Comment est fabriquée une vis à métaux ?

La demande de vis ne montre aucun signe de ralentissement, mais d'où vient-elles et comment sont-elles fabriquées ?

Le monde consomme des fixations à un rythme incroyable. Plus de 2,5 millions de fixations sont intégrées à chaque Boeing 747, et à mesure que la science et la technologie se développent, la demande mondiale de fixations filetées augmente également. Le processus de fabrication des vis évolue continuellement dans le but de rester rapide, efficace et en avance sur la courbe ; mais au fond, le processus de fabrication des vis n'a guère évolué au cours des 300 dernières années. Les vis peuvent être conçues avec d'innombrables permutations, y compris des types de tête et d'entraînement spécialisés, des pas fins, des pas grossiers, des filetages à droite ou à gauche, et des pointes plates ou des points de cardans, pour n'en nommer que quelques-unes. Les étapes spécifiques des processus de fabrication peuvent être aussi variées que les vis elles-mêmes, mais dans le monde moderne, la fabrication des éléments de fixation peut généralement être divisée en deux techniques qui diffèrent par l'usinage utilisé pour former les filetages : les vis filetées et les vis filetées.

Histoire

Les premières vis à métaux à métaux ont été une avancée majeure dans l'ingénierie contemporaine. Cette innovation a ajouté des dents hélicoïdales à la formule éprouvée des ongles et a créé une fixation industrielle inégalée. Les vis étaient particulièrement populaires dans la fabrication d'armes à feu, en raison de leur capacité à résister au desserrage sous les vibrations rencontrées lors des tirs. En comparaison, des composants tels que des clous pourraient (et allaient) simplement tomber après une période d'utilisation, provoquant un ratage de tir ou même une chute en plein combat. Les premières vis étaient fabriquées à partir de clous et laborieusement sculptées à la main. Cette méthode de production a entraîné une production lente, une qualité médiocre et aucune vis n'était jamais identique.

Avec des vis très demandées, des inventeurs de toute l'Europe ont essayé de créer des engins pour mécaniser le processus de fabrication des vis. Ces efforts ont conduit au développement d'une machine par Job et William Wyatt en 1760, capable de couper de manière autonome environ 10 vis uniformes par minute. Alors que de nombreux tours à vis spécialisés ont été développés par des fabricants de vis individuels tout au long du XVIIIe siècle, la fraise à vis des frères Wyatt est largement considérée comme l'un des tout premiers exemples de production de masse automatisée. Depuis les années 1700, la conception et la production de fixations ont connu des avancées significatives et n'ont cessé de se développer pour améliorer la polyvalence, la qualité et l'efficacité de la production de fixations.

Pour ceux qui souhaitent plus d'informations sur l'histoire des machines à visser, nous recommandons ce livre sur le sujet qui propose une sélection de dessins techniques et de schémas montrant des machines anciennes : Histoire de l'industrie des boulons et écrous

Design de fixation

Différentes normes de fabrication sont utilisées pour spécifier différentes zones de la vis, ce qui fait de presque chaque vis une combinaison modulaire de différentes caractéristiques. Par exemple, une taille et un pas de filetage métriques sont définis par ISO 261, mais une tête fraisée sur la même vis serait définie par une autre norme, telle que ISO 10642 - vis à tête fraisée à six pans creux, le matériau de cette vis peut être défini par ISO 3506. Plusieurs normes sont utilisées pour définir les attributs de n'importe quelle vis et peuvent définir n'importe quoi, y compris la taille du filetage, le type de tête, le type d'entraînement, le matériau et la finition.

Matières premières

Presque toutes les vis commencent leur vie sous forme de barre ou d'une bobine continue de fil métallique. Le fil enroulé est utilisé pour des tailles plus petites car il est plus facile à transporter et peut être introduit en continu dans une machine, mais pour des tailles beaucoup plus grandes, les vis doivent être découpées dans une barre pleine. La bobine de fil est lubrifiée et chauffée pour augmenter la maniabilité, et est introduite dans une machine à redresser pour s'assurer qu'il n'y a pas de désalignement dans le produit final. Une fois redressé, le fil est coupé à la longueur souhaitée, et une série de matrices sont utilisées pour perforer progressivement un contour de la forme de la tête de la vis et créer un chanfrein à la pointe de la vis. Cette étape est connue sous le nom de formage à froid et produit une « ébauche » - un gabarit de vis lisse et sans caractéristique, sans filetage ni incision dans la tête.

Découpe d'entraînement

Le processus de fabrication d'un entraînement à vis dépend du type de tête et d'entraînement. Pour certains types d'entraînements et de têtes sans entraînement, cette étape n'est pas nécessaire, car elle est effectuée pendant le formage à froid. Pour un lecteur à fente commun et certains lecteurs Phillips, la rainure est coupée par un processus secondaire.

Roulement de fil

Les

ébauches de vis sont ensuite introduites dans des filières de filetage, qui peuvent former un filetage de plusieurs façons. La méthode la plus courante est une matrice à mouvement alternatif, dans laquelle la vis est roulée à une pression extrêmement élevée entre deux matrices plates, dont l'une reste immobile. Ce processus imprime le filetage sur la vis et peut produire des centaines de vis par minute. D'autres méthodes comprennent des matrices cylindriques, où une vis est introduite dans une paire (ou trois) de matrices cylindriques qui tournent dans une position fixe, ou des matrices planétaires rotatives, où plusieurs matrices cylindriques roulent autour d'une vis fixe. Les vis produites par laminage de filetage sont de loin supérieures aux vis découpées à la machine, car l'ébauche n'est pas coupée pendant la fabrication, mais est compactée et renforcée par les matrices. Les vis filetées laminées Accu ont une finition supérieure, une dureté de surface accrue, génèrent moins de déchets, sont plus précises et sont nettement plus rapides à produire que les alternatives découpées à la machine.

Découpe de fil

Pour la production de vis personnalisées à faible volume, la coupe de la tige puis des filets en matériau de barre peut offrir un moyen plus économique de produire des fixations personnalisées. Il y a un accord avec cette technique : les filetages sont généralement 30 % plus faibles que la technique laminée, mais lorsque de courtes séries de vis sur mesure sont nécessaires, il s'agit d'une alternative qui mérite d'être envisagée. Cette technique offre également des possibilités intéressantes en termes d'utilisation de tours CNC de précision pour marquer des fixations avec de minuscules motifs et logos.

Contrôle de la qualité

Après la fabrication, un échantillon de lot est sélectionné pour inspection, afin de s'assurer que tous les produits ont été fabriqués conformément aux spécifications. L'équipement de métrologie numérique est utilisé pour garantir que tous les composants respectent la tolérance générale de +0,13/-0,13 mm d'Accu sur toutes les dimensions. En raison de leur processus de laminage de filetage unique, les filets de vis roulés sont mesurés par rapport à une norme encore plus stricte de +0,00/-0,13 mm, car les filets roulés de précision ne doivent jamais être surdimensionnés. Pour plus d'informations sur les tolérances de filetage, consultez cet article : Présentation des tolérances de filetage métriques ISO

Regardez le processus de fabrication des vis

Nous avons sélectionné une sélection de vidéos de YouTube qui présentent une gamme de techniques de fabrication de vis mécaniques. Cette vidéo montre la tête forgée à froid et le processus de filetage subséquent.

Cette vidéo montre la technique du volume beaucoup plus faible consistant à réaliser une vis sur un tour manuel :

Nous espérons que cet article vous a plu. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à poster un commentaire et nous serons ravis de vous aider.