vignette|Différentes sortes de vis.
Une vis de fixation, appelée communément vis, est une pièce mécanique, comportant une tige filetée et une tête ; elle est destinée à réaliser la fixation d'une ou de plusieurs pièces par pression. La fixation par vis crée une liaison plan sur plan démontable, par placage précontraint des deux pièces à assembler. Tant que les efforts de traction appliqués sur la liaison n'excèdent pas la tension exercée au repos par les vis (dite ), l'assemblage bénéficie de la raideur des pièces assemblées.
Histoire vignette|Foulage et pressurage du raisin. Pressoir à vis centrale Mosaïque de l'église de Qabr Hiram, Liban vers 575. Musée du Louvre. 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 »).
Depuis l'antiquité on utilise aussi des pas de vis pour la construction de pressoirs ou de presses d'imprimerie.
Les vis utilisées comme , dans les horloges, les machines de guerre et d'autres constructions mécaniques, apparaissent à la Renaissance.
Léonard de Vinci développe alors des méthodes pour leur usinage. Toutefois, elles continuent à être fabriquées à la main et sans normalisation, même après le début de la révolution industrielle.
Certains auteurs datent de 1568 l'apparition de la vis métallique usinée à la main par Besson en France.
À la fin du , Senot, en France, conçoit une machine pour usiner les vis. Le britannique Henry Maudslay conçoit également un tour pour usiner les vis à peu près au même moment.
Les vis sont fabriquées industriellement depuis le . Les vis fabriquées au ont pour empreinte de tête une simple fente (elles sont dites « vis à tête fendue » ou « vis fendue »). Au début du , pour éviter le glissement de la lame du tournevis sur la tête de la vis, le Canadien Peter L. Robertson invente la vis avec une empreinte de tête carrée (dite « vis à tête carrée » ou « vis carrée »). Au même moment, et pour résoudre le même problème, un Américain invente la vis dont l'empreinte de tête est étoilée.
La vis à tête carrée est très répandue au Canada alors que la vis à tête étoilée est très répandue ailleurs dans le monde. Cependant, aucun type de vis ne s'impose complètement et on retrouve tous les types de vis dans tous les pays.
Caractéristiques vignette|Vis à bois : a : tête de vis ; b : fût ; c : partie filetée ; d : pointe. Les vis de fixation sont constituées des parties suivantes : une tête de vis, reprenant le couple exercé par l'outil de serrage et appliquant un effort de plaquage sur la bride supérieure ; éventuellement le fût, partie cylindrique lisse pouvant prendre appui sur l'alésage des brides ; il permet de reprendre le cisaillement en l’absence de pion de centrage ; la partie filetée, assurant la mise en tension de la liaison par vissage (transformation d'une partie du couple de serrage en prétension par le filet hélicoïdal) ; éventuellement la pointe, assurant le guidage de la vis, voire le perçage du support.
Les vis de fixation sont habituellement fabriquées à base d'acier. Lorsqu'une grande résistance au temps ou à la corrosion est requise, comme pour les petites vis de fixation ou implants médicaux, des matériaux tels que l'acier inoxydable, le laiton, le titane, et le bronze peuvent être utilisés.
Types
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 la pointe.
Vis d'assemblage
Les vis d'assemblage sont les plus fréquentes, elles traversent généralement les pièces assemblées. La liaison se fait pour une translation et deux rotations (appui plan sur plan) et pour la rotation autour de l'axe de la vis et deux translations dans le plan, sauf pour les vis à tête fraisée ou équivalentes qui reprennent ces translations en réalisant une sorte de . Quand les efforts de cisaillement excèdent les capacités de reprise par frottement, on complète la liaison d'un pion de centrage (deux pions s'il faut reprendre aussi le moment de torsion). Les vis ajustées permettent d'assurer le rôle des pions. Dans ce cas les perçages doivent être effectués après présentation des pièces en vis-à-vis.
Quand la vis traverse les pièces assemblées et que le serrage est obtenu par l'action conjuguée d'une vis et d'un écrou, on parle de liaison boulonnée (un boulon = une vis + un écrou). Sinon la vis peut se serrer directement dans une des pièces à assembler qui présente alors un trou taraudé, éventuellement équipé d'un insert (filets rapportés).
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 tronconique (PN) pour vissages automatiques ; bout pilote cylindrique (PY) pour vissages automatiques.
Vis de pression
Classification par forme de tête vignette|a : fendue ; b : Phillips (ou cruciforme) ; c : Pozidriv ; d : Torx (ou étoilée) ; e : Allen (ou hexagonale) ; f : carrée Robertson (ou carrée) ; g : Tri-wing ; h : Torq-set ; i : Snake-eye.
La tête de la vis est un élément fonctionnel indispensable pour les vis d'assemblage, puisque c'est cette partie qui maintient 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 : celle de permettre l'application d'un couple de serrage, au moyen d'un outil approprié : tournevis ou clef.
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 : Cinq lobes creux (visserie aéronautique) dite empreinte Aster Six pans creux (construction mécanique) dite BTR ou Allen : 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 Triangulaire TooSpeed : TS (accepte cinq tournevis : fendu, cruciforme, Pozidriv, carré et TooSpeed) Vis pentalobe (utilisée entre autres par Apple et Huawei) Vis indévissable, diverses formes utilisant un système de crans à sens unique ont été développées par les fabricants (menuiserie extérieure) Vis « antivol » utilisant des formes d'encoche brevetées par chaque fabricant qui fournit avec un tournevis spécifique (mobilier urbain) Multi-entrainement : Hexagonal fendu : HS Six pans creux fendu : HCS Cruciforme fendu : ZS Six lobes fendu : XS
Indépendamment du système d’entraînement, il existe plusieurs formes de tête de vis, entre autres : vis à tête fraisée et plate ; vis à tête fraisée bombée ; vis à tête bombée ; vis à tête cylindrique ; vis à tête plate ; vis trompette…
Tête carrée ou hexagonale
Tête six pans creux ou hexagonale creuse
Ces vis sont parfois également appelées HC, ou CHC (cylindriques hexagonales creuses) ou BTR.
+ Longueurs des vis (L)(tige entièrement filetée)DiamètreM1,6M2M2,5M3M4M5M6M7M8M10M12(M14)M16(M18)M20(M22)M24M30M36Lmin2,53446810?1216202525303035?4045Lmax16162020252530?354050556060707080100110
Tête trois pans creux ou triangulaire creuse
4 tailles actuellement identifiées : 2 mm, 2,3 mm, 2,6 mm et 3 mm.
Rencontrées dans des productions asiatiques.
Vis à métaux à six lobes internes (ou Torx) vignette|100x100px|Empreinte Torx. Les vis Torx sont caractérisées par leur empreinte sur la tête de vis en forme d'étoiles à six branches. Elles peuvent être préférées aux vis traditionnelles cruciformes pour leur meilleur prise avec une clé.
Vis esthétique type Irius La particularité de cette vis est d'offrir un entraînement crénelé sous tête et donc une face plate pouvant être décorée ou peinte sans risque que le décor ne soit abîmé par le tournevis. Ce type de vis nécessite un outil spécifique pour le vissage.
Vis à empreinte cinq lobes internes (ou ASTER) Ces vis possèdent la particularité de ne pas avoir l'empreinte sur la tête mais du côté du filet. Elles sont utilisées pour les assemblages aéronautiques, où elles permettent un serrage de l'écrou et le maintien de la vis d'un seul côté et simultanément. Cette propriété est particulièrement intéressante pour les assemblages d'avion, où la taille des structures ne permet pas à un seul opérateur de maintenir la tête de vis et de serrer l'écrou.
L'empreinte ASTER a été développée par LISI Aerospace, et introduite au début des années 2010, en remplacement des vis à empreinte hexagonale, qui n'offrent pas une résistance en couple suffisante lors du serrage des structures composites.
Classification fonctionnelle
Vis à tôle et auto-taraudeuse
Il existe deux types de vis auto-taraudeuse : vis à bout pointu (type A), utilisée pour les tôles minces (d'épaisseur inférieure à , environ), et vis à bout plat (type B), utilisée pour les tôles (ou supports) plus épais (ép. > ). Comme son nom l'indique, la vis auto-taraudeuse est destinée à tarauder le trou dans le support qu'elle va assembler. Avant la mise en œuvre, les éléments sont simplement percés et la vis va tarauder l'orifice. Il est donc inutile d'avoir un taraud, ou un écrou, pour ce type de vis: ceci permet un gain de temps lors de la mise en œuvre. Aujourd'hui, les vis auto-taraudeuses sont largement utilisées dans les différents domaines de l'industrie et de la construction.
Autres vis auto-taraudeuses La pièce réceptrice comporte un trou non fileté, appelé avant-trou, ou n'en comporte pas: le filet 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 : la vis à bois traditionnelle, dont les tire-fonds, et les vis à bois et aggloméré, qui tendent à les remplacer ; et la vis à panneaux de plâtre, ou « vis en trompette ».
Autres types de vis vignette|Un tire-fond. Vis à aggloméré : Vis à bois à tête fraisée, spécialement conçue pour les dérivés du bois, notamment les panneaux d'aggloméré. Son filetage, plus profond et plus tranchant que celui d'une vis classique, apporte une meilleure résistance aux assemblages. Vis tire-fond : à tête carrée ou hexagonale permettant d'être manœuvrée à l'aide d'une clef plate ou à pipe, ce qui permet un vissage plus puissant. Pour les diamètres importants, il est recommandé de percer un avant-trou limitant ainsi les risques d'éclatement du bois. Piton (ou gond à vis) : vis à bois sans tête dont la tige est courbée en forme d'anneau ou de crochet, pour être utilisée comme accessoire d'accrochage.
Vis à métaux Les vis à métaux ne peuvent être utilisées sans un écrou ou une pièce taraudée avec le bon filetage. La tige filetée est de forme cylindrique et le filetage est identique du début à la fin de la vis.
Une variante, la vis à collet carré, possède une section carrée à la base de sa tige sous la tête. Elle s'utilise exclusivement avec un écrou et une rondelle. Pour serrer des pièces de bois : lors du montage de la vis, le collet carré imprime son empreinte dans le bois. Ainsi pendant et après le serrage, la vis ne peut tourner, seul l'écrou tourne. La tête est ronde et lisse, en forme de goutte de suif, elle ne possède aucune empreinte.