11 fixations automobiles essentielles que tout ingénieur devrait connaître

L'industrie automobile fabrique certaines pièces qui ne peuvent fonctionner que lorsqu'elles sont jointes à d'autres pièces pendant le processus d'assemblage. En conséquence, la fabrication de pièces automobiles repose sur des conceptions à haute tolérance et intègre des caractéristiques de mécanismes de jonction, dont les fixations sont très courantes.

Les fixations sont critiques dans l'industrie de fabrication de pièces automobiles car elles aident à l'assemblage et au fonctionnement des pièces automobiles. Il existe différents types de fixations automobiles basés sur les matériaux, la composition et les fonctions prévues. Cet article discutera des différentes fixations, leurs fonctions et leurs applications possibles.

Fixations automobiles par matériaux

La façon la plus courante de classer les fixations automobiles utilisées dans les automobiles est par le matériau de composition. Généralement, il y a deux catégories : les métaux et les plastiques, chacun avec différents attributs et fonctions basés sur les propriétés du matériau.

Fixations automobiles métalliques

Généralement, les fixations automobiles métalliques proviennent de fer, d'alliage d'aluminium et de cuivre. Selon les matériaux choisis, elles peuvent exhiber différents niveaux de propriétés mécaniques, comme la résistance, la durabilité et la résistance à la corrosion.

Les fixations automobiles métalliques se présentent sous différentes formes, incluant boulons, écrous, ressorts et vis. Elles sont durables, réutilisables et applicables pour connecter et sécuriser des pièces automobiles lourdes, de suspension et de moteur.

Les fixations automobiles métalliques sont aussi soumises aux procédés de finition de surface pour une meilleure fonctionnalité et attrait esthétique. Des exemples courants applicables dans la fabrication de pièces automobiles incluent la galvanisation et l'anodisation pour améliorer la protection contre la rouille et la durabilité.

Fixations automobiles en plastique

Les fixations automobiles en plastique sont une meilleure option quand on recherche des propriétés mécaniques optimales avec une esthétique plus élaborée. Elles sont une option populaire pour fabriquer des fixations, incluant goupilles, entretoises, connecteurs et rondelles, aux côtés d'autres matériaux composites comme le caoutchouc.

Les fixations en plastique proviennent principalement du vinyle, connu pour sa résistance à la traction et sa fragilité. En conséquence, elles sont applicables pour fabriquer des fixations pour des pièces remplaçables ou à usage unique. De plus, elles coûtent moins cher que les fixations métalliques et ne conduisent pas l'électricité ni ne rouillent.

11 types courants de fixations automobiles

Outre la classification par matériaux, une autre classification des fixations automobiles est par leurs fonctions. Voici les types courants que vous devez connaître :

Écrous

Un écrou est un petit composant métallique fabriqué en fer ou alliages d'aluminium. Il a un filetage hélicoïdal fait par impression 3D traversant son centre et s'adapte sur les boulons des deux côtés. Avec les rondelles, l'écrou et les boulons aident à fixer les pièces automobiles. Bien qu'il y ait plusieurs types d'écrous, le plus courant est l'écrou hexagonal, caractérisé par une forme hexagonale externe. D'autres types d'écrous utilisés dans l'industrie automobile incluent :

• Écrous borgnes accessibles seulement d'un côté. L'autre côté a une surface lisse bombée pour prévenir les blessures.
• Écrous barillet sont cylindriques et insérables dans un trou perpendiculaire à l'axe du boulon.
• Écrous à embase ont des têtes hexagonales avec un diamètre accru autour de la base. En conséquence, ils n'ont pas besoin de rondelle.
• Écrous moletés ont un grand diamètre texturé, par conséquent, vous pouvez les serrer à la main.

Boulons

Un boulon est une fixation avec un long arbre partiellement fileté avec une extrémité non effilée. La partie non filetée s'appelle l'épaulement et fournit précision et moins d'abrasion. De plus, l'épaulement peut s'étendre au-delà de l'interface des pièces selon la face placée sur le boulon.

Les boulons sont fabriqués en métaux comme le fer et les alliages d'aluminium et sont une option simple mais irremplaçable. Comme l'écrou, le plus courant est le boulon à tête hexagonale. Avec un écrou ou une rondelle, il est applicable pour maintenir des pièces automobiles comme les composants de moteur, tableaux de bord et bras de suspension. Différents types de boulons automobiles incluent :

• Boulons à embase hexagonale comportent une rondelle sous la tête hexagonale. Cela aide à la distribution de force et à la sécurisation des pièces.
• Boulons à tête ronde (carriage bolts) comportent un dôme et une tête élargie.
• Boulons à place (place bolts) comportent des têtes hexagonales auto-verrouillantes et libre-tournantes qui préviennent le desserrage dû aux vibrations.

Vis

Une vis est une fixation avec un arbre entièrement effilé qui maintient deux pièces ensemble. Elle peut couper son filet dans un trou (vis auto-taraudeuses) ou s'accoupler avec un trou fileté dans une pièce (vis à machine). Contrairement au boulon, elle ne nécessite pas de rondelle ou d'écrou, car le filetage la sécurise et la maintient en place.

Comme les écrous et boulons automobiles, la vis la plus courante est la vis à tête hexagonale. Elle est similaire au boulon hexagonale, bien qu'elle manque d'épaulement. D'autres types de vis de fixation utilisés dans l'industrie automobile incluent :

• Vis à tête fraisée : Une vis à machine avec une tête effilée qui affleure la surface d'une pièce.
• Vis à tête cylindrique (cap head screws) sont des vis automobiles avec une tête en forme de barillet et une empreinte.
• Vis à tête bombée (pan head screw) : Une vis à machine qui a une tête bombée avec une empreinte.
• Vis à bois.
• Vis auto-taraudeuses.
• Vis à coach (coach screw) : Une grande vis auto-taraudeuse avec une tête hexagonale permettant un couple élevé lors du montage.

Fixations utilisées pour la conception automobile

Il y a plusieurs types de fixations utilisés dans les automobiles. Chacun vient avec un niveau différent de performance et de fiabilité. Voici les fixations courantes utilisées pour la conception automobile.

– Fixations à sertissage (Self-Clinching Fasteners)

Les fixations à sertissage sont des fixations permanentes à usage unique applicables pour joindre des pièces en tôle automobiles. Elles ont un anneau de sertissage cranté qui prévient la rotation et viennent dans différents styles et fonctions, incluant goupilles, écrous, goujons, fixations aveugles et entretoises.

– Fixations par rivetage (Riveting Fasteners)

Un rivet est une fixation avec une tête et une queue aux extrémités opposées. Il provient principalement d'acier ou d'aluminium et aide à atteindre l'assemblage permanent de pièces. Il y a plusieurs types de rivets, incluant rivets pleins, rivets aveugles, rivets tubulaires et rivets fendus, applicables pour joindre deux ou plusieurs pièces automobiles.

– Inserts filetés aveugles (Blind Threaded Inserts)

Les inserts filetés aveugles ont un filetage aveugle qui leur permet d'être installés d'un seul côté du panneau. Ces inserts sont adaptés pour joindre des tubes, profilés, etc.

Goujons (Studs)

Les goujons sont des fixations avec un filetage externe qui ressemble à une vis sans tête (certains en ont). Ce sont généralement des fixations permanentes, le plus souvent soudées dans les pièces que vous voulez joindre. De plus, vous pouvez fileter les goujons aux deux extrémités, les rendant pairables avec des écrous.

Un type courant de goujon applicable dans l'automobile est le goujon de roue utilisé pour maintenir les roues des automobiles.

Rondelles

Une rondelle est un disque avec une surface plate mince et un trou au milieu. Utilisée avec un écrou et un boulon, elle aide à distribuer la charge/pression du boulon et empêche l'écrou de se desserrer. Elle vient dans différentes formes et styles qui fonctionnent selon les composants automobiles que vous voulez joindre.

Dans l'assemblage de pièces automobiles, les rondelles sont applicables dans un roulement d'essieu, ou une articulation pour prévenir le desserrage, soulager la friction, prévenir les fuites ou distribuer la pression.

Clips

Les clips sont des fixations importantes faites de plastiques ou métaux avec des fonctions automobiles et non-automobiles. Ils ont plusieurs designs mais offrent des solutions plus directes. Dans la fabrication de pièces automobiles, ils sont applicables pour positionner ou maintenir différentes pièces, incluant panneaux intérieurs, garnitures de portes ou pare-chocs en plastique (plastique). Les clips peuvent être réutilisables ou non-réutilisables.

Colliers (Clamps)

Les colliers sont des fixations automobiles courantes applicables pour maintenir des composants comme les durites et tubes attachés aux moteurs. Ils sont généralement métalliques, bien que quelques-uns puissent être en plastique. Ils ont un design classique et une vis applicable pour serrer la fixation, ce qui à son tour serre les composants.

Ressorts

Les ressorts sont des fixations métalliques comme clips à ressort, goupilles et rondelles qui exhibent une déformation élastique. En conséquence, ils fonctionnent pour créer de la tension entre deux composants automobiles.

Leur exhibition de déformation élastique assure une connexion sécurisée tout en permettant l'assemblage et le démontage faciles des pièces. Un exemple d'application de fixation à ressort dans l'industrie automobile est l'utilisation de clips en R pour prévenir la roue de sortir de l'extrémité de l'arbre.

Goupilles (Pins)

Les goupilles de fixation peuvent maintenir les composants automobiles en place mais permettre un certain mouvement. Elles peuvent être en plastique et métaux et venir dans différents types.

Dans l'industrie automobile, les types courants incluent la goupille fendue (cotter pin) qui prévient le mouvement axial d'un arbre d'où leur utilisation dans les roues. Un autre exemple est la goupille de sécurité (lynchpin) utilisée dans les véhicules tout-terrain et la goupille d'attelage (clevis pin) utilisée dans le système de freinage du véhicule.

Fixations spéciales (Specialty Fasteners)

Ces types de fixations automobiles ont une conception spéciale qui les rend applicables à certaines industries, matériaux et applications. Dans la fabrication de pièces automobiles, elles sont applicables quand le fabricant de pièces a besoin d'une conception spéciale due à leur unicité en forme, composition de matériau ou application. Avant d'utiliser une fixation spéciale, il y a un besoin de tests pour s'assurer qu'elle performe bien.

– Fixations à montage en surface (Surface Mount Fasteners)

Ces fixations utilisent la technologie de montage en surface qui implique d'adhérer la fixation directement sur le pad de soudure sur la surface du circuit imprimé. La technologie de montage en surface élimine les dommages aux pièces automobiles pendant l'installation, améliore la vitesse d'assemblage et réduit les déchets/rebuts.

– Fixations par brochage (Broaching Fasteners)

Les fixations par brochage sont disponibles en goujon, écrou, entretoise, etc., pressées et attachées à des matériaux non-ductiles ou matériaux ductiles avec une dureté maximale d'aluminium. Elles ont une installation simple et sont applicables quand le montage en surface est inadapté.

– Fixations SI®

Les inserts SI® sont des fixations spéciales applicables pour joindre des pièces en plastique qui nécessitent un filetage fort et permanent. De plus, elles sont applicables quand l'unité nécessite un assemblage et démontage fréquents.

L'importance du serrage correct des fixations automobiles

Choisir les bons types de fixations automobiles est très important. Cependant, en plus du choix, le serrage correct de la fixation est critique dans sa fonction.

Il y a plusieurs instances où le serrage devient important. Par exemple, un serrage incorrect dans le moteur peut causer le desserrage des boulons, empêchant la voiture de démarrer. En plus, un serrage incorrect des fixations dans les freins des véhicules peut augmenter le risque d'accidents.

En raison du risque associé, choisir la bonne fixation est critique car le mauvais couple de fixations peut sévèrement impacter la performance du véhicule ou mener à des dommages aux pièces.

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Choisir les bons types de fixations automobiles est un processus critique. En conséquence, les fabricants de pièces automobiles ont besoin d'un fabricant de fixations automobiles fiable. Chez RapidDirect, nous pouvons vous aider à fabriquer différents types de fixations automobiles et aérospatiales pour le prototypage ou les produits finis selon vos exigences.

Notre équipe d'ingénierie est hautement expérimentée dans les différents procédés de fabrication de fixations automobiles, comme l'usinage CNC, la fabrication de tôle et l'impression 3D, et peut répondre à vos questions ou fournir des suggestions de conception pour votre design. Nous pouvons fabriquer des fixations automobiles en plastique et métalliques de très haute qualité et haute précision garantissant le bon fonctionnement d'un véhicule. Téléchargez votre design aujourd'hui et obtenez des devis instantanés et une analyse DfM gratuite.

Bonus : Comment éliminer les risques de desserrage des fixations automobiles

En raison du risque de performance du véhicule/pièce ou de la tendance aux accidents, il est important de s'assurer que les fixations sont bien serrées. Voici plusieurs façons d'éliminer les risques de fixations automobiles desserrées.

Choisir un matériau robuste

Le choix du matériau joue un rôle énorme dans les propriétés et l'application de la fixation automobile. En conséquence, vous devriez vous assurer de choisir un matériau solide avec les propriétés nécessaires pour maintenir les deux pièces automobiles ensemble efficacement.

Par exemple, les fixations automobiles faites de fer, aluminium et autres métaux sont fortes et durables. Cependant, les fixations automobiles en plastique comme le vinyle ont moins de durabilité mais sont plus remplaçables.

Faire une évaluation préalable

Évaluer le but de la fixation vous permettrait de réduire les coûts de main-d'œuvre et de réparation. Vous devriez vous assurer que les propriétés du matériau correspondent à l'application de la fixation. Par exemple, ce serait un gaspillage de capital d'utiliser des fixations automobiles métalliques dans des pièces remplaçables.

Tester le couple

Le couple désigne la force de rotation appliquée à une fixation qui aide à serrer la fixation. Il est important de tester le couple pour réduire la chance de desserrage.

– Test couple-tension

Cela implique l'utilisation de machines comme un Calibrateur de tension de boulon Skidmore-Wilhelm pour mesurer le couple requis pour atteindre une tension spécifiée.

– Test de surface d'appui

Le test de surface d'appui déterminera comment la surface et la rugosité affectent la friction.

– Coefficient de friction

Ce test mesurera la résistance cinétique et statique d'une surface traînée sur une autre.

Conclusion

Les fixations sont un composant crucial pour joindre deux pièces automobiles ensemble. Donc, elles aident au fonctionnement et à l'assemblage des pièces automobiles. Les fixations ont plusieurs types et designs basés sur leurs matériaux de composition et fonctions. Cet article a discuté des différents types de fixations utilisés dans l'industrie de fabrication de pièces automobiles, leurs fonctions et leurs applications possibles. Avez-vous une question sur la fabrication de fixations automobiles ? Contactez-nous aimablement.

FAQ

Quels sont les 3 principaux types de fixations filetées ?

Les trois principaux types de fixations filetées sont les boulons, les vis et les goujons. Les boulons à tête hexagonale sont les fixations les plus courantes utilisées dans l'industrie automobile.

Combien de fixations a une voiture ?

Une automobile a environ 3 500 fixations.

Quel est le matériau le plus résistant pour la fabrication de fixations ?

Le matériau le plus résistant pour la fabrication de fixations comme les vis et boulons est le titane. En raison de sa durabilité, il est principalement utilisé dans des applications lourdes comme les industries aérospatiale et médicale.