Le processus de serrage en pratique : la meilleure technique pour votre application
Dans tous les secteurs, un assemblage vissé fiable est essentiel pour la sécurité et la longévité des produits. Mais quel processus de serrage est le mieux adapté à des applications spécifiques dans l'industrie automobile, la construction mécanique ou l'électrotechnique, par exemple ? Dans cet article, nous présentons des exemples pratiques de différentes technologies de vissage et vous aidons à choisir la méthode optimale.
Pourquoi le bon processus de serrage fait la différence
Chaque assemblage vissé doit résister à certaines contraintes. Les phénomènes de tassement, les variations de frottement et les conditions ambiantes changeantes peuvent influencer la force de serrage. Un mauvais choix de processus de serrage peut conduire à des assemblages desserrés ou surchargés - avec des conséquences coûteuses.
Les processus de serrage et leurs applications pratiques
Le procédé à couple contrôlé est souvent utilisé dans la production en série, car il est facile à mettre en œuvre et très répandu. Dans ce cas, la vis est serrée avec un couple défini. Dans les processus de vissage automatisés, la méthode de serrage ne constitue toutefois qu’une partie du processus global. Pour obtenir des temps de cycle stables et des déroulements reproductibles, la séparation des vis doit également être adaptée de manière fiable à l’application concernée.
Dans le cas de la méthode de l'angle de rotation, la vis est d'abord serrée avec un couple de départ d'angle de rotation et ensuite tournée d'un angle de rotation défini. Ce procédé permet d'obtenir une force de précontrainte plus précise et plus répétable.
Dans le cas du serrage contrôlé par la limite d'élasticité, la vis est chargée juste avant sa limite d'élasticité afin d'obtenir une force de précontrainte optimale.
Les méthodes adaptatives telles que le DEPRAG Clamp Force Control (CFC) garantissent une force de serrage plus constante dans des conditions de montage variables. Cela permet de minimiser les erreurs de montage et de sécuriser les processus.
1. Serrage au couple : le standard pour de nombreuses applications
Avantages:
- applicable à pratiquement tous les cas de vissage
- grandeur de commande facilement mesurable
- contrôle de la grandeur de commande encore possible après le montage
- relativement peu de frais d'équipement (outils de vissage simples)
Invonvénients:
- généralement grande dispersion de la force de précontrainte (erreur dans l'estimation des coefficients de frottement, dispersion des coefficients de frottement, précision de la déconnexion)
- Surdimensionnement de la vis nécessaire (sécurité)
2. Serrage contrôlé par l'angle de rotation : exploite la vis au maximum
Les avantages:
- force de précontrainte de montage la plus élevée possible (hyperélastique)
- dispersion relativement faible de la force de précontrainte
- pas de surdimensionnement de la vis nécessaire
- dépenses d'équipement relativement faibles (outils de vissage simples)
- minimise les influences des variations de frottement et assure une plus grande sécurité du processus.
Inconvénients:
- nécessité d'un allongement suffisant de la vis
- réutilisation limitée de la vis (surélasticité)
- contrôle ultérieur du résultat du montage impossible
- possibilité d'erreurs de mesure, par ex. en cas de vis trop dures ou trop molles
- détermination expérimentale coûteuse de la prescription de montage
3. Serrage contrôlé par la limite d'élasticité : utilisation maximale du matériau dans la zone élastique
Les avantages:
- force de précontrainte de montage la plus élevée possible (élastique)
- dispersion relativement faible de la force de précontrainte
- pas de surdimensionnement de la vis nécessaire
- montage fiable même pour les vis courtes
- possibilité de répéter le montage
- sécurité maximale et efficacité du matériel, car la vis est utilisée de manière idéale.
Invonvénients:
- contrôle ultérieur du résultat du montage impossible
- erreurs de mesure possibles (par ex. Ã cause de rondelles ou de joints souples)
- très grande complexité de la technique de mesure (système de vis contrôlé nécessaire)
Plus d'informations sur le serrage contrôlé de valeur limite
4. DEPRAG Clamp Force Control (CFC) : la solution intelligente pour des conditions variables
Les avantages:
- sécurité maximale du processus en cas de conditions de montage changeantes
- Compensation des variations de frottement
- Prévention des erreurs de montage grâce à la surveillance en temps réel
- possibilité de répéter le montage
- idéal pour les matériaux et les cas de vissage exigeants
Invonvénients:
- coûts d'acquisition plus élevés
- détermination plus complexe des paramètres de montage
5. Vissage par contrôle de friction : Contrôle des filetages et des engrenages
La méthode du coefficient de frottement ne sert pas en premier lieu au montage, mais au contrôle des filetages ou à la vérification de la souplesse des engrenages. Il mesure les couples de frottement générés et permet de tirer des conclusions sur la qualité et la fonctionnalité des composants.
Les avantages:
- Garantie de la qualité de filetage requise ou de la souplesse de fonctionnement des engrenages.
- Détection précoce des défauts de fabrication
- Amélioration de la qualité des processus
Inconvénients:
- coûts d'acquisition plus élevés
Quelles questions faut-il se poser avant de choisir une méthode de serrage ?
Le choix d’une méthode de serrage appropriée ne commence pas par l’outil de vissage, mais par l’application de vissage elle-même. Les principales exigences de l’assemblage doivent être définies dès les phases de conception et de planification.
Les questions suivantes peuvent aider à orienter le choix :
| Question | Importance |
|---|---|
| Quelle force de serrage doit être atteinte de manière fiable ? | Influence les exigences en matière de précision et de répétabilité. |
| Quels matériaux sont assemblés ? | Les propriétés des matériaux influencent le comportement au tassement et la résistance de l’assemblage. |
| Dans quelle mesure l’assemblage vissé est-il critique pour le fonctionnement ou la sécurité du produit ? | Les assemblages liés à la sécurité exigent un niveau plus élevé de fiabilité du processus et de traçabilité. |
| Les données de serrage doivent-elles être documentées ou enregistrées à des fins de traçabilité ? | Dans de nombreux secteurs, les exigences de documentation et de qualité sont imposées. |
| Des variations des conditions de montage ou d’importantes fluctuations du coefficient de frottement sont-elles à prévoir ? | Cela peut influencer le choix de la méthode de serrage. |
| Quelles sont les contraintes économiques en matière de temps de montage et d’investissement dans les équipements ? | Toutes les méthodes techniquement réalisables ne sont pas nécessairement économiquement pertinentes. |
Répondre à ces questions constitue une base solide pour choisir la méthode de serrage appropriée et concevoir le processus de vissage.
La surveillance du processus, la documentation et la traçabilité jouent un rôle important, en particulier pour les assemblages vissés liés à la sécurité ou critiques pour le fonctionnement. Les exigences correspondantes sont notamment décrites dans la directive VDI/VDE 2862 relative aux processus de vissage sûrs.
Quel processus de serrage est le plus approprié ?
Pour déterminer le processus de serrage optimal pour votre cas de vissage, il faut également tenir compte d'autres aspects et indices - comme la force de précontrainte minimale et maximale (Fmin et Fmax). Le rapport Fmax / Fmin permet de calculer ce que l'on appelle le facteur de serrage, qui donne des informations sur la constance de la force de serrage ainsi que sur la variabilité de la charge :
-
les procédés avec un facteur de serrage faible offrent en général une grande répétabilité.
-
les facteurs de serrage plus élevés nécessitent des vis plus robustes (plus grandes).
Alors que le serrage commandé par la limite d'élasticité et par l'angle de rotation atteint un facteur de serrage de ≈ 1, ce facteur est déjà de ≈ 1,5 pour le serrage commandé par le couple avec contrôle de l'angle, et même jusqu'à 4,0 pour le serrage à couple limité (selon l'outil de vissage).
Ainsi, dans l'exemple suivant, le vissage pourrait être réalisé avec une vis M8 dans le cas du procédé contrôlé par la limite d'élasticité, alors qu'une vis M16 est nécessaire pour obtenir la même force de précontrainte dans le cas du vissage à couple limité.
Le concepteur doit donc déterminer dès le processus de développement quelle méthode de serrage sera utilisée ultérieurement pour monter le composant. Cela a une influence directe sur la taille de la vis à utiliser. Dans la construction légère en particulier, il est avantageux d’exploiter pleinement la vis, c’est-à -dire de la serrer jusqu’à la limite d’élasticité, afin de pouvoir utiliser des vis plus petites. Des vis plus petites sont plus légères et plus économiques. Elles permettent également de réduire la taille des composants à assembler et donc de les alléger. Des technologies d’assemblage telles que le vissage par fluage montrent également à quel point les méthodes de serrage, la conception des composants et l’utilisation du matériau sont étroitement liées.
Dans l'environnement industriel, le conseil de spécialistes est indispensable dans la plupart des cas. Chaque cas de vissage représente un défi individuel et doit être évalué concrètement. Nos experts se tiennent à votre disposition pour une évaluation professionnelle de votre tâche de vissage.
