Introduction

Après la protrusion et la cavité, trois opérations complémentaires enrichissent considérablement les possibilités de modélisation  la révolution pour les pièces de symétrie axiale, les chanfreins pour les arêtes biseautées et les congés pour les raccordements arrondis. Ces opérations sont présentes sur la quasi-totalité des pièces mécaniques réelles.

La Révolution (Revolution)

La révolution crée un solide en faisant tourner un profil 2D autour d’un axe. C’est l’opération idéale pour toutes les pièces de révolution cylindres, cônes, bagues, boulons, arbres…

Activation :

• Créer une esquisse contenant le profil et l’axe de révolution
• Fermer l’esquisse
• Cliquer sur Part Design → Révolution

Règles importantes pour la révolution :

• Le profil doit être d’un seul côté de l’axe de révolution jamais traverser l’axe
• L’axe de révolution peut être une ligne de l’esquisse ou un axe de référence
• Le profil doit être fermé pour créer un solide plein

Options de la révolution :

Axe :

• Axe horizontal de l’esquisse (axe X)
• Axe vertical de l’esquisse (axe Y)
• Une ligne de l’esquisse sélectionnée
• Un axe de référence externe

Angle :

• 360°  révolution complète  le plus courant
• Angle personnalisé révolution partielle (secteur)
• Symétrique révolution des deux côtés du plan de l’esquisse

Exemple — modéliser un axe de transmission

Objectif : modéliser un axe étagé D30/D20/D30mm longueurs 20/60/20mm.

Étape 1 : Créer l’esquisse sur le plan XZ :

• Tracer le profil du demi-axe (moitié supérieure)
• Ligne horizontale de base sur l’axe X (axe de révolution)
• Profil : rectangle 20mm (D30 → rayon 15mm) + rectangle 60mm (D20 → rayon 10mm) + rectangle 20mm (D30 → rayon 15mm)
• Fermer le contour

Étape 2 : Contraindre le profil :

• Contraintes horizontales et verticales sur toutes les lignes
• Dimensions : rayons 15mm, 10mm, 15mm et longueurs 20mm, 60mm, 20mm
• Ancrer le point inférieur gauche à l’origine

Étape 3 : Révolution :

• Cliquer sur Révolution
• Axe : axe horizontal de l’esquisse (axe X)
• Angle : 360°
• Résultat : axe étagé parfaitement cylindrique

La Rainure de révolution (Groove)

La rainure de révolution est l’opération inverse de la révolution — elle enlève de la matière par rotation d’un profil autour d’un axe.

Applications :

• Gorges de circlips
• Filets tournés
• Dégagements d’outil
• Gorges d’étanchéité

Procédure identique à la révolution sélectionner Rainure au lieu de Révolution.

Les Chanfreins (Chamfer)

Le chanfrein crée un biseau sur une arête vive d’un solide. C’est une opération très fréquente en usinage CNC les arêtes vives sont dangereuses et favorisent les concentrations de contraintes.

Activation :

• Sélectionner une ou plusieurs arêtes du solide
• Cliquer sur Part Design → Chanfrein

Options du chanfrein :

Taille :

• Chanfrein symétrique : même distance des deux côtés de l’arête
• Exemple : chanfrein 2×45° 2mm des deux côtés à 45°

Type :

• Distance chanfrein défini par une distance
• Angle chanfrein défini par un angle et une distance

Sélection des arêtes :

• Clic sur une arête > sélection simple
• Ctrl + clic > sélection multiple
• Clic sur une face > sélection de toutes les arêtes de la face

Exemple pratique :

• Solide 80x60x20mm
• Sélectionner les 4 arêtes supérieures verticales
• Chanfrein 1mm
• Résultat : 4 arêtes chanfreinées à 45° sur 1mm

Les Congés (Fillet)

Le congé crée un raccordement arrondi sur une arête vive. Il améliore la résistance mécanique de la pièce en réduisant les concentrations de contraintes et donne un aspect plus soigné.

Activation :

• Sélectionner une ou plusieurs arêtes
• Cliquer sur Part Design → Congé

Options du congé :

Rayon :

• Rayon constant : même rayon sur toute la longueur de l’arête
• Rayon variable : rayon qui varie le long de l’arête (FreeCAD versions récentes)

Sélection :

• Identique aux chanfreins  arêtes ou faces

Exemple pratique :

• Solide 80x60x20mm avec trou central D30mm
• Sélectionner l’arête supérieure du trou
• Congé R3mm
• Résultat : raccordement arrondi R3mm autour du trou

Chanfrein vs Congé : quand utiliser lequel ?

Chanfrein recommandé pour :

• Entrées de trous  facilite l’introduction des vis et boulons
• Arêtes de coupe  pièces manipulées fréquemment
• Pièces avec contraintes d’assemblage  guidage d’introduction
• Arêtes en contact avec d’autres pièces mobiles

Congé recommandé pour :

• Raccordements entre surfaces améliore la résistance à la fatigue
• Fond de gorges et poches réduit les concentrations de contraintes
• Surfaces apparentes aspect esthétique
• Pièces soumises à des efforts dynamiques

Ordre d’application des chanfreins et congés

En modélisation FreeCAD, appliquer les chanfreins et congés en dernier après toutes les autres features. Appliquer un congé sur une arête qui sera ensuite modifiée peut créer des erreurs difficiles à corriger.

Ordre recommandé :

1. Corps de base (protrusion)
2. Cavités et trous
3. Révolutions et rainures
4. Autres features
5. Congés et chanfreins en dernier

Exemple complet : rondelle avec chanfrein

Objectif : modéliser une rondelle M20  D externe 40mm, D interne 21mm, épaisseur 3mm, chanfrein 0.5mm sur les arêtes.

Étape 1 : Esquisse de base :

• Deux cercles concentriques : D40mm et D21mm
• Les deux cercles centrés sur l’origine

Étape 2 : Protrusion :

• Hauteur : 3mm
• Résultat : rondelle cylindrique

Étape 3 : Chanfreins :

• Sélectionner les 4 arêtes circulaires (2 supérieures + 2 inférieures)
• Chanfrein : 0.5mm
• Résultat : rondelle avec chanfreins sur toutes les arêtes

À retenir

• La révolution est idéale pour toutes les pièces cylindriques et de révolution
• Le profil de révolution ne doit jamais traverser l’axe de rotation
• Les chanfreins facilitent l’assemblage les congés améliorent la résistance
• Toujours appliquer les congés et chanfreins en dernier dans l’historique