Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi certaines vis semblent durer éternellement alors que d'autres se desserrent et tombent en panne ? Cet article explore le monde fascinant des vis, qu'il s'agisse de minuscules fixations dans les gadgets ou de boulons robustes dans la construction. Découvrez les différents types de vis et les secrets de leurs méthodes de serrage efficaces. Découvrez comment le choix de la bonne vis et de la bonne technique de serrage peut garantir la durabilité et la fiabilité de vos projets. Que vous soyez bricoleur ou professionnel, ce guide fournit des informations essentielles pour éviter les défaillances des vis et obtenir un serrage parfait à chaque fois.
Petites et grandes vis
Les vis sont connues sous différents noms : vis, boulons, rivets, tiges filetées, vis, petites vis, vis avec petits clous, etc. Elles existent en différentes tailles et, grâce à la technologie moderne, les vis peuvent être fabriquées dans des tailles de 1 millimètre ou même plus petites.
Les petites vis d'une taille inférieure ou égale à 0,5 millimètre sont couramment utilisées dans les montres-bracelets, les ordinateurs et les téléphones portables. En revanche, les grandes vis sont généralement utilisées dans la construction ou la construction de ponts et peuvent atteindre une épaisseur de 50 millimètres, voire une largeur de 100 ou 200 millimètres, selon les besoins.
Types de vis
Les vis font partie intégrante des éléments de fixation dans diverses industries, avec une gamme toujours plus étendue de modèles développés par des fabricants du monde entier pour répondre aux besoins d'applications spécifiques.
Elles sont généralement classées en deux catégories principales : les vis femelles (qui comprennent les écrous) et les vis mâles (qui englobent les vis, les vis mécaniques, les vis sans tête, les vis à bois et autres). Cette classification est basée sur leur mode d'engagement et leurs caractéristiques de charge.
Les vis mécaniques peuvent être classées en fonction de la configuration de leur tête : tête cylindrique, tête ronde, tête ovale, tête plate, tête cylindrique et tête cylindrique à emboîtement. Ces variantes répondent à des objectifs fonctionnels et esthétiques différents. En outre, les types d'entraînement tels que fente, Phillips, Pozidriv, Torx et hexagonal sont conçus pour répondre à des exigences spécifiques en matière d'outillage et de couple.
Les boulons, bien que semblables aux vis, sont généralement conçus pour des applications à plus forte capacité de charge. Ils sont généralement dotés d'une tête hexagonale pour augmenter le couple de serrage, mais les boulons à tête carrée, à tête de chariot (ronde avec collet carré) et à tête en T sont également utilisés dans des scénarios spécifiques. Le choix de la tête de boulon dépend de facteurs tels que la méthode d'installation, la répartition de la charge et l'accessibilité.
De même, la conception des écrous varie en fonction des différents types de vis et de boulons. Les configurations les plus courantes sont les écrous hexagonaux, carrés, à oreilles, à chapeau et à collerette. Le choix du type d'écrou est influencé par des facteurs tels que la répartition de la charge, la résistance aux vibrations et la facilité d'installation ou de démontage.
Les vis sont également différenciées en fonction de l'application prévue dans les différents secteurs. Par exemple :
Les matériaux, les revêtements et les caractéristiques spécifiques de ces vis sont conçus pour répondre aux exigences de performance, aux normes réglementaires et aux conditions environnementales de leurs industries respectives.
Spécifications des vis
Au Japon, les tailles de vis sont strictement conformes aux réglementations de l'ISO (Organisation internationale de normalisation), ce qui garantit l'uniformité des dimensions dans tout le pays. Cette normalisation a été mise en œuvre à l'origine pour promouvoir la cohérence mondiale des spécifications des fixations.
Toutefois, ces spécifications ISO ne sont pas universellement adoptées dans d'autres régions, telles que l'Europe et les États-Unis. Par conséquent, lorsqu'ils réparent des produits importés, les techniciens doivent souvent travailler avec diverses spécifications de vis provenant de l'étranger. Parmi les normes de vissage les plus courantes, citons la norme Unified Thread Standard (UTS), les spécifications de la SAE (Society of Automotive Engineers), les systèmes basés sur les pouces et diverses normes de boulonnerie.
Historiquement, le Japon utilisait principalement des vis à filetage britannique. Toutefois, le pays est actuellement en train de passer aux normes ISO. Les vis à filetage britannique sont encore utilisées principalement dans les projets de génie civil et de construction. La profondeur de pénétration de la vis par tour est déterminée par le pas de vis, qui est la distance axiale entre les crêtes de filetage adjacentes.
Alors que le pas standard est souvent de 1,0 mm, des pas plus petits, tels que 0,8 mm, sont couramment utilisés pour les composants automobiles et d'autres applications soumises à de fortes contraintes. Ces vis à pas fin, caractérisées par des angles de filetage moins profonds, doivent être manipulées avec précaution lors de l'installation afin d'éviter d'endommager le filetage ou d'effectuer un filetage croisé.
Dans l'électronique de précision, comme les caméras et les appareils mobiles, les vis à pas extrêmement fin sont courantes. Même avec des longueurs totales réduites, le maintien d'un pas de vis précis est crucial pour ces fixations miniatures. L'utilisation de vis à faible pas contribue de manière significative à la miniaturisation des produits, car leur hauteur de filetage et leur pas réduits permettent de réduire les dimensions globales des fixations sans compromettre la résistance.
Les vis à pas fin offrent plusieurs avantages dans les applications spécialisées :
Alors que la fabrication mondiale continue d'évoluer, il est essentiel pour les ingénieurs et les techniciens travaillant dans les chaînes d'approvisionnement internationales et les services de réparation de comprendre et de s'adapter aux différentes normes en matière de vis.
(1) Petites vis
Les petites vis sont des vis de petit diamètre munies d'une tête. Selon la norme ISO, la tête des petites vis peut être plate, en forme de cuvette, fraisée ou adhérente, tandis que la norme JIS inclut également des formes de tête plates-rondes, filetées, rondes, plates et arrondies-plates. Les petites vis servent à serrer et sont normalement dotées de fentes en spirale ou de trous transversaux pour faciliter leur rotation.
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| Petite vis à tête ronde fendue | Petite vis à tête plate cruciforme |
(2) Vis de positionnement
Elle est utilisée pour fixer les pièces mécaniques en mouvement par l'intermédiaire de la pointe de la vis. La pointe de la vis peut être plate, pointue, cylindrique, concave, ronde, etc. Elle est couramment utilisée comme moyen de serrage, avec des fentes, une douille hexagonale, une tête carrée, etc.
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| Vis de positionnement fendue | Vis de positionnement à six pans creux |
(3) Vis à métaux
Il s'agit d'une vis qui peut tarauder ses propres filets. La forme de la tête peut être ronde, plate, fraisée, hexagonale, etc. Elle est couramment utilisée comme dispositif de serrage, avec des fentes, des évidements transversaux, des douilles hexagonales, etc.
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| Vis à métaux cruciforme avec trou | Vis à métaux cruciforme avec 3 fentes et un trou |
(4) Vis à bois
Il s'agit d'une vis à bout pointu et filetée utilisée pour visser dans le bois. La forme de la tête peut être ronde, plate ou ovale. Elle est couramment utilisée comme moyen de serrage et comporte des fentes, des évidements transversaux, etc. comme méthodes de serrage.
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| Vis à bois cruciforme | Vis à bois filetée |
(5) Boulon
Il s'agit d'un terme général désignant les boulons combinés à des écrous. Il en existe différents types en fonction de leur forme, de leur performance et de leur utilisation.
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| Boulon hexagonal nominal (catégorie A) | Boulon hexagonal de diamètre effectif (catégorie B) |
(6) Écrou
Il s'agit d'un terme général désignant les composants vissés femelles.
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| Écrou hexagonal de type 1 (qualité de pièce A) | Ecrou hexagonal avec fente |
(7) Rondelle
Il s'agit d'un composant utilisé entre la surface d'appui des petites vis, des boulons, des écrous et les pièces de serrage. Il en existe de nombreux types en fonction de leur forme, de leur performance et de leur utilisation.
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| Rondelle plate avec bords rectifiés | Rondelle élastique |
(8) Broche
Il s'agit d'une tige ou d'un composant en forme de cylindre utilisé pour fixer des articulations, des positions, fixer la rotation d'une vis, etc. dans un trou. La goupille peut également avoir une tête.
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| Goupille conique | Goupille élastique avec fente |
Les outils suivants peuvent être utilisés pour usiner des pièces d'environ M2 à M12.
1. Tapotez
Il est utilisé pour forage et en usinant des filets internes à l'intérieur du trou. Ce processus est appelé "taraudage".
2. Mourir
Il est utilisé pour usiner des filets extérieurs sur la périphérie d'un objet cylindrique.
Le processus de fabrication des vis s'effectue grosso modo selon les procédures susmentionnées. S'y ajoutent des procédés tels que le décapage, recuitsont également nécessaires.
Les méthodes de formation des fils comprennent le découpage et le laminage. Le découpage forme les filets un par un, ce qui ne convient pas à la production de masse.
D'autre part, le laminage utilise des matrices en acier disposées sur un guide pour appliquer une pression et rouler les filets dans la forme requise.
Il existe différents types de vis, avec des tailles, des formes de têtes, des filetages, des matériaux, des longueurs et des facilités d'enlèvement différents, chacun ayant sa propre utilité. Nous utilisons de nombreuses vis dans notre travail quotidien, principalement pour la fixation. Nous expliquerons ici la méthode générale de serrage des vis.
Lors de l'assemblage d'une machine, on distingue deux types d'opérations : "fixes" et "mobiles". Il est donc important de comprendre la composition de l'équipement et de savoir comment le fixer et le déplacer.
Réfléchissons ensemble.
En général, les gens pensent qu'ils doivent serrer la vis autant que possible, mais ils ne connaissent pas nécessairement l'état de la connexion entre le col de la vis et le matériau à fixer.
Les parties bleue et rouge sont étirées par la rotation de la vis comme un filet de pêche, ce qui leur permet d'être solidement fixées ensemble lorsqu'elles sont serrées.
Les vis des appareils mobiles sont sous tension et peuvent naturellement se desserrer avec le temps. Pendant le processus de serrage, la vis s'étend vers l'avant, ce qui n'est pas visible, mais qui se produit bel et bien. C'est à ce moment-là que la vis travaille le plus fort, fournissant la force de fixation nécessaire.
Si elle est trop serrée, elle se détend et la force de fixation diminue fortement. Si la vis est trop serrée au-delà de ce point, elle se cassera et la tâche, qui était presque achevée, échouera.
En ce qui concerne la question "quel est le serrage approprié", il est difficile de parvenir à une conclusion sur la valeur numérique appropriée, car elle dépend de la taille de la vis, du matériau, de l'utilisation, etc. J'expliquerai plus loin la distance générale de serrage.
Tout d'abord, la vis et le matériau sur lequel elle sera fixée doivent être propres. Les corps étrangers peuvent empêcher la vis de tourner facilement et d'être solidement fixée.
Vérifiez que la vis n'est pas rayée, bavée ou poussiéreuse et que l'outil de serrage est utilisé correctement. De même, vérifiez que l'écrou, si vous en utilisez un, ne présente pas de rayures, de bavures ou de poussières, et retirez-les le cas échéant.
Lors du serrage, essayez d'adopter une position corporelle qui facilite l'application de la force, même si vous utilisez une petite poignée. Une mauvaise posture peut facilement tordre la vis et réduire sa durée de vie à chaque nouveau serrage. Faites également attention à la pression, qui doit généralement être la suivante : "appuyer : serrer = 7 : 3".
Lors du serrage, commencez à la main pour vous assurer que la vis peut tourner sans problème. Même s'il y a des problèmes, il est plus facile de les confirmer à ce stade qu'en utilisant un outil. Faites également attention à la taille de serrage effective du côté de l'écrou ; si la vis est plus longue que la longueur effective, elle ne peut pas bouger.
Vis spéciales utilisées dans les équipements semi-conducteurs.
Utiliser des vis à vide pour fixer les composants dans la chambre à vide. L'ouverture a pour but de raccourcir le temps de mise sous vide de la chambre et de réduire l'effet de l'air extérieur. Le modèle avec ouverture est plus faible que le modèle sans ouverture, il faut donc faire attention au couple de serrage !
Lorsque l'on utilise plusieurs vis pour fixer des composants, il est également important de faire attention à l'ordre de serrage. La séquence de base doit partir de la forme illustrée comme suit : serrer d'abord la vis la plus éloignée, puis passer à la suivante.
L'ordre de base pour la fixation temporaire, lorsqu'il y a des vis de serrage en haut et en bas, est de serrer d'abord le haut, puis le bas, et ensuite le reste dans un ordre particulier. Pour renforcer et serrer les vis, suivez la méthode décrite ci-dessus. Une fois que toutes les vis sont fixées temporairement, elles doivent être renforcées et complètement serrées dans l'ordre.
En outre, le renforcement et le serrage des vis doivent être effectués progressivement et de manière répétée, jusqu'à ce que le couple nécessaire soit atteint. Il est important de s'assurer que toutes les vis sont placées avant de procéder à un serrage temporaire, et de placer les vis par le haut afin de garantir la sécurité.
Avant de serrer toutes les vis, il est nécessaire de confirmer la combinaison des vis femelles et mâles qui sont insérées. À ce stade, la position de la fixation doit être confirmée. Il s'agit d'une pratique professionnelle dans l'industrie.
Sélection et utilisation d'un robinet en forme de croix
Peut-on utiliser un taraud qui ne correspond pas à la rainure "+" d'une vis ?
Insérer le taraud dans la fente "+" de la vis et l'observer horizontalement. Par exemple, pour les vis d'une longueur de 1 cm ou moins et d'un diamètre inférieur à φ4 mm, la pointe du taraud doit s'adapter sans problème. Si le taraud tombe ou oscille, cela entraînera l'usure de la pointe du taraud et ne correspondra pas à la taille du taraud. Bien entendu, les dommages causés à la fente de la vis affecteront également le couple de serrage.
Le robinet doit-il être incliné lorsque l'on tourne la vis ?
Du poignet au taraud en passant par la vis, il est important de maintenir une certaine cohérence. Une rotation trop forte du taraud dans la fente de la vis peut entraîner une abrasion de la fente de la vis et du taraud.
L'approche des experts
Choisissez le tournevis approprié à la vis. Placez la tête du tournevis sur la vis et assurez-vous qu'elle s'insère bien dans la fente horizontalement, ou même si elle doit être placée vers le bas, assurez-vous qu'elle peut être insérée dans le trou de la vis.
Ensuite, en maintenant le tournevis en ligne droite entre la vis et votre poignet, serrez la vis avec facilité. Utilisez le tournevis pour maintenir la vis à niveau, sans utiliser d'aimants ou d'adhésifs.
L'approche amateur
Utilisation d'un tournevis de qualité mais de taille inadaptée. La pointe du tournevis ne peut pas s'insérer dans la vis et ne peut pas être maintenue à niveau, ce qui fait qu'il est tentant d'appliquer de l'adhésif sur la pointe du tournevis.
Par conséquent, la vis ne peut pas être maintenue droite et est inclinée. La fente du tournevis et la vis sont instables, ce qui endommage la fente de la vis. Lors de la rotation, le mouvement du poignet provoque une friction dans la fente et endommage le trou de la vis.
Couple de la clé hexagonale (clé Allen)
| Dia. | N-m (kgf-cm) |
| 0.7 | 0.08（0.82） |
| 0.9 | 0.18（1.84） |
| 1.3 | 0.53（5.4） |
| 1.5 | 0.82（8.36） |
| 2 | 1.9（19.4） |
| 2.5 | 3.8（38.7） |
| 3 | 6.6（67.3） |
| 4 | 16（163） |
| 5 | 30（306） |
| 6 | 52（530） |
| 8 | 120（1,224） |
| 10 | 220（2,244） |
| 12 | 370（3,775） |
Le couple d'une clé hexagonale correspond à peu près à la moitié de la taille de la clé.
Il existe deux types de clés hexagonales. Quel que soit le modèle, l'extrémité la plus courte est appelée côté "A" et l'extrémité la plus longue est appelée côté "B". Le côté "B" sert à la fixation temporaire, tandis que le côté "A" sert au renforcement et au serrage. Bien entendu, il est également possible de n'utiliser que le côté "A" pour le serrage.
N'utilisez pas le côté "B" pour le renforcement et le serrage, en particulier pour les modèles dotés d'une extrémité sphérique, car la partie sphérique est faible et peut se casser facilement. Faites attention.
Dans ce cas, pourquoi un embout sphérique ? Pour des raisons d'efficacité, l'embout sphérique permet une rotation facile.
Par rapport aux modèles sans rotule, il est facile de comprendre comment l'utiliser. Le serrage d'une seule main n'est pas facile avec les modèles dépourvus d'embout sphérique.
En général, le sens de rotation pour le serrage d'une vis est le sens des aiguilles d'une montre (CW). Bien entendu, il existe également une rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (CCW) pour le dévissage de la vis, qui est utilisée à des fins spécifiques. Par conséquent, tous les sens de serrage des vis ne sont pas dans le sens des aiguilles d'une montre.
La rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (CCW) est principalement utilisée pour empêcher le desserrage et ajuster la longueur. Avez-vous déjà utilisé une vis qui nécessite une rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre ? Comme sur un vélo ?
Les vis qui sont installées pour une utilisation à gauche ou à droite ne sont pas les mêmes. La pédale de droite ne peut pas être installée sur le côté gauche, et vice versa.
Les "vis" sont des composants métalliques que nous utilisons souvent autour de nous. Si elles ne sont pas utilisées correctement, les vis peuvent se desserrer ou tomber. Le serrage des vis requiert également un certain niveau de technique et de connaissances.
Voici quelques conseils sur le serrage des vis :
1. Lorsqu'une vis n'est pas suffisamment serrée, elle peut se desserrer et se défaire.
La rotation d'une vis (appelée couple de serrage) génère une force de serrage sur la pièce à serrer. Un serrage correct permet d'obtenir la meilleure force de serrage possible. Lorsqu'une vis se desserre, cela peut être dû à un serrage insuffisant.
2. Les vis peuvent également se desserrer si elles sont trop serrées.
Un serrage excessif ne fait pas que desserrer les vis, mais lorsque l'on serre un matériau mou, il est possible que les vis se desserrent. Dans ce cas, veuillez resserrer.
3. Un serrage excessif des vis peut parfois entraîner des dommages.
En général, si les boulons sont serrés trop fort, les boulons eux-mêmes seront endommagés et les pointes des vis à trous transversaux des boulons seront également endommagées.
Lorsque des écrous normaux (tels que l'acier doux et le laiton) sont utilisés comme composants d'écrous pour des objets munis de boulons à haute résistance (tels que des boulons à six pans creux), les écrous peuvent être endommagés lorsque les boulons sont serrés trop fort.
À ce moment-là, l'opérateur peut ne pas remarquer les dommages causés aux écrous. Veillez à ne pas trop serrer et à ne pas endommager les vis. Si d'autres charges sont appliquées après le serrage, la vis et les pièces environnantes peuvent être déformées et les vis peuvent se desserrer.
4. Veuillez serrer correctement.
Comme indiqué précédemment, si les vis ne sont pas serrées, elles peuvent se desserrer. En outre, les vis qui sont trop serrées peuvent également se desserrer. Un serrage correct est nécessaire, et des directives de serrage correctes sont les plus importantes.
La force de serrage cible est déterminée par le type de vis, la résistance de la vis, la friction entre la vis et la surface de base, et la méthode de serrage. La méthode de serrage est spécifiée par les normes JIS.
La formule de la force de serrage cible de l'opération de serrage est également spécifiée dans les normes JIS.
5. Le couple de serrage recommandé n'est pas absolu.
Il existe différentes méthodes de gestion du serrage, notamment la méthode du couple, la méthode de l'angle de rotation et la méthode de l'inclinaison du boulon.
Parmi celles-ci, la méthode du couple de serrage est la plus utilisée. Par conséquent, le couple de serrage recommandé dans les différents manuels de données et d'échantillons ne peut être utilisé que dans certaines conditions limitées et n'est pas absolu.
Il peut être utilisé grossièrement sans problème, mais il ne faut pas en abuser.
6. Méthode de calcul du couple de serrage cible :
Tfa = 0,001kdFf / (1 + 0.01m)
Par exemple, lorsque le résistance des boulons est de 8,8 et que la taille du boulon est M10, et en supposant que k = 0,195 et m = ±5%, le couple de serrage cible (Tfa) est calculé à l'aide de la formule suivante : Tfa = 0,001 × 0,195 × 10 × 0,9 × 640 × 58 / (1 + 0,05) = 63(N・m)
7. Les vis peuvent se desserrer pour diverses raisons :
a. Changements rapides de température. Lorsque des vis sont associées à des pièces composées de matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents et que la température change rapidement, les vis peuvent se desserrer. Il est nécessaire d'utiliser des rivets pour la connexion ou de remplacer les vis par un matériau identique à celui des pièces.
b. Vibrations importantes. Les vis peuvent se desserrer sous l'effet des vibrations aux positions fixes des vis.
c. Forces autour de l'arbre et perpendiculaires à l'axe. La force de rotation des vis et la force appliquée perpendiculairement à la vis peuvent facilement provoquer le desserrage et l'endommagement des vis. Dans ce cas, il est important d'examiner attentivement le sens d'installation des vis et la force appliquée.
d. Lorsque la surface du joint à serrer est peinte. Si la surface de la pièce à serrer est peinte, les vis peuvent se desserrer très rapidement.
e. Lorsque la rigidité de la pièce à serrer est faible. La pièce serrée à l'aide de vis de fixation est appelée pièce à serrer. Si cette pièce est déformée, non seulement la déformation plastique mais aussi la déformation élastique peuvent provoquer le desserrage des vis.
f. Lors du serrage d'alliages légers et de matières plastiques. Même si la température ne change que légèrement, les vis peuvent se desserrer si la pièce à serrer est en alliage d'aluminium et en plastique.
g. Autres facteurs :
Il existe plusieurs méthodes pour empêcher les vis de se desserrer, mais le "serrage de renforcement" est la méthode la plus efficace pour empêcher le desserrement. Quel que soit le type de vis, elles se desserrent au début. Après un certain temps, le degré de desserrement et la force de serrage peuvent diminuer. Après le serrage, si les vis sont resserrées après un certain temps, cela peut considérablement empêcher les vis de se desserrer.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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