés intégrés reste la solution la plus rapide. Pour des arbres plus longs, des Vés posés sur la table, complétés par des brides, assurent une bonne rigidité et limitent les flexions sous l’effort de coupe.
Sur tour parallèle, un montage entre-pointes avec entraînement par toc donne d’excellents résultats pour le fraisage de rainure de clavette avec un outillage adapté sur la tourelle ou en dispositif de fraisage auxiliaire. Le montage en mandrin 3 mors concentrique est acceptable pour des tolérances moins sévères, mais l’excentricité initiale se reporte alors sur la position de la rainure.
Sélection des fraises à rainurer : fraise trois tailles HSS-Co, fraise carbure, fraise-mère spécifique clavette
Pour l’usinage de la rainure de clavette, l’outil le plus courant reste la fraise trois tailles HSS ou HSS-Co, dont la largeur correspond nominalement à la largeur de clavette b. En pratique, une surcote de 0,02 à 0,03 mm sur la fraise par rapport à la valeur nominale vous permet d’obtenir la largeur de rainure cible avec un passage unique en tenant compte de la flexion et de l’usure initiale.
Les fraises carbure monobloc s’imposent dès que vous travaillez dans des aciers trempés ou des inox austénitiques, avec des vitesses de coupe jusqu’à 2 à 3 fois supérieures au HSS et une durée de vie multipliée par 3 ou 4. Pour des rainures de clavette Woodruff, des fraises-disques demi-lune normalisées sont indispensables, chaque diamètre et épaisseur correspondant à une taille de clavette donnée.
Paramètres de coupe en usinage de clavette : vitesse de coupe, avance, profondeur de passe
Les paramètres de coupe influencent directement la stabilité dimensionnelle de la rainure. En acier C45 avec fraise HSS, des vitesses de coupe autour de 25–35 m/min restent une base sûre, avec une avance par dent modérée de 0,03–0,06 mm. En carbure, ces valeurs peuvent monter à 80–120 m/min avec des avances plus généreuses, à condition de garantir un bridage ultra-rigide.
La profondeur de passe se règle de manière progressive, surtout pour une rainure de clavette borgne. Une première passe légère (0,2–0,3 mm) sert à stabiliser la coupe et à vérifier l’alignement. Les passes suivantes peuvent atteindre 0,5–1 mm selon la rigidité de la machine. Au-delà, le risque de vibrations et de surchauffe augmente, avec à la clé un élargissement non maîtrisé de la rainure et une usure accélérée de l’outil.
Usinage de la rainure de clavette sur l’arbre : tournage, fraisage et rectification de profil
Centage et alignement de l’arbre entre-pointes ou en mandrin 3 mors sur tour
Le centage correct de l’arbre constitue la base de toute opération d’usinage de rainure. Entre-pointes, l’axe de rotation est parfaitement défini par les cônes et ne dépend pas de la circularité réelle du diamètre extérieur. Cette configuration est donc idéale lorsque vous devez garantir une concentricité élevée entre rainure de clavette et diamètre de palier.
En mandrin 3 mors, l’arbre est serré par friction, et toute ovalisation ou défaut de circularité se traduit par une légère excentricité. Pour limiter ce défaut, l’usage de mors doux usinés au diamètre de la pièce juste avant le serrage constitue une bonne pratique. Un contrôle au comparateur, en faisant tourner lentement la broche, permet de corriger la position avant usinage.
Réalisation de la rainure de clavette à la fraiseuse universelle ou CN (DMG mori, haas)
Sur fraiseuse universelle, le cycle classique consiste à aligner l’arbre en Vés, à centrer la fraise sur l’axe par prise de touche puis à plonger progressivement jusqu’à la profondeur cible. Sur centre d’usinage CN (par exemple DMG Mori ou Haas), vous programmez un cycle de fraisage linéaire en X ou Y, avec une plongée Z en plusieurs passes pour maîtriser les efforts.
Le grand avantage du fraisage CN tient à la répétabilité : dès que vous avez mis au point un programme correct, vous usinez des dizaines d’arbres avec une dispersion inférieure à 0,01 mm sur la largeur de rainure et une répétabilité angulaire meilleure que 0,02°. Cette stabilité de process devient cruciale sur les séries longues ou lorsqu’un même arbre reçoit plusieurs rainures à 120° ou 180°.
Usinage de clavette woodruff : utilisation d’une fraise-disque demi-lune normalisée
Pour une clavette Woodruff, la rainure est usinée par une fraise-disque demi-lune dont le diamètre et l’épaisseur sont strictement normalisés. La profondeur de coupe détermine la position finale de la clavette par rapport à la surface de l’arbre. Une prise de passe trop profonde provoque un affaiblissement de l’arbre, tandis qu’une passe trop faible empêche la clavette de dépasser suffisamment pour engager correctement le moyeu.
Le réglage se fait souvent en deux temps : une première passe à 80–90 % de la profondeur théorique, une mesure, puis une ou deux passes de finition de 0,05–0,1 mm. L’analogie avec un siège de soupape est parlante : une clavette Woodruff mal positionnée perturbe tout le calage angulaire de l’ensemble, notamment sur les vilebrequins et arbres à cames.
Contrôle dimensionnel de la rainure à l’aide de cales étalons, piges et tampons GO/NOGO
Le contrôle dimensionnel se concentre sur la largeur de rainure, la profondeur et la position angulaire. La largeur se vérifie rapidement à l’aide de cales étalons ou de jauges GO/NOGO spécifiques. Une cale de largeur nominale doit entrer avec un léger frottement, alors qu’une cale supérieure de 0,02 mm ne doit pas pénétrer.
La profondeur de rainure se mesure avec un palmer de profondeur, un pied à coulisse muni de becs adaptés ou, pour des contrôles plus rigoureux, avec une jauge à cadran montée sur un support en V. La position angulaire se mesure au comparateur sur marbre en comparant la hauteur de deux génératrices opposées. Pour des machines de haute précision, un contrôle complémentaire en MMT permet de cartographier la géométrie complète de la rainure.
Rectification éventuelle de la rainure de clavette pour ajustement de précision (rectifieuse plane)
Lorsque les exigences d’ajustement sont très strictes, une rectification de la face de clavette ou du fond de rainure peut s’avérer nécessaire. Sur rectifieuse plane, vous rectifiez les faces actives de la clavette pour atteindre précisément la largeur cible et une rugosité de l’ordre de Ra 0,8 à 1,6 µm. Cette finition améliore la portance réelle et réduit les pics de contraintes.
Dans certains cas, notamment pour les arbres d’essais ou les composants de prototypes, la rainure elle-même est finie par rectification interne avec une meule montée, permettant de garantir une tolérance de l’ordre de ±0,005 mm sur la largeur. Cette approche reste coûteuse mais offre une répétabilité indispensable pour les essais normalisés de fatigue de liaison arbre-moyeu.
Usinage de la rainure de clavette dans le moyeu : brochage, mortaisage et alternatives économiques
Brochage interne de clavette avec broche à tiroir ou broche tirée (EurAcier, hassay savage)
Le brochage interne constitue la solution la plus productive pour réaliser des rainures de clavette dans des alésages en grande série. La broche, fournie par des spécialistes comme EurAcier ou Hassay Savage, comporte une succession de dents dont la hauteur augmente progressivement. En un seul passage, la matière est enlevée jusqu’à la cote finale.
Une broche dédiée peut représenter plusieurs milliers d’euros, mais son coût se dilue rapidement au-delà de quelques centaines de pièces. Les vitesses de broche typiques se situent entre 2 et 10 m/min, avec des lubrifiants adaptés pour évacuer les copeaux et limiter l’usure. L’usinage par brochage interne offre couramment des répétabilités de ±0,01 mm sur la largeur de rainure.
Mortaisage de rainure de clavette sur mortaiseuse verticale ou adaptateur de tour
Pour des séries moyennes ou des géométries particulières, le mortaisage sur machine verticale reste une alternative souple. L’outil, une barre à arête unique, effectue un mouvement alternatif vertical pendant que la pièce est indexée et maintenue fixe. Chaque passe enlève une faible épaisseur de matière jusqu’à atteindre la profondeur demandée.
Des adaptateurs de mortaisage montés sur la tourelle de tour permettent de transformer un tour parallèle en mortaiseuse ponctuelle. Cette solution reste plus lente qu’un brochage, mais elle évite l’investissement dans une machine dédiée ou une broche spéciale lorsque vous avez seulement quelques dizaines de moyeux à réaliser.
Usinage par brochage CNC sur centre d’usinage 4 axes avec broche rotative
Une approche de plus en plus répandue consiste à réaliser un brochage interpolé sur centre d’usinage 4 axes. Un outil de type barre d’alésage modifiée, muni d’une plaquette carbure, effectue une succession de passes radiales synchronisées avec la rotation contrôlée de la broche. Cette technique, parfois appelée brochage CNC, permet de produire des rainures internes sans quitter la machine.
Côté productivité, le brochage CN reste plus lent que le brochage classique, mais supprime des manutentions, des réglages et des risques de désalignement entre machines. Pour des petites séries, ce compromis est souvent très favorable, notamment lorsque vous travaillez sur des pièces unitaires ou des lots inférieurs à 100 pièces.
Solutions atelier sans mortaiseuse : rainurage par passes successives au tour + outil à tronçonner
Dans un atelier ne disposant ni de mortaiseuse ni de broche, une solution économique consiste à rainurer le moyeu par passes successives avec un outil à tronçonner monté sur le tour. L’alésage est préalablement usiné, puis l’outil est engagé radialement, la pièce restant immobile en rotation. Chaque course enlève une fine lamelle de matière.
Cette méthode demande de la patience et une grande attention à la rigidité de l’outil, mais elle permet d’obtenir des rainures de clavette fonctionnelles pour des réparations ou des petites séries. La précision atteignable tourne autour de ±0,05 mm sur la largeur, ce qui est acceptable pour de nombreux montages industriels non critiques.
Choix entre brochage, mortaisage et électro-érosion fil pour petites séries de clavettes complexes
Pour des formes de clavettes complexes (profils multiples, angles vifs, combinaisons de profils), l’électro-érosion à fil (EDM) devient une arme précieuse. La découpe se fait sans effort mécanique, avec des tolérances jusqu’à ±0,005 mm et des angles parfaitement vifs. En contrepartie, la vitesse de coupe reste modeste (de l’ordre de 10–30 mm²/min), ce qui limite l’intérêt aux petites séries.
Le choix entre brochage, mortaisage et EDM dépend donc du volume, de la complexité de la rainure et des matériaux. Une bonne règle de décision consiste à réserver l’EDM aux séries inférieures à 50 pièces de géométrie complexe ou de matériau trempé, à utiliser le mortaisage entre 50 et 500 pièces standard, et à basculer sur le brochage dédié au-delà.
Finition, ébavurage et ajustement final de la clavette usinée
Ébavurage manuel de la clavette et des rainures à la lime d’outilleur et à la toile émeri
L’usinage laisse toujours des bavures, même minimes, sur les arêtes de clavette et les bords de rainure. Ces bavures gênent le montage, créent des points durs et faussent les mesures de jeu réel. Un ébavurage soigneux à la lime d’outilleur, complété par un léger passage de toile émeri fine (grain 400–600), supprime ces défauts sans détériorer la géométrie.
Sur les pièces de série, la tribofinition (tonneaux vibrants ou centrifugation) permet de traiter en masse les clavettes, améliorant l’état de surface et brisant les arêtes vives. Des mesures industrielles récentes montrent qu’une tribofinition bien paramétrée peut réduire de 30 % la dispersion de couple transmissible en homogénéisant la portance des faces.
Rodage léger et ajustage au grattoir pour obtenir un contact optimal sur les faces actives
Lorsque l’assemblage doit transmettre un couple élevé avec un minimum de jeu, un ajustage manuel au grattoir offre encore des résultats inégalés. Le principe est similaire à celui de l’ajustage de glissières de machine-outil : vous repérez les zones de contact fort au bleu de Prusse, puis vous enlevez localement quelques microns de matière au grattoir.
Un rodage léger avec une pâte fine, en mettant en rotation le moyeu sur l’arbre monté avec sa clavette, permet ensuite de stabiliser les contacts. Cette opération, certes chronophage, conduit souvent à des augmentations de 10 à 20 % du couple transmissible avant matage permanent et à une nette réduction du jeu angulaire initial.
Traitements thermiques et de surface : trempe, revenu, nitruration, brunissage
Pour améliorer la tenue au matage et à l’usure, des traitements thermiques comme la trempe + revenu ou la nitruration gazeuse peuvent être appliqués aux clavettes. Un acier 42CrMo4 trempé à 35 HRC puis nitruré atteint une dureté de surface supérieure à 900 HV, ce qui convient parfaitement aux liaisons très sollicitées de boîtes de vitesses ou de turbines.
Des traitements de surface comme le brunissage ou le phosphatage ne modifient pas significativement la résistance mécanique, mais améliorent la résistance à la corrosion légère et surtout les propriétés de glissement au montage. Dans tous les cas, le dimensionnement doit tenir compte des variations dimensionnelles induites par les traitements (jusqu’à quelques centièmes de millimètre pour une nitruration profonde).
Contrôle de la portée et du marquage au bleu de prusse sur assemblage arbre-moyeu-clavette
Le marquage au bleu de Prusse reste l’une des méthodes les plus simples et les plus efficaces pour contrôler la portée réelle de la clavette. Après avoir étalé une fine couche de bleu sur les faces de la clavette, vous montez le moyeu et effectuez quelques va-et-vient angulaires contrôlés. Le motif laissé par le bleu sur la rainure du moyeu vous indique la surface effectivement en contact.
Un contact correct sur une clavette industrielle se traduit par au moins 70 % de surface portante uniforme sur chaque face active, répartie sur toute la longueur utile.
Si le marquage met en évidence une concentration de contact sur un coin ou une extrémité, un ajustage local s’impose. Cette étape, souvent négligée en production de masse, reste incontournable pour les prototypes, les bancs d’essais et les transmissions de haute criticité (aéronautique, énergie, offshore).
Contrôles métrologiques et tolérances en usinage de clavette selon ISO 286 et DIN 6885
Mesure de la largeur et de la hauteur de clavette avec micromètre et comparateur
La clavette finie se contrôle en premier lieu sur sa largeur et sa hauteur. Un micromètre extérieur à becs plats permet de mesurer la largeur b avec une résolution de 0,001 mm. Pour la hauteur h, un micromètre ou un projecteur de profil sont adaptés, surtout si la clavette comporte un chanfrein ou un rayon qui pourrait fausser une mesure au pied à coulisse.
Pour vérifier la constance de section le long de la longueur, un contrôle croisé en plusieurs positions est recommandé. Un comparateur monté sur un support fixe, avec la clavette glissant sous la touche, met rapidement en évidence un éventuel bombement ou une conicité qui perturberait l’ajustement dans la rainure.
Contrôle des tolérances d’ajustement rainure/arbre et rainure/moyeu (H7, js9, P9)
Les tolérances d’ajustement entre rainure et clavette conditionnent directement le jeu angulaire et la facilité de montage. La table suivante donne des indications typiques :
| Élément | Tolérance typique | Type de montage |
|---|---|---|
| Rainure arbre | P9 ou N9 | Plutôt serré |
| Rainure moyeu | H7 ou Js9 | Glissant contrôlé |
| Clavette | h9 (b et h) | Référence |
En combinant ces tolérances selon ISO 286, vous obtenez un jeu fonctionnel qui reste dans une fenêtre prévisible, par exemple de 0,01 à 0,04 mm sur la largeur. Un contrôle statistique (capabilité machine et capabilité de mesure) se révèle vite rentable sur des séries importantes : il limite les non-conformités et améliore la stabilité des transmissions sur le terrain.
Vérification de la concentricité arbre-moyeu après montage de la clavette
Après montage de la clavette et du moyeu sur l’arbre, la concentricité se mesure au comparateur en faisant tourner l’arbre sur des Vés ou entre-pointes. Le faux-rond radial admissible dépend du type d’assemblage : sur un entraînement de convoyeur, 0,05–0,08 mm peuvent rester acceptables, alors que sur un arbre de broche, la cible sera plutôt de 0,01–0,02 mm maximum.
Une excentricité excessive peut provenir d’une rainure de clavette décalée, d’une clavette sous-dimensionnée ou d’un mauvais appui axial du moyeu. Dans certains cas, la clavette agit comme un coin et décale légèrement le moyeu ; ce défaut se corrige par un ajustage local ou, si nécessaire, par la reprise de la rainure en surcote et la fabrication d’une clavette sur-mesure.
Gestion des non-conformités : reprises d’usinage, surdimensionnement, clavettes sur-mesure
Malgré toutes les précautions, des non-conformités apparaissent parfois : rainure trop large, trop profonde, clavette trop lâche ou trop serrée. Plusieurs stratégies s’offrent alors à vous :
- Reprise d’usinage de la rainure en surcote contrôlée, puis fabrication d’une clavette sur-mesure ajustée à la nouvelle largeur.
- Rectification de la clavette pour compenser un léger défaut de largeur, en conservant la géométrie des chanfreins et des arêtes.
- Rechargement local de la rainure (soudure, projection) suivi d’une reprise d’usinage en cote nominale pour des pièces de grande valeur.
Le choix dépend du coût de la pièce, de la criticité de l’assemblage et du niveau de sécurité exigé. Sur des pièces stratégiques, la fabrication d’une clavette sur-mesure assortie d’un contrôle renforcé reste souvent la solution la plus sûre, même si elle semble plus coûteuse à court terme, car elle sécurise la durée de vie de toute la transmission.