Vis de fixation

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Différentes sortes de vis.

Une vis de fixation (appelée communément vis) est un organe mécanique, constitué d'une tige filetée et d'une tête, destiné à réaliser la fixation d'une ou de plusieurs pièces par pression sur celle(s)-ci.

La fixation par vis crée une liaison complète, rigide et démontable.

[modifier] Origines historiques

Les premières apparitions connues d'un organe mécanique utilisant une surface hélicoïdale remontent à la vis d'Archimède mais il s'agit d'une utilisation dynamique de type "hélice".

Il faut attendre la Renaissance pour commencer à voir des vis moyen de fixation, dans les horloges, les machines de guerre et d'autres constructions mécaniques.

Léonard de Vinci développe alors des méthodes pour leur usinage. Toutefois, elles continueront à être fabriquées à la main et sans normalisation, même après le début de la Révolution industrielle.

[modifier] Pourquoi des têtes plates, des têtes carrées et des têtes étoilées

Les vis sont fabriquées industriellement depuis le XIXe siècle. Les vis fabriquées au XIXe siècle avaient toutes des têtes plates. Au début du XXe siècle, pour éviter que le tournevis ne glisse sur la tête de la vis, le canadien Peter L. Robertson invente la vis à tête carrée. Au même moment, un américain invente la vis à tête étoilée pour résoudre le même problème.

La vis à tête carrée est très populaire au Canada alors que la vis à tête étoilée est très populaire ailleurs dans le monde. Cependant, aucun type de vis n'a su s'imposer complètement et on retrouve tous les types de vis dans tous les pays... au grand désespoir des bricoleurs!

[modifier] Classification fonctionnelle

Les vis de fixation se divisent en deux grands groupes selon le mode de pression :

les vis d'assemblage : la pression est exercée par la surface inférieure de la tête,
les vis de pression : la pression est exercée par l'extrémité.

note : on appelle extrémité la partie opposée à la tête (bien que la tête elle-même soit aussi une extrémité...)

[modifier] Vis d'assemblage

Ce sont les plus fréquentes. Elles traversent généralement les pièces pressées (la liaison est alors par obstacle pour une translation et deux rotations et par adhérence pour la rotation autour de l'axe de la vis et deux translations). La pièce réceptrice est équipée d'un trou taraudé. Les différentes vis se subdivisent selon la forme de l'extrémité, qui permet un plus ou moins bon guidage pour l'introduction dans le trou taraudé:

bout de roulage (RL) Fabrication courante, ne guide pas (le guidage, s'il existe, est un lamage dans la pièce réceptrice).

bout chanfreiné (CH) Le plus courant.

bout pilote tronçonique (PN) pour vissages automatiques.

bout pilote cylindrique (PY) pour vissages automatiques.

note: si la vis traverse toutes les pièces et assure la pression au moyen d'un écrou, on ne parle plus alors de vissage, mais de boulonnage, la vis et son écrou constituant un boulon.

[modifier] Vis à tête carrée ou hexagonale

Article détaillé : Vis à tête hexagonale.

[modifier] Vis six pans creux ou Hexagonale Creuse (CHC) (ou dite Allen ou encore "BTR".)

empreinte hexagonale

Longueurs des vis (L)
(tige entièrement filetée)
Longueur	M1,6	M2	M2,5	M3	M4	M5	M6	M8	M10	M12	(M14)	M16	(M18)	M20	(M22)	M24	M30	M36
L_min	2,5	3	4	5	6	8	10	12	16	20	25	25	30	30	35	?	40	45
L_max	16	16	20	20	25	25	30	35	40	50	55	60	60	70	70	80	100	110

Article détaillé : Clef Allen.

[modifier] Vis tête fendue

[modifier] Vis métaux à tête cruciforme

Vis cruciforme

[modifier] Vis à métaux à six lobes internes (ou Torx)

Article détaillé : clé Torx.

[modifier] Vis de pression

Article détaillé : Vis de pression.

[modifier] Vis à tôle et autotaraudeuse

Article détaillé : Vis à tôle.

[modifier] Autres vis autotaraudeuses

La pièce réceptrice comporte un trou non fileté (appelé avant-trou), voire aucun trou. Le filetage de la vis et son extrémité sont adaptés pour réaliser le taraudage à la première utilisation (extrémité pointue, filetage conique en bout, filet tranchant, etc). Dans ce groupe on trouve :

les vis à bois traditionnelles et les VBA (Vis à Bois et Aggloméré) qui tendent à les remplacer ;
les vis à plâtre ("vis trompette").

On trouve aussi des vis auto-perforantes (le bout est un mini foret), ou munies d'une goujure longitudinale à la manière des tarauds pour le dégagement des copeaux, etc. Ces vis ne font pas pour l'instant l'objet d'une norme.

[modifier] Classification selon les têtes

La tête de la vis est un élément fonctionnel indispensable pour les vis d'assemblage, puisque c'est cette partie qui assure la pression, ce qui n'est pas le cas des vis de pression, qui bien souvent n'ont pas de tête. Toutefois, la tête assure une deuxième fonction non négligeable : permettre l'application d'un couple pour la mise en pression, au moyen d'un outil approprié : tournevis ou clef.

a:fendue; b:Phillips; c:Pozidriv; d:Torx; e:BTR; f:carré Robertson; g:Tri-wing; h:Torq-set; i:Snake-eye

Les formes choisies vont déterminer les différents types d'entraînement :

Entraînement externe :
- Hexagonal (construction mécanique) : H
- Cylindrique (construction mécanique) : C
- Six lobes externes (vis de bandages)
Empreinte :
- Six pans creux (construction mécanique) dite "BTR" : HC
- Six lobes internes (vissage automatique) dite "Torx" : X
- Cruciforme (vissage automatique) dite "Pozidriv" : Z
- Cruciforme dite "Phillips" : H
- Fente (tournevis : grand public)
- Fente (pièce de monnaie : grand public) : S
- Encoche (usage particulier)
- Carré dite "Robertson" : Q
- TooSpeed : TS (accepte 5 tournevis : Fendu, Cruciforme, Pozidriv, Carré et TooSpeed)
Multi-entrainement :
- Hexagonal fendu : HS
- Six pan creux fendu : HCS
- Cruciforme fendu : ZS
- Six lobes fendu : XS

[modifier] Normes

[modifier] Désignation normalisée

Article détaillé : Désignation des vis.

[modifier] Représentation

Il ne serait pas raisonnable de représenter une vis en respectant les mêmes règles que pour les autres pièces. Le dessin ci-contre réalisé par ordinateur montre le résultat : non seulement cela prend énormément de temps, mais de plus dans le cas courant des vis de petite taille cela devient illisible.

Représentation réaliste d'une vis

représentation en vigueur en 1927

Représentation normalisée d'une vis

En dessin technique, la vis est représenté de manière normalisée. La convention utilisée représente le creux du filet par une ligne fictive (trait continu fin) situé du côté de la matière. Un trait fort traversant la tige indique la position du dernier filet complet, équivalent à une surface de butée contre laquelle s'arrêtera l'écrou. (Ici, une vis à tête hexagonale)

[modifier] Utilisation

[modifier] Généralités

Les vis sont utilisées pour :

L'assemblage par réunion d'au moins deux pièces, une pièce pouvant faire office d'écrou en incluant le taraudage.
L'assemblage par pression, la vis est alors utilisée en "vis de pression".
L'arrêt d'une pièce, elle sert de butée.
Le guidage en rotation ou en translation.
Le réglage de position (vernier)...

[modifier] Dimensionnement

Pour chaque utilisation, et plus spécialement pour les vis d'assemblage le dimensionnement sera pris en compte dès la conception de l'assemblage. L'inventaire et le niveau des contraintes permet de déterminer les dimensions minimales en fonctions des matériaux en jeu. On oublie vite que cet organe mécanique tellement banal coûtant parfois moins d'un centime (0,01€) est en fait une pièce vitale.