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Qu’est ce que le cannelage ? 

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Le cannelage est une technique de fabrication de pièces de dans l'industrie qui consiste à créer des cannelures, ou des rainures, sur des surfaces cylindriques grâce à des machines à commande numérique spécialement développées pour cette technique. Chez LGC Industries nous appliquons cette méthode sur des tiges telles que les clous ou les goupilles par exemple.
La maîtrise de cette technique permet la fabrication de fixation ayant 1, 3 ou 6 cannelures, en fonction de l’application finale. Cependant, le plus courant est courant d'en trouver avec 3 cannelures à 120 degrés l’un de l’autre pour des raisons de répartition uniforme des forces autour de l'assemblage sans contraintes excessives. Cette configuration permet un maintien dit isostatique, assurant un fonctionnement sans contraintes excessives et une transmission efficace des efforts au sein de l'assemblage.

En revanche, avec seulement 2 cannelures dans l'assemblage, au moins une pièce a une possibilité de mouvement qui est nuisible au fonctionnement : c'est un maintien Hypostatique.

Avec 4 cannelures dans l'assemblage, le fonctionnement se fait avec plus de contraintes que ce qui est strictement nécessaire. C'est un maintien Hyperstatique. C’est d’ailleurs pour cela que sur une chaise à 4 pieds, il y a toujours un pied qui rend la chaise instable ! 

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Comment obtient-on un cannelage sur une tige cylindrique ? 

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Le principe consiste à imprimer à froid dans une tige cylindrique 3 cannelures suivant 3 génératrices à 120° les unes des autres. On obtient ainsi un gonflement du diamètre initial de la tige qu’on appelle le diamètre de renflement. 

Le diamètre de renflement (Dr) est mesuré à la bague et correspond au diamètre du cercle circonscrit aux points les plus en saillie. 

Ce diamètre sera légèrement plus grand que le diamètre nominal du trou de la pièce qui va accueillir la tige.

Quand on enfonce cette tige dans un trou simplement percé au diamètre nominal, les cannelures se referment partiellement et le métal vient fluer entre les cannelures et vers les cannelures réalisant ainsi un ajustement parfait entre la tige et le trou. Le serrage ainsi obtenu est un serrage élastique et non un simple grippage, comme ce serait le cas pour une goupille élastique par exemple. Le serrage élastique signifie qu'il est capable de résister aux forces de vibration et de chocs sans se desserrer.

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Quels sont les différents types de cannelures ? 

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Chez LGC nous proposons deux types de cannelures différentes. Les cannelures constantes ainsi que les cannelures progressives. Le choix entre les deux dépend de plusieurs facteurs de la nature de l'application ainsi que des exigences de pression de serrage et d'ajustement précis entre la goupille cannelée et le trou dans lequel elle sera insérée.

• Les cannelures constantes ont la même profondeur et le même espacement tout au long de la tige cylindrique. Il n’y a donc pas de variation importante de diamètre le long de la tige.

On les privilégie lorsque la pression de serrage est importante et que l’on veut obtenir une répartition uniforme de cette pression. 

• Les cannelures progressives ont une profondeur et un espacement qui augmentent le long de la tige.
  On les privilégie lorsque la tige doit être insérée dans un trou de diamètre légèrement inférieur à celui de la tige. La progression va permettre une insertion facile de la goupille cannelée puis un serrage de plus en plus fort à mesure que le diamètre augmente avec la cannelure.
  
  

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Les avantages du cannelage sur des pièces de fixation.

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Les avantages du cannelage sont nombreux, notamment la simplicité d’emploi, l’augmentation de l’adhérence, une augmentation de la surface de contact et une réduction de l'usure des pièces.

En effet, le cannelage augmente la surface de contact entre les pièces au sein de l’assemblage, ce qui améliore la transmission de puissance et réduit l'usure. Selon une étude menée par le National Institute of Standards and Technology, le cannelage peut réduire l'usure des engrenages de 80 % par rapport aux surfaces non cannelées.

Cette technique améliore également l'adhérence entre les pièces, ce qui réduit les risques de glissement et d'endommagement des pièces grâce au diamètre de renflement évoqué précédemment.

Le cannelage peut également aider à réduire l’usure des pièces. Les cannelures répartissent les contraintes de manière plus uniforme sur les pièces, réduisant ainsi le risque de fissures et de cassures. De plus, les tiges cannelées ont une forte résistance au cisaillement grâce à la section pleine.

Un autre avantage de ce procédé de fabrication est la simplicité d’emploi. En effet, la pose d’une goupille cannelée par exemple peut se faire grâce à un simple perçage chanfreiné. Il n’est pas nécessaire d’aléser. Le serrage élastique est alors localisé à l’emplacement des cannelures. 

Le serrage élastique est un réel atout car les tiges résistent beaucoup plus aux vibrations et elles sont démontables et réutilisables plusieurs fois avant d'être usées. On peut noter que peu d’outils encombrants sont nécessaires à la pose de ces pièces, ce qui provoque un gain de temps et un gain d’argent ! La pose peut se faire de manière manuelle ou automatique et les efforts d’enfoncement sont modérés, c’est donc également un gain physique ! 

Le saviez-vous ? 

Une pose automatique peut se faire au moyen d’une presse hydraulique alimentée par bol vibrant et la pose manuelle peut se faire grâce à un marteau. 

En fonction de leur utilisation, les tiges cannelées servent d’immobilisation en translation et en rotation. Cela signifie qu’elles n’ont pas besoin de rondelle frein ni de pièce de blocage supplémentaire dans l'assemblage ou qu’elles peuvent être utilisées comme axe en localisant la portée lisse. 

Les tiges cannelées sont complètement personnalisables chez LGC Industries, vous pouvez choisir la protection de la pièce, c'est-à-dire les traitements thermiques et les revêtements, ainsi que le choix des matériaux en fonction de vos applications. 

Pour des pièces standards, nous vous proposons : Acier de décolletage, Acier de frappe, Mi dur ou inox. 

Pour des projets sur demande nous vous proposons : Acier au carbone, Acier alliés, Inox CND, Laiton, Alliages légers, etc…

Il faut savoir que le choix du métal doit se faire en fonction des conditions de montage et en fonction des conditions d’utilisation. La dureté doit être au moins égale à celle des pièces traversées pour éviter l’arasement des sommets de cannelures et une pièce cannelée doit se monter dans des pièces dont l’épaisseur est au moins égale au diamètre, sauf cas particuliers.

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Conclusion

Depuis 85 ans, chez LGC Industries, nous sommes spécialisés dans les solutions de fixation cylindrique et nous mettons un point d'honneur à aider nos clients à co-concevoir le produit qui convient adapté à leurs besoins. Nous sommes à votre disposition pour vous accompagner dans votre projet. N'hésitez pas à nous contacter via notre site internet pour toute demande d'information. 

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Nous vous remercions pour votre lecture et à bientôt chez LGC Industries !

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