Les attaches sont des dispositifs mécaniques essentiels dans la fabrication et la fabrication de pièces métalliques, notamment pour l'assemblage et la fixation de divers objets. Ce matériel permet de relier différentes parties ensemble, créant ainsi une connexion sécurisée. Ils contribuent à simplifier la fabrication de structures et d'assemblages complexes en assemblant différentes pièces sans compromettre l'intégrité structurelle, la durabilité et la fonctionnalité de chaque composant.
Ce guide explore les différents types de fixations, leurs applications, les options de matériaux et les finitions de surface appropriées qui améliorent leurs performances. De plus, nous avons discuté des détails complexes à prendre en compte avant de sélectionner les types de fixations adaptés à vos besoins de fabrication.
Qu'est-ce qu'une fixation ?
Une attache est un matériel qui relie ou sécurise deux ou plusieurs objets ensemble. Les fixations sont essentielles dans la fabrication de pièces métalliques, car elles jouent un rôle essentiel pour garantir l'intégrité structurelle et l'assemblage efficace des pièces. Ce dispositif mécanique se présente sous différentes formes et tailles, telles que des vis, des boulons, des écrous, des rivets et des broches, offrant des applications spécifiques à la fabrication de pièces.
Cependant, le principal avantage des fixations est qu'elles facilitent le montage et le démontage de structures grandes et complexes en assemblant diverses pièces individuelles. Ils aident à créer une connexion mécanique sécurisée lorsqu’ils joignent différentes pièces ensemble.
Différents types de fixations
Les machinistes et les équipementiers utilisent différents types de fixations pour assembler diverses pièces. Bien que certaines de ces fixations puissent être utilisées de manière interchangeable à des fins similaires, d’autres ont des utilisations plus spécifiques. Cette section traite des différents types de fixations utilisées dans la fabrication et la fabrication de pièces.
Des vis
Les vis sont le type de fixation le plus courant pour sécuriser les connexions entre deux pièces métalliques. Cette attache filetée ressemble à un clou, avec un filetage sur tout le corps et une tête de différentes formes. Contrairement à de nombreux autres types de fixations, les vis peuvent fonctionner seules sans nécessiter d'autre matériel qu'un tournevis nécessaire pour les enfoncer dans le trou prévu.
Ces attaches mécaniques sont très polyvalentes et durables, même si elles peuvent nécessiter que le machiniste taraude d'abord le trou pour créer le filetage avec lequel il s'emboîtera pour réaliser le joint. Cependant, certaines vis sont dotées de capacités autotaraudeuses ou autotaraudeuses, ce qui garantit qu'elles nécessitent peu ou pas de pré-taraudage. Les vis conviennent à de vastes applications, notamment l'automobile, la métallurgie, la menuiserie et l'assemblage électronique.
Les types typiques de vis utilisés dans la fabrication de pièces sont les suivants :
- Vis tire-fond hexagonales – convient au travail du bois et aux applications lourdes
- Vis mécaniques – pour assembler des composants de machines
- Vis à tôle – pour les fabrications en tôle, capable de pénétrer facilement dans les tôles.
Boulons
Les boulons sont un autre type courant de fixations, semblables aux vis, car ils possèdent tous deux un filetage externe mâle à la base. Les non-experts peuvent à tort qualifier les boulons de vis et vice versa. Cependant, il s’agit de deux types différents, plus rapides, la principale distinction étant que les boulons nécessitent une autre fixation – l’écrou – pour créer une connexion sécurisée. De plus, les boulons ont tendance à avoir une tête plate ou arrondie sans marquage sur le dessus, car ils ne nécessitent pas de tournevis.
Les boulons sont mieux adaptés aux applications nécessitant une résistance et des capacités de charge plus élevées, telles que l'assemblage de grosses machines et les travaux de construction. Contrairement aux vis, les boulons ne nécessitent pas de filetage des composants qu'ils relient, car ils se verrouillent simplement dans l'écrou, sécurisant ainsi la pièce qu'ils relient.
Les exemples courants de boulons utilisés dans la création de pièces sont les suivants :
- Boulons à tête hexagonale: comportent une tête hexagonale qui offre une prise facile, favorisant une fixation facile.
- Boulons à double extrémité : ont un filetage à double extrémité qui peut s'emboîter avec des écrous appropriés.
- Boulons de culasse de chariot: présente une tête de forme convexe. Ils sont souvent utilisés pour les applications de menuiserie.
- Boulons à œil: avoir une extrémité avec une ouverture ressemblant à un œil.
Êcrous
Comme mentionné précédemment, les écrous agissent souvent par paire pour un boulon de taille, de forme et de filetage similaires. Il s'accouple avec un boulon, ou parfois une vis, car il crée un joint sécurisé qui maintient les pièces ensemble. Comme les boulons, les écrous se présentent sous différentes formes et conceptions, les plus courants étant les écrous hexagonaux et à souder.
- Alors que les boulons et les vis comportent un filetage externe, les écrous possèdent des filetages internes qui contribuent à augmenter le couple et à créer une prise appropriée, formant ainsi un joint sécurisé avec le boulon ou la vis. Par conséquent, le système de fixation par boulons et écrous relie efficacement deux pièces sans aucun filetage interne à l'intérieur. Le machiniste doit simplement s'assurer qu'il y a un trou dans les pièces et qu'elles sont alignées pour permettre au boulon et à l'écrou de se lier.
Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des types d'écrous utilisés dans la fabrication de pièces :
- Écrous hexagonaux: de forme hexagonale et adapté pour créer une connexion sécurisée avec des boulons hexagonaux
- Écrous d'accouplement: Ils sont destinés aux zones de fixation qui sont généralement difficiles à atteindre.
- Écrous à souder: Ceux-ci sont utilisés pour créer un lien sécurisé avec de longs boulons filetés.
Rivets
Les rivets sont des attaches permanentes, créant des connexions irréversibles, contrairement aux autres types de fixations dont nous avons parlé jusqu'à présent. Ce sont les fixations permanentes incontournables à des fins automobiles et manufacturières. Ils sont légers et comportent des tiges lisses sans filetage. Ils sont cylindriques, ressemblant à des boulons et des vis, comportant une tête et une queue distinctes. Cependant, ils unissent les matériaux entre eux grâce à la déformation de leur extrémité, créant ainsi une connexion sécurisée.
Les types de rivets standards incluent :
- Rivets pleins
- Rivets aveugles
- Rivets tubulaires, etc.
Rondelles
Les rondelles sont une autre fixation unique, souvent utilisée avec des boulons et des écrous pour assurer une répartition plus uniforme de la charge, évitant ainsi les dommages car elles fournissent un lien sécurisé. Les rondelles sont des plaques minces, percées d'un trou en leur centre pour garantir qu'elles ressemblent à un disque. Ils servent d'entretoise entre les boulons et les écrous, d'amortisseur de vibrations et réduisent les frottements. De plus, ils peuvent contribuer à protéger les pièces en empêchant tout contact direct, comme les autres fixations conventionnelles.
Exemples de rondelles
- Rondelles plates
- Laveuses de quai
- Rondelles plates
Autres types de fixations
Outre les fixations plus sophistiquées décrites, il existe d'autres types de fixations utilisées pour créer une connexion sécurisée entre deux composants.
Ongles
Les clous sont le dispositif de fixation le plus ancien utilisé dans les applications manufacturières, de construction et domestiques. Ils constituent la base des fixations les plus sophistiquées. Il n’est donc pas étonnant que les boulons et les vis ressemblent à des clous. Cependant, ils sont plus faciles à utiliser sans filetage ni outillage sophistiqué. Au lieu de cela, les clous nécessitent une force de cisaillement, souvent avec un marteau, pour enfoncer les clous dans les composants que vous souhaitez assembler.
Épingles
Il s'agit de fixations cylindriques permettant d'aligner et de maintenir les composants ensemble. Les exemples incluent les axes de chape, les goupilles et les axes coniques. Comme les rondelles, les broches sont des fixations supplémentaires, souvent utilisées en combinaison avec d'autres fixations telles que des vis, des boulons et des rivets, où elles contribuent à garantir un alignement, un positionnement et une stabilité accrus lors de l'assemblage des pièces.
Ancres
Ces attaches indiquent leur nom et remplissent des fonctions similaires à celles des ancres de navire. Ils sont utilisés pour attacher des objets à des matériaux faibles ou faciles à casser, tels que les cloisons sèches, le plafond ou le béton. Ils aident à créer une prise sûre et une languette de préhension entourant l'environnement. Ils peuvent être dotés d'un filetage interne ou externe.
Matériaux utilisés pour fabriquer une attache
Les fixations sont souvent fabriquées à partir de matériaux durs, principalement des métaux et des alliages comme l'acier, l'aluminium, le laiton, etc. Les machinistes doivent s'assurer de sélectionner une fixation robuste qui correspond à l'application prévue de la pièce usinée, car le choix de la fixation peut également influencer sa résistance. , résistance à la corrosion et autres propriétés mécaniques.
Acier
L'acier est le matériau de fixation le plus courant en raison de sa haute résistance et de sa durabilité. Cependant, cet alliage a différentes qualités, en fonction du rapport teneur en carbone/fer, modifiant ses propriétés physiques, mécaniques et chimiques. De plus, ces caractéristiques, en particulier la solidité et la résistance à la corrosion, peuvent être améliorées grâce à diverses finitions de surface et traitements thermiques, renforçant ainsi leurs attributs en tant que fixations métalliques.
Aluminium
L'aluminium est le matériau le plus courant pour la fabrication de métaux en raison de sa légèreté, de sa résistance considérable et de sa polyvalence. En outre, les alliages d'aluminium ont de bonnes propriétés conductrices et un attrait esthétique, ce qui les rend adaptés à de vastes applications, notamment dans le domaine de l'électronique et des fabrications nécessitant un bon attrait visuel. La faible densité de l'aluminium en fait un excellent choix pour les spécifications de légèreté. De plus, les équipementiers peuvent choisir de renforcer l'alliage en le combinant avec d'autres alliages appropriés comme le cuivre et le magnésium pour améliorer ses caractéristiques mécaniques et son adéquation à des applications spécifiques.
Acier Inoxydable
Comparé à l'acier au carbone et à d'autres alliages d'acier, l'acier inoxydable contient beaucoup moins de carbone et de fer, avec une augmentation de différents éléments comme le chrome et le nickel. L'inclusion de ces matériaux garantit un alliage plus résistant, capable de résister à la corrosion et à d'autres environnements difficiles. Quoi qu’il en soit, l’acier inoxydable possède une résistance incroyable, ce qui en fait un bon choix pour créer des jeûneurs. Ils garantissent l’intégrité structurelle des pièces qu’ils assemblent, garantissant ainsi qu’elles conviennent à de vastes applications.
Laiton
Les fixations en laiton ne sont pas aussi courantes que celles en acier et en alliages d'aluminium. Cependant, ils offrent également une excellente résistance à la corrosion, une conductivité électrique et un attrait esthétique. La combinaison de ces caractéristiques les rend adaptés aux applications décoratives et électriques. Les attaches en laiton conviennent à l'électricité et à la plomberie en raison de leur malléabilité et de leur aspect attrayant.
Titane
Comme l'aluminium, les fixations en titane sont légères, très résistantes et résistantes à la corrosion. Ils sont également moins courants mais conviennent à des applications difficiles telles que l'aérospatiale, les implants médicaux et les environnements marins en raison de leurs propriétés uniques. Les alliages de titane offrent un rapport résistance/poids exceptionnel, ce qui les rend idéaux pour les spécifications légères sans compromettre la résistance. De plus, ils sont biocompatibles, ce qui rend les attaches en titane adaptées à la création d'instruments médicaux et chirurgicaux.
Plastique
Les applications des fixations ne se limitent pas aux seuls métaux. Les fabrications en plastique nécessitent celles en plastique et autres polymères appropriés. Les attaches en plastique sont légères, non conductrices et résistantes à la corrosion et aux produits chimiques, ce qui les rend excellentes pour les applications où les attaches métalliques ne sont pas idéales. Ils sont couramment utilisés en électronique, où leurs propriétés isolantes sont essentielles. Ils conviennent également à d’autres applications telles que l’automobile et la fabrication de biens de consommation en raison de leur faible coût et de leur polyvalence.
Finitions de surface standard pour les fixations
Généralement, la plupart des fixations utilisent des matériaux dotés d'excellentes propriétés mécaniques, physiques et chimiques. Cependant, une mauvaise manipulation et une exposition à des environnements difficiles peuvent entraver certaines de ces fonctionnalités, réduisant ainsi leur efficacité et leur durabilité. Par conséquent, nous recommandons aux machinistes d’appliquer une finition de surface appropriée pour améliorer les performances globales des fixations, renforçant ainsi la connexion entre les pièces qu’elles joignent.
Ci-dessous, nous discutons de certaines des finitions de surface standard pour les fixations.
Revêtement en zinc
Le revêtement des fixations métalliques avec une couche de zinc utilise le procédé de galvanisation, qui augmente considérablement la résistance à l'oxydation de ces fixations tout en améliorant leur esthétique. Cette finition de surface convient aux fixations telles que les boulons, les écrous et les vis utilisés dans les applications automobiles, aérospatiales, de fabrication générale et marine.
Revêtement nickelé
Le nickel est l'un des constituants de l'acier inoxydable qui élève davantage sa résistance à la corrosion que l'acier au carbone. Par conséquent, tout comme le revêtement de zinc, le revêtement de nickel peut contribuer à améliorer les propriétés chimiques des fixations, les rendant plus durables et améliorant leur aspect visuel.
Revêtement d'oxyde noir
Le revêtement des fixations avec de l'oxyde noir augmente leur pouvoir lubrifiant, les rendant plus adhésifs aux peintures. L'application de peintures peut alors augmenter encore la résistance à la corrosion de la fixation. La finition donne à l'attache une finition noire décorative, rendant l'ensemble du produit plus esthétique.
Anodisation
Il s'agit d'un processus chimique qui recouvre la surface de la fixation avec un oxyde de métal, tel que le revêtement de vis ou de boulons en aluminium avec de l'oxyde d'aluminium. Les revêtements d'oxyde sont généralement plus résistants à la corrosion et durables. En outre, l'anodisation permet différentes options de couleurs, permettant ainsi des fins d'embellissement.
Comment choisir le bon type de fixation
Comme nous l'avons vu précédemment, il existe différents types de fixations à des fins de fabrication. Cependant, comment savoir lequel est le mieux adapté à votre projet ? Cette section traite des facteurs qui doivent être pris en compte, vous permettant de sélectionner le type le plus approprié.
Application prévue
Le premier critère avant de sélectionner une fixation est son application prévue, notamment l'indication de sa résistance. Cela implique également de juxtaposer les spécifications de la fixation avec l'application globale du produit afin d'éviter de choisir une fixation susceptible de compromettre la durabilité de l'assemblage.
Comprendre les exigences des produits vous permettra de sélectionner un type ou un sous-type de fixation qui correspond le mieux aux spécifications. Par exemple, les vis conviennent mieux que les boulons pour les applications de menuiserie et pour les cloisons sèches et les appareils électriques. Alternativement, les boulons conviennent mieux aux projets avec des applications plus exigeantes et porteuses.
Type d'ouvrage
Un autre facteur critique à prendre en compte est le type de matériau. Vous ne pouvez pas utiliser d'attaches en plastique pour la fabrication de métaux. N'oubliez pas que les fixations en acier sont les plus courantes en raison de leurs incroyables caractéristiques mécaniques et de leur résistance. Cependant, lorsque vous travaillez avec des composants en aluminium, en particulier avec des spécifications légères, il est préférable de s'en tenir aux fixations en aluminium. De plus, les fixations en acier inoxydable ou en titane seront mieux adaptées aux applications dans des environnements difficiles, de sorte que des facteurs tels que la corrosion ou les réactions chimiques ne compromettront pas l'intégrité de l'assemblage.
Type de filetage et méthode d'installation
Le machiniste doit évaluer la méthode d'installation et l'accessibilité pour garantir la sélection du type plus rapide le plus approprié pour le produit prévu. Par exemple, la présence ou l'absence d'un trou fileté dans la pièce peut déterminer le type de vis ou de boulons que vous sélectionnez. En fait, lorsqu'il n'y a pas de filetage et que la vis à laquelle vous avez accès n'est pas auto-taraudeuse, vous devrez peut-être vous en tenir aux boulons et aux écrous pour créer un joint sécurisé.
De plus, concernant le filetage, les filetages grossiers assurent souvent un assemblage rapide des pièces, ce qui suggère qu'en filetage fin, cela prend plus de temps. Cependant, des filetages plus fins signifient une plus grande interaction avec les pièces ou les écrous, comme dans les boulons, garantissant ainsi un verrouillage et une connexion plus sécurisés.
Esthétique
L’esthétique et l’aspect visuel de la fixation sont également des critères essentiels à considérer, notamment pour les applications qui nécessitent un bon esthétisme. Il s'agit notamment de meubles, d'appareils électroniques grand public et d'installations architecturales. Le machiniste doit s'assurer de sélectionner une fixation suffisamment bonne pour améliorer encore l'attrait visuel du produit.
D'autres facteurs à prendre en compte lors de la sélection des fixations incluent le coût et la disponibilité. Les machinistes doivent s'assurer qu'ils sélectionnent une fixation qui ne dépassera pas le coût total de fabrication tout en en choisissant une qui sera facilement disponible.
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Pour aller plus loin
La sélection d'une fixation appropriée est essentielle pour obtenir un assemblage de fabrication et de fabrication de pièces sûr, durable et efficace. Chaque fixation présente des avantages et des applications uniques. Par conséquent, les machinistes et les équipementiers doivent comprendre les différents types de fixations pour identifier celle qui convient le mieux au projet. La compatibilité des matériaux et l’esthétique doivent être prises en compte pour garantir des résultats optimaux et une durabilité du produit.
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