Qu’est-ce qu’une vis coulissante ?
Une vis coulissante est un type de vis d’alimentation. Il s’agit d’un élément de machine permettant de convertir un mouvement rotatif obtenu à partir d’un moteur ou similaire en un mouvement linéaire.
Le mouvement de rotation du moteur peut être converti en mouvement sur un mécanisme de type linéaire, tel qu’un guide linéaire. Il est transformé grâce au mouvement linéaire de la section de l’écrou lorsque l’arbre de la vis tourne. Il s’agit d’une combinaison d’un arbre à vis et d’une section d’écrou. Cette dernière est faite d’un matériau ayant de bonnes propriétés de glissement.
Bien qu’elle ait la même fonction qu’une vis à billes avec un mécanisme similaire, cette vis ne nécessite pas de billes. Elle peut donc être réalisée avec un mécanisme simple et est relativement peu coûteuse. En raison de ces avantages, elle est utilisée dans les sections de mouvement linéaire des équipements de précision et de divers autres appareils électroniques.
Utilisations des vis coulissantes
Les vis coulissantes sont utilisées dans les mouvements linéaires des équipements de précision. On les trouve généralement dans les équipements de fabrication de semi-conducteurs. Dans le cas des vis à billes, il y a un risque que les billes tombent et se mélangent au produit fabriqué. En revanche, lors de l’utilisation de ces vis coulissantes, un tel risque est inexistant. C’est pourquoi on s’en sert largement dans les équipements médicaux et alimentaires.
Principe des vis coulissantes
Les vis coulissantes peuvent convertir un mouvement rotatif en mouvement linéaire parce que la vis est formée en forme de spirale. La rotation de l’arbre de la vis entraîne le déplacement de l’écrou dans la direction axiale de celui-ci.
Comme la force est convertie par le glissement entre l’arbre de la vis et la partie de l’écrou, le coefficient de frottement et la résistance à l’usure des surfaces de contact sont très importants. Afin de garantir un faible coefficient de frottement et une bonne résistance à l’usure, on utilise du bronze coulé BC6C ou de la résine polyacétale POM pour fabriquer l’écrou.
L’acier au carbone S45C pour la structure des machines et l’acier inoxydable austénitique SUS304 sont utilisés pour les arbres filetés en raison de leur excellente résistance à l’usure. La combinaison d’un arbre fileté en acier inoxydable et d’un écrou en résine polyacétal offre une excellente résistance à la corrosion. Il est donc utile comme mécanisme de mouvement linéaire pour les machines utilisées dans des environnements humides.
Lors de la fixation d’un composant sur un écrou en résine, le couple de serrage doit être ajusté pour éviter d’endommager l’écrou.
Types de vis coulissantes
Il existe trois types de vis coulissantes, en fonction de la forme de la vis :
1. Vis triangulaire
Ce type de vis a un profil de filetage triangulaire équilatéral et est également utilisé pour la fixation. Elles sont faciles à usiner et offrent une grande précision parmi les vis coulissantes. En revanche, elles présentent l’inconvénient d’une faible efficacité de transmission de la puissance.
2. Vis trapézoïdale
Il s’agit de vis qui ont un profil de filetage trapézoïdal. L’angle de la pente, appelé “demi-angle du filet”, est de 30° ou 29°. On les retrouve souvent dans les centres d’usinage et les pièces de machines.
3. Vis carrée
Les vis carrées ont des filets carrés. Bien que leur précision de positionnement soit inférieure, elles ont un rendement de transmission de puissance élevé. Elles sont donc souvent utilisées dans les machines qui transmettent des forces importantes dans la direction axiale, telles que les presses et les vérins.
Autres informations sur les vis coulissantes
1. Différences avec les vis à billes
Par rapport aux vis à billes, les coulissantes ne nécessitent pas de mécanismes complexes et sont donc moins chères. En revanche, leur précision de positionnement (expliquée dans la section suivante) est inférieure à celle des vis à billes et n’équivaut qu’à la classe C10. Les vis coulissantes présentent d’autres inconvénients : elles sont vulnérables aux forces de cisaillement et aux moments non axiaux. De plus, leur efficacité de transmission est inférieure à celle des vis à billes.
Par conséquent, lorsqu’elles sont utilisées, elles sont parfois associées à des guides linéaires pour limiter la direction de la charge. Les vis à billes conviennent également lorsqu’un fonctionnement à haut rendement est nécessaire ou qu’une grande précision de positionnement est requise.
2. Précision de positionnement
La précision de positionnement fait référence au degré de concordance entre la position réelle obtenue lors du positionnement et la position cible. Elle fait également référence à la différence entre la moyenne des positions réalisées et la valeur cible lorsque le positionnement est effectué plusieurs fois.
C0, C1, C2, C3 et C5 sont définis comme des vis à billes de précision, plus le nombre est petit, plus la précision est élevée, et C7, C8 et C10 comme des vis à billes de roulement. Comme expliqué précédemment, la précision de positionnement des vis coulissantes est équivalente à la classe C10, la classe C10 autorisant une erreur allant jusqu’à ±210 µm pour une course de 300 mm.