Différents types de fixations utilisées dans la fabrication :vis, boulons et autres

Les fixations jouent un rôle crucial dans la conception des pièces , fabrication , et assemblage . Ces petits morceaux de matériel sont simples et peu coûteux, mais sans eux, nous aurions du mal à fabriquer de nombreuses choses importantes :des meubles, des structures architecturales, des ordinateurs, des revêtements de sol, des véhicules et bien plus encore.

Le rôle d'une attache est de joindre mécaniquement deux composants ou plus ensemble. Vous pouvez joindre des composants de plusieurs façons, mais ce qui est unique avec les fixations, c'est qu'elles créent généralement (mais pas toujours) des joints non permanents .

Les attaches sont omniprésentes et vous en rencontrerez beaucoup au quotidien. Certains des types les plus courants de attaches métalliques industrielles sont :

• Vis
• Noix
• Boulons
• Rivets
• Inserts filetés et tiges
• Rondelles

Cependant, la catégorie des fixations comprend également la quincaillerie utilisée en dehors de l'industrie, comme les clous pour le bricolage et le travail du bois; boutons, boucles et fermetures à glissière pour vêtements; piquets et serre-câbles à usage domestique; et des agrafes, des épingles et des trombones pour les tâches de bureau.

Tous ces types de fixation fonctionnent de manière mécanique légèrement différente, mais ils sont tous utilisés dans l'assemblage ou l'assemblage d'objets. À quelques exceptions près, la plupart des fixations industrielles sont en métal, généralement en acier (acier inoxydable, acier au carbone, acier allié), en aluminium ou en titane. De nombreuses pièces que nous fabriquons chez 3ERP, y compris usinées , moulé , et la tôle pièces - sont finalement assemblées à l'aide de fixations.

Ce guide examine en détail les différents types de fixation et explique comment ils fonctionnent et comment les utiliser . Cela peut être utile pour nos clients de prototypage qui développent des produits multi-composants nécessitant un assemblage avec des fixations.

Qu'est-ce qu'une attache ?

Une fixation est un terme général désignant une pièce de quincaillerie, souvent constituée d'un métal tel que l'acier, utilisée pour assembler mécaniquement deux composants.

Les fixations, qui comprennent des éléments tels que des vis, des écrous et des boulons, créent généralement des joints non permanents; c'est-à-dire que la connexion peut être annulée sans endommager l'un ou l'autre des composants. Vous pouvez joindre deux composants avec une attache, puis retirer un jour l'attache et séparer les deux composants sans les endommager. Par exemple, une vis peut éventuellement être retirée à l'aide d'un tournevis; un écrou peut être retiré à l'aide d'une clé Comparez cela avec, par exemple, le soudage, le collage ou le brasage de composants ensemble :lorsque cela se produit, les composants ne peuvent pas être facilement séparés.

Cela étant dit, certaines fixations, telles que les rivets, créent des joints permanents et ne sont pas conçus pour être détachés.

La majorité des fixations sont petites, avec des diamètres mesurables en millimètres. Cependant, des appareils beaucoup plus grands peuvent être utilisés dans des domaines tels que la construction navale, les pipelines et l'énergie. Une fixation est définie par sa fonction d'assemblage mécanique de deux composants ou plus , pas par sa taille, son matériau ou son application.

Il existe une multitude de types de fixations différentes. Certaines des fixations métalliques les plus courantes pour l'industrie et la fabrication sont répertoriées ci-dessous.

Matériaux de fixation

De quoi sont faites les attaches ?

Les meilleurs matériaux pour la production de fixations sont les aciers (acier inoxydable, acier au carbone, acier allié), l'aluminium, le titane, le cuivre, le laiton, le nickel et divers alliages. Les aciers inoxydables couramment utilisés pour les fixations industrielles comprennent les séries 200, 300 et 400.

Les fixations peuvent également être recouvertes d'autres matériaux pour une fonctionnalité supplémentaire, par ex. résistance à la corrosion ou isolation électrique. Les revêtements et placages courants incluent le chrome et le zinc.

Avec quels matériaux les fixations peuvent-elles être utilisées ?

Différents types de fixations industrielles sont utilisés pour différents matériaux, certaines fixations étant conçues spécifiquement pour un matériau, c'est-à-dire des vis à bois (bois) ou des boulons d'ancrage (béton).

Normes de fixation

L'American Society of Mechanical Engineers (ASME) compte actuellement 66 normes publiées actives sous la désignation B18 pour les fixations. Les normes axées sur la qualité "établissent les exigences d'inspection en cours de fabrication et finales pour les produits de fixation" et fournissent un "plan d'inspection de réception pour les acheteurs de fixations".

Les normes ASME incluent :

• B18.1.1 :Petits rivets
• B18.1.2 :Grands rivets
• B18.2.3.1M :Vis à tête hexagonale métrique
• B18.3 Bouchon à douille, épaulement, vis de réglage et clés hexagonales
• B18.6.1 Vis à bois
• B18.6.2 Vis d'assemblage à tête fendue, vis de pression à tête carrée et vis de pression sans tête fendues
• B18.6.3 Vis mécaniques, vis taraudeuses et vis à tête métallique
• B18.6.9 :Écrous à oreilles
• B18.18 Assurance qualité pour les fixations

Vis

Les fixations à vis, généralement en métal, sont des fixations à filetage externe mâle (arêtes de surface hélicoïdales) qui s'engagent avec le filetages intérieurs femelles dans les composants qu'ils fixent.

Une caractéristique déterminante des vis est qu'elles sont souvent auto-fileteuses ou auto-taraudeuses :elles ont une extrémité pointue qui coupe la surface du composant; lorsque la vis est tournée, elle découpe le taraudage femelle dans le composant et permet de réaliser la connexion. Les vis sont souvent des fixations autonomes, car elles se joignent au composant lui-même.

Les vis ont une fonction similaire aux boulons, mais les boulons ne sont généralement pas auto-filetants; ils ont généralement des pointes émoussées et les filetages femelles des composants doivent être réalisés par d'autres moyens.

Cependant, certaines attaches qui sont techniquement des vis ont été étiquetées comme des boulons (et vice versa).

Types de vis

Il existe de nombreux types de vis adaptés à différentes applications. Certains des types de vis les plus courants sont :

• Vis à tôle :Vis autotaraudeuses très tranchantes pouvant pénétrer la tôle, ainsi que le bois et le plastique.
• Vis mécaniques  :installées dans des trous pré-percés, les vis mécaniques ont un filetage fin précis et sont les plus largement utilisées dans les composants de machine.
• Vis d'assemblage :Vis à tête large généralement utilisées dans l'assemblage de machines telles que les appareils électroménagers.
• Vis à œil  :Parfois appelées vis à œillet, ces vis ont une tête en boucle à travers laquelle les lignes peuvent être enfilées.
• Vis céphaliques :Vis longues zinguées avec filetage jusqu'à la tige, principalement utilisées dans le travail du bois.
• Vis à bois  : Vis pointues courantes utilisées dans le travail du bois.

Types d'entraînement par vis

Les vis peuvent également être classées en fonction de leur conception d'entraînement :différents outils sont nécessaires pour enfoncer ou retirer différentes vis. Les types d'entraînement à vis incluent :

• Fente
• Trois pointes
• Cruciforme (par exemple Phillips)
• Polygone externe
• Polygone interne (par exemple douille hexagonale / Allen)
• Hexalobulaire
• Divers

Boulons

Contrairement aux vis, cependant, les boulons nécessitent un filetage femelle préformé avec lequel s'engager. Ils ne sont pas auto-filetés; au lieu de cela, le filetage femelle appartient souvent à un écrou. Les boulons (mâles) et les écrous (femelles) sont utilisés conjointement pour joindre des composants avec des trous non filetés, et ce type de joint est appelé un joint boulonné.

Lorsqu'elles sont utilisées en conjonction avec des écrous, les fixations de boulon fonctionnent avec des trous traversants (c'est-à-dire des trous qui traversent tout le matériau d'un objet), avec la tête de boulon d'un côté et l'écrou de l'autre. Les vis, en revanche, sont souvent utilisées pour faire des trous borgnes; ils ne pénètrent qu'en partie à travers le matériau.

Types de boulons

Il existe de nombreux types de boulons différents adaptés à différentes applications. Certains des types de boulons les plus courants sont :

• Boulons hexagonaux :Boulons filetés à tête hexagonale pouvant avoir une section non filetée juste en dessous de la tête.
• Écrous sexuels :Parfois appelés boulon Chicago, boulon à barillet ou écrou à barillet, ces boulons sont en fait à la fois des boulons et des écrous, comprenant un barillet fileté femelle et une vis filetée mâle.
• Boulons en U  :attaches en forme de U avec deux extrémités filetées parallèles, utilisées pour maintenir en place des éléments tels que des tuyaux.
• Boulons à œil  :Boulons à tête en boucle à travers lesquels des lignes peuvent être enfilées.
• Boulons de carrosserie :Boulons filetés avec une tête de champignon arrondie pour empêcher la rotation et un col carré juste en dessous.

Noix

Les écrous sont des fixations avec des trous filetés femelles qui sont généralement utilisés avec un boulon correspondant pour former un joint boulonné. Le système d'accouplement écrou et boulon permet de connecter des composants avec des trous non filetés.

Les écrous et les boulons restent généralement bien fixés en raison du frottement, de la compression et du léger étirement du boulon. Cependant, la connexion peut être desserrée de manière indésirable lors d'applications avec un niveau élevé de vibrations. Dans ce cas, un écrou de blocage ou un liquide de blocage peut être utilisé pour fixer l'écrou, ou un deuxième écrou peut être ajouté au boulon.

Alors que l'intérieur d'un écrou est fileté, l'extérieur peut prendre plusieurs formes, selon qu'il sera tourné à la main ou avec une clé, et sur divers autres facteurs.

Types de noix

Il existe de nombreux types d'écrous différents adaptés à différentes applications. Certains des types de noix les plus courants sont :

• Noix borgnes :Parfois appelés écrous borgnes, ces fixations sont bombées sur un côté pour recouvrir l'extrémité du boulon.
• Écrous à souder :Conçu pour qu'un côté puisse être soudé à un autre composant métallique.
• Écrous hexagonaux :Attaches communes avec extérieur hexagonal pour un serrage facile.
• Écrous à oreilles :Écrous avec des formes en forme d'ailes de chaque côté pour permettre une rotation facile à la main, sans outils.
• Écrous cylindriques  :Voir "sex bolts" ci-dessus .

Rivets

Les rivets sont des fixations qui ont généralement une tige lisse et sans filetage. Un rivet a une tête à une extrémité et une queue à l'autre.

Pour fonctionner comme une attache, un rivet est placé dans un trou, puis, en utilisant une force mécanique, sa queue est « bouleversée », ce qui la fait s'étendre jusqu'à environ 1,5 fois le diamètre de l'arbre et crée le joint. Une fois qu'un rivet a été renversé, il a en fait deux têtes :la tête d'usine d'origine et la nouvelle tête d'atelier.

Contrairement aux vis, aux filetages et aux boulons, les rivets créent des joints permanents :une fois que la queue est bouleversée, elle ne peut pas être remise dans son état d'origine. Les joints rivetés sont donc beaucoup plus difficiles à séparer que les joints non permanents comme les joints boulonnés.

Types de rivets

Il existe de nombreux types de rivets adaptés à différentes applications. Certains des types de rivets les plus courants sont :

• Rivets pop :Aussi connus sous le nom de rivets aveugles, ces rivets sont tubulaires et ont un mandrin central avec une zone affaiblie près de la tête (où il peut être cassé).
• Rivets pleins :Fixations simples avec un fût et une tête déformables à l'aide d'un pistolet à riveter ou d'un marteau.
• Rivets semi-tubulaires  :Comme des rivets pleins, mais avec un trou partiel à l'extrémité qui réduit la force nécessaire pour le renverser.

Divers. fixations filetées

Outre les vis, les boulons et les écrous, il existe d'autres types de fixations filetées avec des utilisations plus spécialisées.

Un insert fileté (ou douille filetée) est une fixation avec des filetages internes (et parfois externes) qui est insérée dans un matériau qui ne peut généralement pas accepter un filetage - soit parce qu'il est trop mou, soit parce qu'un trou fileté existant s'est dénudé. Il agit comme une ancre de cloison sèche utilisée pour mettre en place des étagères. Des inserts filetés métalliques peuvent être installés dans des pièces en plastique moulées par moulage d'insert autour de la douille.

Une tige filetée (ou goujon) est une fixation semblable à un boulon mais filetée aux deux extrémités, sans tête. Conçue pour être utilisée en traction, une tige filetée peut accepter un écrou aux deux extrémités.

Rondelles

Bien qu'il ne s'agisse pas techniquement de fixations elles-mêmes, les rondelles sont des pièces de quincaillerie utilisées conjointement avec des fixations telles que des écrous et des boulons.

Une rondelle est une plaque mince avec un trou en son centre utilisée comme entretoise, répartiteur de charge, dispositif de verrouillage ou amortisseur de vibrations. Les rondelles sont généralement circulaires mais peuvent également être de forme carrée.

Les rondelles empêchent les fixations d'entrer en contact direct avec un composant et peuvent donc protéger la surface du composant.

Pour plus d'informations sur les types de fixation dont vous pourriez avoir besoin pour votre prochain prototype, contactez 3ERP ou demandez un devis.