ISO/TR 17243-2:2017
(Main)Machine tool spindles — Evaluation of spindle vibrations by measurements on non-rotating parts — Part 2: Direct-driven spindles and belt-driven spindles with rolling element bearings operating at speeds between 600 r/min and 30 000 r/min
Machine tool spindles — Evaluation of spindle vibrations by measurements on non-rotating parts — Part 2: Direct-driven spindles and belt-driven spindles with rolling element bearings operating at speeds between 600 r/min and 30 000 r/min
ISO/TR 17243-2:2017 information on how to assess the severity of machine tool spindle vibrations measured on the spindle housing. It gives specific guidance for assessing the severity of vibration measured on the spindle housing at customer sites or at the machine tool manufacturer's test facilities. Its vibration criteria apply to direct-driven spindles and belt-driven spindles intended for stationary machine tools with nominal operating speeds between 600 r/min and 30 000 r/min. It is applicable to those spindles of the rolling element bearing types only, to spindles assembled on metal cutting machine tools, and for testing, periodic verification, and continuous monitoring. It does not address - geometrical accuracy of axes of rotation (see ISO 230‑7), - unacceptable cutting performance with regards to surface finish and accuracy, - vibration severity issues of machine tool spindles operating at speeds below 600 r/min or exceeding 30 000 r/min (due to lack of supporting vibration data and limitations in many vibration measurement instruments), or - frequency domain analyses such as fast Fourier transform (FFT) analyses, envelope analyses or other similar techniques. Annex A presents an introduction to alternative bearing condition assessment techniques.
Broches pour machines-outils — Évaluation des vibrations des broches par mesurage sur les parties non tournantes — Partie 2: Broches à entraînement direct et broches à entraînement par courroie à roulements à billes opérant à des vitesses entre 600 r/min et 30 000 r/min
Le présent document fournit des informations sur la façon d'évaluer l'intensité vibratoire d'une broche de machine-outil, mesurée sur le corps de broche. Il donne des conseils spécifiques pour l'évaluation de l'intensité vibratoire mesurée sur le corps de broche sur le site du client ou sur les installations d'essais du fabricant de la machine-outil. Ses critères en matière de vibrations s'appliquent aux broches à entraînement direct et aux broches à entraînement par courroie destinées aux machines-outils fixes ayant des vitesses nominales de fonctionnement entre 600 r/min et 30 000 r/min. Il est applicable uniquement aux broches munies de roulements de type roulements à billes, aux broches montées sur des machines-outils travaillant par enlèvement de métal, et pour un essai, une vérification périodique et une surveillance continue. Il ne traite pas: — de l'exactitude géométrique des axes de rotation (voir ISO 230‑7); — de la performance de coupe inacceptable en ce qui concerne le fini de surface et l'exactitude; — des questions liées à l'intensité vibratoire des broches pour machines-outils opérant à des vitesses inférieures à 600 r/min ou supérieures à 30 000 r/min (étant donné le manque de données justificatives concernant les vibrations et les limites de nombreux instruments de mesure des vibrations); — des analyses dans le domaine fréquentiel telles que les analyses de transformée de Fourier rapide (TFR), les analyses d'enveloppe ou toute autre technique similaire. L'Annexe A présente une introduction aux autres techniques d'évaluation de l'état des roulements.
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TECHNICAL ISO/TR
REPORT 17243-2
First edition
2017-08
Machine tool spindles — Evaluation of
spindle vibrations by measurements
on non-rotating parts —
Part 2:
Direct-driven spindles and belt-driven
spindles with rolling element bearings
operating at speeds between 600 r/
min and 30 000 r/min
Broches pour machines-outils — Évaluation des vibrations des
broches par mesurage sur les parties non tournantes —
Partie 2: Broches à entraînement direct et broches à entraînement
par courroie à roulements à billes opérant à des vitesses entre 600 r/
min et 30 000 r/min
Reference number
©
ISO 2017
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ii © ISO 2017 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Preliminary operations . 3
4.1 General . 3
4.2 Process load . 3
4.3 Spindle speed . 3
4.4 Thermal conditions . 4
4.5 Spindle position and orientation . 4
4.6 Tool or workpiece balancing . 4
4.6.1 General. 4
4.6.2 Spindle vibration measurements with a tool/workpiece mounted in the spindle 4
4.6.3 Spindle vibration measurements without tool/workpiece . 4
4.7 Spindle chuck . 5
4.8 Spindle cooling . 5
4.9 Drawbar . 5
4.10 Background vibration . 5
4.11 Idle operation . 5
5 Measurement and operational procedures . 5
5.1 Measuring instruments . 5
5.2 Measurement locations/directions . 6
5.2.1 General. 6
5.2.2 Naming convention for measurement locations . 7
5.3 Sensor mounting procedures . 7
6 Evaluation parameters . 8
6.1 Vibration velocity parameter. 8
6.1.1 General. 8
6.1.2 Spindles with maximum speed between 6 000 r/min and 30 000 r/min . 8
6.1.3 Spindles with maximum operating speed below 6 000 r/min . 9
6.2 Vibration acceleration parameter . 9
7 Spindle classification .10
7.1 General .10
7.2 Classification according to rated power .10
7.3 Classification according to maximum spindle speed .10
7.4 Classification according to bearing type .10
8 Evaluation .11
8.1 General .11
8.1.1 Overview .11
8.1.2 Measurement uncertainty .11
8.2 Criterion I: vibration magnitude .11
8.2.1 General.11
8.2.2 Evalu ation zones .12
8.2.3 Exemplary evaluation zone boundaries .12
8.3 Criterion II: change in vibration magnitude .12
8.4 General zone boundaries .12
8.5 Examples of evaluation zone boundary values .13
8.6 Operational limits .14
8.6.1 General.14
8.6.2 Setting of alerts .14
8.6.3 Setting of alarms .14
8.6.4 Setting of the threshold for shutdown .15
Annex A (informative) Introduction to alternative bearing condition assessment techniques .16
Bibliography .18
iv © ISO 2017 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2,
Test conditions for metal cutting machine tools.
A list of all parts in the ISO 17243 series, published under the general title, Machine tool spindles —
Evaluation of spindle vibrations by measurements on spindle housing, can be found on the ISO website.
TECHNICAL REPORT ISO/TR 17243-2:2017(E)
Machine tool spindles — Evaluation of spindle vibrations
by measurements on non-rotating parts —
Part 2:
Direct-driven spindles and belt-driven spindles with
rolling element bearings operating at speeds between 600
r/min and 30 000 r/min
1 Scope
This document provides information on how to assess the severity of machine tool spindle vibrations
measured on the spindle housing. It gives specific guidance for assessing the severity of vibration
measured on the spindle housing at customer sites or at the machine tool manufacturer’s test facilities.
Its vibration criteria apply to direct-driven spindles and belt-driven spindles intended for stationary
machine tools with nominal operating speeds between 600 r/min and 30 000 r/min.
It is applicable to those spindles of the rolling element bearing types only, to spindles assembled on
metal cutting machine tools, and for testing, periodic verification, and continuous monitoring.
It does not address
— geometrical accuracy of axes
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 17243-2
Première édition
2017-08
Broches pour machines-outils —
Évaluation des vibrations des broches
par mesurage sur les parties non
tournantes —
Partie 2:
Broches à entraînement direct et
broches à entraînement par courroie
à roulements à billes opérant à des
vitesses entre 600 r/min et
30 000 r/min
Machine tool spindles — Evaluation of spindle vibrations by
measurements on non-rotating parts —
Part 2: Direct-driven spindles and belt-driven spindles with rolling
element bearings operating at speeds between 600 r/min and
30 000 r/min
Numéro de référence
©
ISO 2017
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Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Opérations préliminaires . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Sollicitations d’usinage . 4
4.3 Vitesse de la broche . 4
4.4 Conditions thermiques. 4
4.5 Position et orientation de la broche . 4
4.6 Équilibrage d’outil ou de pièce . 5
4.6.1 Généralités . 5
4.6.2 Mesurage des vibrations de la broche avec un outil/une pièce monté(e)
dans la broche . 5
4.6.3 Mesurage des vibrations de la broche sans outil/pièce . 5
4.7 Mandrin de serrage de la broche . 5
4.8 Refroidissement de la broche . 5
4.9 Serreur outil . 5
4.10 Vibrations dans l’environnement . 5
4.11 Fonctionnement à vide . 5
5 Procédures de mesure et modes opératoires . 6
5.1 Instruments de mesure . 6
5.2 Positions/orientations de mesure . 6
5.2.1 Généralités . 6
5.2.2 Convention de désignation des positions de mesure . 8
5.3 Procédures de montage de capteur . 8
6 Paramètres d’évaluation . 9
6.1 Paramètre de vibration en vitesse . 9
6.1.1 Généralités . 9
6.1.2 Broches ayant une vitesse maximale comprise entre 6 000 r/min et
30 000 r/min . 9
6.1.3 Broches ayant une vitesse maximale de fonctionnement inférieure à
6 000 r/min .10
6.2 Paramètre de vibration en accélération .10
7 Classification des broches .11
7.1 Généralités .11
7.2 Classification en fonction de la puissance assignée .11
7.3 Classification en fonction de la vitesse maximale de la broche .11
7.4 Classification en fonction du type de roulement .11
8 Évaluation .12
8.1 Généralités .12
8.1.1 Vue d’ensemble .12
8.1.2 Incertitude de mesure .12
8.2 Critère I: amplitude vibratoire .12
8.2.1 Généralités .12
8.2.2 Zones d’évaluation .13
8.2.3 Exemples de limites de zone d’évaluation .13
8.3 Critère II: évolution de l’amplitude vibratoire .13
8.4 Limites générales de zone .13
8.5 Exemples de valeurs de limites de zone d’évaluation .14
8.6 Limites de fonctionnement.15
8.6.1 Généralités .15
8.6.2 Réglage des alertes .15
8.6.3 Réglage des alarmes .15
8.6.4 Réglage du seuil d’interruption .16
Annexe A (informative) Introduction aux autres techniques d’évaluation de l’état des
roulements.17
Bibliographie .20
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, de la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/foreword .html.
Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 39, Machines-outils, sous-comité
SC 2, Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 17243, publiée sous le titre général Broches pour machines-
outils — Évaluation des vibrations d’une broche pour machine-outil par mesurages sur le logement de la
broche, peut être trouvée sur le site de l’ISO.
RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 17243-2:2017(F)
Broches pour machines-outils — Évaluation des
vibrations des broches par me
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.