ISO 10791-7:2014

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10791-7
Second edition
2014-12-01
Test conditions for machining
centres —
Part 7:
Accuracy of finished test pieces
Conditions d’essai pour centres d’usinage —
Partie 7: Exactitude des pièces d’essai usinées
Reference number
ISO 10791-7:2014(E)
©
ISO 2014

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ISO 10791-7:2014(E)

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Published in Switzerland
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ISO 10791-7:2014(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Preliminary remarks . 1
3.1 Measuring units . 1
3.2 Reference to ISO 230-1 . 1
3.3 Testing sequence . 1
3.4 Tests to be performed . 1
3.5 Measuring instruments . 2
3.6 Location of test pieces . 2
3.7 Fixing of test pieces . 2
3.8 Material of test pieces, tooling, and cutting parameters . 2
3.9 Sizes of test pieces . 2
3.10 Types of test piece . 2
3.11 Information to be recorded . 3
3.12 Software compensation . 3
4 Machining tests . 4
Bibliography .24
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ISO 10791-7:2014(E)

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 meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT), see the following URL: Foreword — Supplementary information.
The committee responsible for this document is ISO/TC 39, Machine Tools, Subcommittee SC 2, Test
conditions for metal cutting machine tools.
This second edition cancels and replaces the first edition, which has been technically revised.
ISO 10791 consists of the following parts, under the general title Test conditions for machining centres:
— Part 1: Geometric tests for machines with horizontal spindle and with accessory heads (horizontal
Z-axis)
— Part 2: Geometric tests for machines with vertical spindle or universal heads with vertical primary
rotary axis (vertical Z-axis)
— Part 3: Geometric tests for machines with integral indexable or continuous universal heads (vertical
Z-axis)
— Part 4: Accuracy and repeatability of positioning of linear and rotary axes
— Part 5: Accuracy and repeatability of positioning of work-holding pallets
— Part 6: Accuracy of speeds and interpolations
— Part 7: Accuracy of finished test pieces
— Part 8: Evaluation of contouring performance in the three coordinate planes
— Part 9: Evaluation of the operating times of tool change and pallet change
— Part 10: Evaluation of thermal distortions
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ISO 10791-7:2014(E)

Introduction
A machining centre is a numerically controlled machine tool capable of performing multiple machining
operations, including milling, boring, drilling, and tapping, as well as automatic tool changing from a
magazine or similar storage unit in accordance with a machining programme. Most machining centres
have facilities for automatically changing the direction in which the workpieces are presented to the
tool.
The purpose of ISO 10791 (all parts) is to supply information as wide and comprehensive as possible
on tests and checks which can be carried out for comparison, acceptance, maintenance, or any other
purpose.
This International Standard specifies, by reference to the relevant parts of ISO 230, several families
of tests for machining centres with horizontal or vertical spindle or with universal heads of different
types, standing alone, or integrated in flexible manufacturing systems. This International Standard also
establishes the tolerances or maximum acceptable values for the test results corresponding to general
purpose and normal accuracy machining centres.
This International Standard is also applicable, totally, or partially, to numerically controlled milling and
boring machines, when their configuration, components, and movements are compatible with the tests
described herein.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10791-7:2014(E)
Test conditions for machining centres —
Part 7:
Accuracy of finished test pieces
1 Scope
This part of ISO 10791 specifies standard test pieces with reference to ISO 230-1, cutting tests under
finishing conditions. It also specifies the characteristics and dimensions of the test pieces themselves.
This part of ISO 10791 is intended to supply minimum requirements for assessing the cutting accuracy
of the machine. This part of ISO 10791 takes into consideration 3- to 5-axis machining centres.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 230-1:2012, Test code for machine tools — Part 1: Geometric accuracy of machines operating under
no-load or quasi-static conditions
3 Preliminary remarks
3.1 Measuring units
In this part of ISO 10791, all linear dimensions and deviations are expressed in millimetres. All
angular dimensions are expressed in degrees. Angular deviations are, in principle, expressed in ratios
(e.g. 0,00x/1 000), but in some cases, microradians or arcseconds can be used for clarification purposes.
The following expression should be used for conversion of angular deviations or tolerances:
0,010/1 000 = 10 μgrad ≈ 2′′
3.2 Reference to ISO 230-1
To apply this part of ISO 10791, reference shall be made to ISO 230-1, especially for the installation of the
machine before testing, warming up of the machine, description of measuring methods, and evaluation
and presentation of the results.
3.3 Testing sequence
The sequence in which the tests are presented in this part of ISO 10791 in no way defines the practical
order of testing. In order to make the mounting of fixtures and machining easier, tests can be performed
in any order.
3.4 Tests to be performed
When testing a machine, it is not always necessary or possible to carry out all the tests described in
this part of ISO 10791. When the tests are required for acceptance purposes, it is up to the user to
choose, in agreement with the manufacturer/supplier, those tests relating to the components and/or
the properties of the machine which are of interest. These tests are to be clearly stated when ordering a
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ISO 10791-7:2014(E)

machine. Mere reference to this part of ISO 10791 for the acceptance tests, without specifying the tests
to be carried out, and without agreement on the relevant expenses, cannot be considered as binding for
any contracting party.
In principle, no more than one piece of each type should be machined for acceptance purposes. In case
of special requirements, such as statistical assessment of the machine tool performance (e.g. according
to ISO 26303, short-term capability), the machining of more test pieces is to be submitted to agreement
between manufacturer/supplier and user.
3.5 Measuring instruments
The measuring instruments indicated in the tests described in Clause 4 are examples only. Other
instruments measuring the same quantities and having the same or smaller measurement uncertainty
can be used.
3.6 Location of test pieces
The test piece should be placed approximately at mid-travel of the X- axis, and in positions along Y- and
Z- axes suitable for the location of the test piece and/or fixture, and for the tool lengths if not specified
otherwise in the test procedure.
3.7 Fixing of test pieces
The test piece shall be conveniently mounted on a proper fixture, such that maximum stability of tools
and fixture is achieved. The mounting surfaces of the fixture and of the test piece shall be flat. It is
recommended that a suitable means of fixturing should be used to allow for tool breakthrough and full
length machining of, for example, a centre hole. It is further recommended to mount the test piece on the
fixture with countersink/counterbored screws such that subsequent machining does not interfere with
the screws. Other methods are possible and can be selected. Overall height of the test piece depends on
the selected method of fixing.
3.8 Material of test pieces, tooling, and cutting parameters
The test piece material, tooling, and the subsequent cutting parameters are subject to agreement between
manufacturer/supplier and user and shall be recorded. The parameters provided in the cutting tests are
for suggestions only. The test piece material shall be specified with proper material designations.
3.9 Sizes of test pieces
If the test pieces come from previous cutting tests and are re-useable, their characteristic dimensions
should remain within ±10 % of those indicated in this part of ISO 10791. When the test pieces are re-
used, a shallow cut shall be made to clean up all surfaces before new finishing test cuts are taken.
It is also recommended that type and serial number of the machine, date of test, and names and
orientation of the axes are marked on the test pieces.
Preliminary cuts should be taken in order to make the depth of cut as constant as possible.
The nominal size of test pieces can be modified by mutual agreement with the manufacturer/supplier
and user. When the nominal size of test pieces is modified, the feed speed (for circular contouring)
can be modified in an analogous manner as shown in ISO 230-4:2005, Annex C. The tool size and other
machining conditions may be also modified.
3.10 Types of test piece
In this part of ISO 10791, four types of test piece are considered, each of them in two or three sizes.
Types, sizes, and corresponding designation of the particular test piece are shown in Table 1. Among
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these types, Type M1 and M2 are applicable for 3-, 4-, and 5-axis machining centres. M3 is applicable
only for 5-axis machining centres. M4 is applicable for 4- and 5-axis machining centres.
Table 1 — Types, sizes, and designation of the test pieces
Type Nominal size Designation
80 Test piece ISO 10791-7, M1_80
M1
160 Test piece ISO 10791-7, M1_160
Positioning and contouring test piece
320 Test piece ISO 10791-7, M1_320
80 Test piece ISO 10791-7, M2_80
M2
Face milling test piece
160 Test piece ISO 10791-7, M2_160
a
15 Test piece ISO 10791-7, M3_15
M3
Cone frustum test piece
a
45 Test piece ISO 10791-7, M3_45
80 Test piece ISO 10791-7, M4_80
M4
160 Test piece ISO 10791-7, M4_160
Three-step square test piece
320 Test piece ISO 10791-7, M4_320
a
Half-apex angle of test piece.
3.11 Information to be recorded
For tests made according to the requirements of this part of ISO 10791, the following information shall
be compiled as completely as possible and included in the test report:
a) material and designation of the test piece;
b) material, dimensions, and number of teeth of the tool;
c) cutting speed;
d) feed speed;
e) depth of cut;
f) other cutting parameters, e.g. cutting fluid;
g) position and orientation of the workpiece in the work space;
h) direction of cuts (where applicable).
3.12 Software compensation
When software facilities are available for compensating some geometric errors, based on an agreement
between the manufacturer/supplier and user, the relevant test can be carried out with these
compensations. When the software compensation is used, this shall be stated in the test report.

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4 Machining tests
Object M1
Checking the performance of the machine under different kinematic conditions, i.e. only one axis feed, linear interpolation of two axes
and circular interpolation by machining five bored holes and a series of finishing passes on different profiles.
NOTE 1 This test is usually performed in the XY plane of the machine, but may be performed in the other coordinate planes when a
universal spindle head is available.
NOTE 2 Test M4 defines additions to test M1 for testing accuracy and positioning of rotary and swivelling axes.
Diagram
Three sizes of contouring test piece are considered and their dimensions are shown below.
Test piece ISO 10791-7, M1_80:                                                                        Dimensions in millimetres
-
Z Z
D
14

0,05 CB 0,01
13 13
 
0,02 D 0,01 A
C
A
80
54
0,025 C
D1
B LE
0,01
0,015
0,005
D2
G
E2
M
2X
E1
LE
0,01 B
0,005
N
P
4X
B
0,01 LE
0,005
L
Z
K
J
H
F D3
Z
D4
E4 E3
I
26 26
2X
0,005
0,01 B LE
0,005
B
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26 26
(6) (6)
(6)
(6)
(6)

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ISO 10791-7:2014(E)

Test piece ISO 10791-7, M1_160                                                                       Dimensions in millimetres
Z-Z
D
 28
0,01
0,05 C
B
 26
26
 0,01
A
0,02 D
A
C
160
108
 0,025 C
LE
0,01 B
D1 0,015
0,008
D2
G
M
E2
2X
0,01 B LE
E1
0,008
P
N
4X
0,01 B LE
L 0,008
Z
K
J
H
F
Z
D4
E4 E3
D3
I
52 52
0,008
2X
0,01 B LE
B
0,008
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52
52
(6) (6)
(6) (6)
(6)

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ISO 10791-7:2014(E)

Test piece ISO 10791-7, M1_320                                                                        Dimensions in millimetres
Z -Z
D
45

0,05 C B 0,015

43 43
0,020 0,015
D A
A
C
320
218

0,025 C
0,02
B
LE
0,015
D1
0,02
D2
G
M
E2
2X
E1
0,02
B LE
0,015
P
N
4X
0,02 B LE
L
0,015
Z
K
J
H
F
Z
D4
E4
E3 D3
I
2X
100 100
0,02 LE
B 0,015
0,015
B
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100 100
(10) (10)
(6)
(6)
(6)

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ISO 10791-7:2014(E)

Part blank for ISO 10791-7, M1_80:                                                                    Dimensions in millimetres
NOTE  Fixing dimensions are related to M6 cap screws.
Z- Z
Z
26 26
32
1
15
26
Z
44
(20)
30
Part blank for ISO 10791-7, M1_160:                                                                  Dimensions in millimetres
NOTE  Fixing dimensions are related to M10 cap screws.
Z- Z
Z
52 52 38
1
20
30
Z
(40) 60
60
© ISO 2014 – All rights reserved 7
52 52
26 26
(20)
30
(40) 60
70

7
140
 11

11
80

18
160

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ISO 10791-7:2014(E)

Part blank ISO 10791-7, M1_320:                                                                     Dimensions in millimetres
NOTE  Fixing dimensions are related to M16 cap screws.
Z- Z
Z
100 100 54
1
20
Z
38
(90) 80
100
Datum surface B shall be parallel to one of the linear axes.
The bored holes (E) shall be approached in the positive direction of the positioning axes, the counterbored holes (D) shall be approached
in the negative direction.
The diamond (K-L-M-N) on the upper face of the square shall only be machined when two linear axes are used (e.g. X and Y).
Sloping faces (I and J), with an angle of 3° and a depth of 6 mm on the top of the external square sides, should only be machined when two
linear axes are used (e.g. X and Y).
Since the different contouring surfaces are machined at different axial heights, face contact should be avoided by keeping the tool a
fraction of a millimetre apart from the lower plane surface. The overall height of the test piece depends on the selected method of fixing.
Cutting speed should be about 50 m/min for cast iron and 300 m/min for aluminium. Feed rate should be about 0,05 mm/tooth to
0,1 mm/tooth. Depth of cut should be 0,2 mm in the radial direction for all the milling operations and about 6 mm in the axial direction
for the slab milling operations.
NOTE The same tool can be used to machine all the contouring test surfaces; an end mill with a cutting edge 35 mm long and 30 mm
in diameter is recommended. A boring tool may be used for holes.
Tolerances Measured deviations
      See Table 2.      See Table 2.
Measuring instruments
      See Table 2.
Observations and references to ISO 230-1
Preliminary cuts shall be taken in order to make the depth of cut as constant as possible.
8 © ISO 2014 – All rights reserved
100 100
(90) 100
280

17

26
 320

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ISO 10791-7:2014(E)

Table 2 — Contouring test piece geometric tests
Dimensions in millimetres
Tolerances
Object and references to Measuring Measured
Nominal size
the drawing instruments deviations
80 160 320
a
Cylindricity of the bored hole C 0,010 0,010 0,015 CMM
Central
Perpendicularity between the hole C axis and datum plane
hole
0,010 0,010 0,015 CMM
A
Straightness of the side B
CMM
or straightness
Straightness of the side F
0,005 0,008 0,015 reference artefact and
Straightness of the side G
linear displacement
sensor
Straightness of the side H
CMM or squareness
Perpendicularity of the side H to datum plane B
Square
reference artefact and
0,010 0,010 0,020
linear displacement
Perpendicularity of the side F to datum plane B
sensor
CMM
or height gauge and
Parallelism of the side G to datum plane B 0,010 0,010 0,020
linear displacement
sensor
Straightness of the side K
CMM
or straightness
Straightness of the side L
0,005 0,008 0,015 reference artefact and
Straightness of the side M
linear displacement
sensor
Straightness of the side N
Diamond
Angularity of 30° angle of side K to datum plane B
CMM
Angularity of 60° angle of side L to datum plane B
0,010 0,010 0,020 or sine bar and linear
Angularity of 30° angle of the side M to datum plane B
displacement sensor
Angularity of 60° angle of the side N to datum plane B
Roundness of the contouring circle P 0,015 0,015 0,020 CMM
or linear displacement
Circle sensor or
Concentricity of the external circle P and datum hole C 0,025 0,025 0,025
roundness-measuring
instruments
CMM
Straightness of the face I
or straightness
0,005 0,008 0,015 reference artefact and
Straightness of the face J
linear displacement
Sloping
senor
faces
CMM
Angularity of 3° of the side I to datum plane B
0,010 0,010 0,020 or sine bar and linear
Angularity of 93° of the side J to datum plane B
displacement sensor
NOTE 1 If possible, take the test piece to a coordinate measuring machine (CMM) and take the required measurements.
NOTE 2 To minimize the influence of the test piece distortion due to its clamping, it is recommended to measure the parts
while still clamped to the fixture plate.
NOTE 3 For the straight sides (or the square, diamond, and sloping faces), touch the measured surface by the probe at least
at 10 points in order to obtain the straightness, perpendicularity, and parallelism deviations.
NOTE 4 For the roundness (or cylindricity) test, if the measurement is not continuous, check at least 15 points (for
cylindricity in each measured plane).
a
Coordinate measuring machine.
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ISO 10791-7:2014(E)

Table 2 (continued)
Position of the hole D1 with respect to datum hole C
Position of the hole D2 with respect to datum hole C
0,050 0,050 0,050 CMM
Position of the hole D3 with respect to datum hole C
Position of the hole D4 with respect to datum hole C
Bored
holes CMM
Concentricity of inner hole E1 with respect to outer hole D1
or linear displacement
Concentricity of inner hole E2 with respect to outer hole D2
sensor with
0,020 0,020 0,020 reference rotary axis,
Concentricity of inner hole E3 with respect to outer hole D3
or
roundness-measuring
Concentricity of inner hole E4 with respect to outer hole D4
instruments
NOTE 1 If possible, take the test piece to a coordinate measuring machine (CMM) and take the required measurements.
NOTE 2 To minimize the influence of the test piece distortion due to its clamping, it is recommended to measure the parts
while still clamped to the fixture plate.
NOTE 3 For the straight sides (or the square, diamond, and sloping faces), touch the measured surface by the probe at least
at 10 points in order to obtain the straightness, perpendicularity, and parallelism deviations.
NOTE 4 For the roundness (or cylindricity) test, if the measurement is not continuous, check at least 15 points (for
cylindricity in each measured plane).
a
Coordinate measuring machine.
10 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO 10791-7:2014(E)

Object M2
Checking the flatness of a surface machined by a finish face milling operation performed by bidirectional two cuts.
If the machine has a universal spindle head, the tests can be performed in other planes as well.
NOTE Usually the test is performed by a longitudinal movement along the X- axis and a transverse movement along the Y- axis, but
can be performed otherwise, subject to agreement between manufacturer/supplier and user.
Diagram
ISO 10791-7, M2_80 and ISO 10791-7, M2_160:
                                                                                                     Dimensions in millimetres
L
A choice of two sets of dimensions for test piece and relevant tooling is left to agreement between the manufacturer /supplier and the
user.
Face width Face length Cut width Cutter diameter
W
L
Mm mm mm mm
80 100 to 1304050
160 200 to 25080100
Face milling cutter with indexable inserts (see ISO 6462 and ISO 1832) is recommended. Neither the maximum corner radius nor chamfer
of cutter inserts should exceed 2 mm.
Material of the test piece shall be agreed upon between manufacturer/supplier and user of the machine tool. If cast iron is used, with a
feed speed of 300 mm/min, the feed per tooth is almost constant and close to 0,12 mm. The depth of cut should not exceed 0,5 mm. The
axis square to the machined surface (usually Z) shall not be programmed to move during the test.
© ISO 2014 – All rights reserved 11
W/2 W/2
2

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ISO 10791-7:2014(E)

Tolerance Measured deviations
Object Tolerances
ISO 10791-7-M2_80: 0,02
Flatness of the machined
surface
ISO 10791-7-M2_160: 0,03
NOTE The straightness check parallel to the milling direction would show the influence of the ingoing or
outgoing of the cutter.
Measuring instruments
Straightness reference artefact, gauge blocks, linear displacement sensor and CMM
Observations and references to ISO 230-1
The blank shall be provided with a base suitable for being fastened to the work holding table/pallet or to a fixture, providing a sufficient
stiffness both for horizontal and vertical machines. Preliminary cuts should be taken in order to make the depth of cut as constant as
possible.
When mounted, the cutter shall conform to the following tolerances:
a)  run-out < 0,02 mm;
b)  run-out of the face at tool diameter < 0,03 mm.
12 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO 10791-7:2014(E)

Object M3
Checking the cutting performance of five-axis machining centres under the five-axis simultaneous feed motion by machining the cone-
shaped test piece with flank milling.
NOTE This test is applicable to all five-axis machining centres with three linear axes and two rotary axes. When the test is performed
on the machine with two rotary axes in the workpiece side, the positioning error of Z-axis, E , does not influence the test result.
zz
Diagram
Z
Z
Y (or X)
X (or Y)
1
2
d
3
4
          Key
          1 test piece
          2 fixture
          3 axis average line of rotary table
          4 rotary table
NOTE The diagram above shows the test piece setup in the workpiece coordinate system. Keys 3 and 4 are only for five-axis machin-
ing centres with a rotary ta
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10791-7
Deuxième édition
2014-12-01
Conditions d’essai pour centres
d’usinage —
Partie 7:
Exactitude des pièces d’essai usinées
Test conditions for machining centres —
Part 7: Accuracy of finished test pieces
Numéro de référence
ISO 10791-7:2014(F)
©
ISO 2014

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ISO 10791-7:2014(F)

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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2014 – Tous droits réservés

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ISO 10791-7:2014(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Observations préliminaires . 1
3.1 Unités de mesure . 1
3.2 Référence à l’ISO 230-1 . 1
3.3 Ordre des essais . 1
3.4 Essais à réaliser . 2
3.5 Instruments de mesure . 2
3.6 Emplacement des pièces d’essai . 2
3.7 Fixation des pièces d’essai . 2
3.8 Matériau des pièces d’essai, outillage et paramètres de coupe . 2
3.9 Dimensions des pièces d’essai . 2
3.10 Types de pièces d’essai . 3
3.11 Informations à consigner . 3
3.12 Compensation par logiciel. 4
4 Essais d’usinage . 5
Bibliographie .24
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ISO 10791-7:2014(F)

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/IEC, 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 appelée 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 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’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 39, Machines-outils, sous-comité
SC 2, Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition qui a fait l’objet d’une révision technique.
L’ISO 10791 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Conditions d’essai pour
centres d’usinage:
— Partie 1: Essais géométriques des machines à broche horizontale et à têtes accessoires (axe Z horizontal)
— Partie 2: Essais géométriques des machines à broche verticale ou à têtes universelles à axe principal de
rotation vertical (axe Z vertical)
— Partie 3: Essais géométriques des machines à têtes universelles intégrées à indexage ou continues (axe
Z vertical)
— Partie 4: Exactitude et répétabilité de positionnement des axes linéaires et rotatifs
— Partie 5: Exactitude et répétabilité de positionnement des palettes porte-pièces
— Partie 6: Exactitude des vitesses et interpolations
— Partie 7: Exactitude des pièces d’essai usinées
— Partie 8: Évaluation des performances en contournage dans les trois plans de coordonnées
— Partie 9: Évaluation des temps opératoires de changement d’outils et de changement de palettes
— Partie 10: Évaluation des déformations thermiques
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ISO 10791-7:2014(F)

Introduction
Un centre d’usinage est une machine-outil à commande numérique qui peut réaliser des opérations
d’usinage multiples comprenant le fraisage, l’alésage, le perçage et le taraudage, ainsi que les changements
automatiques d’outils à partir d’un magasin ou d’une unité de stockage similaire dans le cadre d’un
programme d’usinage. La plupart des centres d’usinage comportent des dispositifs permettant de
changer automatiquement la direction dans laquelle les pièces sont présentées à l’outil.
L’objet de l’ISO 10791 (toutes les parties) est de fournir une information aussi étendue et approfondie
que possible sur les essais et contrôles qui peuvent être effectués à des fins de comparaison, réception,
maintenance ou autres.
La présente norme internationale spécifie, par référence aux parties correspondantes de l’ISO 230,
plusieurs familles d’essais pour centres d’usinage à broche horizontale ou verticale ou à têtes universelles
de différents types, destinés à être autonomes ou à être intégrés dans des systèmes de fabrication. La
présente norme internationale établit également les tolérances ou les valeurs maximales admissibles
pour les résultats d’essai correspondant aux centres d’usinage à usage général et d’exactitude normale.
La présente norme internationale est également applicable, en totalité ou en partie, aux machines à aléser
et à fraiser à commande numérique lorsque leur configuration, leurs composants et leurs mouvements
sont compatibles avec les essais décrits dans ce document.
© ISO 2014 – Tous droits réservés v

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NORME INTERNATIONALE ISO 10791-7:2014(F)
Conditions d’essai pour centres d’usinage —
Partie 7:
Exactitude des pièces d’essai usinées
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 10791 prescrit des pièces d’essai standard en référence à l’ISO 230-1 ainsi
que des essais de coupe dans les conditions de finition. Elle prescrit également les caractéristiques et
les dimensions des pièces d’essai proprement dites. La présente partie de l’ISO 10791 est destinée à
fournir des spécifications minimales permettant de déterminer l’exactitude de l’usinage de la machine.
La présente partie de l’ISO 10791 prend en considération des centres d’usinage de 3 à 5 axes.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 230-1:2012, Code d’essai des machines-outils — Partie 1: Exactitude géométrique des machines
fonctionnant à vide ou dans des conditions quasi-statiques
3 Observations préliminaires
3.1 Unités de mesure
Dans la présente partie de l’ISO 10791, toutes les dimensions et tous les écarts linéaires sont exprimés
en millimètres. Toutes les dimensions angulaires sont exprimées en degrés. Les écarts angulaires sont,
en principe, exprimés sous forme de rapports (par exemple, 0,00x/1 000), mais dans certains cas les
microradians ou les secondes d’arc peuvent être utilisés pour des besoins de clarification. Il convient
d’utiliser l’expression suivante pour la conversion des écarts angulaires ou des tolérances:
-6
0,010/1 000 = 10 x 10 = 10 µrad ≅ 2”
3.2 Référence à l’ISO 230-1
Pour appliquer la présente partie de l’ISO 10791, la référence à l’ISO 230-1 doit être faite, notamment
en ce qui concerne l’installation de la machine avant essais, la mise en température de la machine, la
description des méthodes de mesurage, ainsi que l’évaluation et la présentation des résultats.
3.3 Ordre des essais
L’ordre dans lequel les essais sont donnés dans la présente partie de l’ISO 10791 ne définit nullement
l’ordre pratique des essais. Pour faciliter le montage des appareils et l’usinage, les essais peuvent être
réalisés dans n’importe quel ordre.
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ISO 10791-7:2014(F)

3.4 Essais à réaliser
Lors de l’essai d’une machine, il n’est pas toujours nécessaire ni possible d’effectuer la totalité des essais
décrits dans la présente partie de l’ISO 10791. Lorsque les essais sont requis à des fins de réception, il
appartient à l’utilisateur de choisir, en accord avec le fabricant/fournisseur, les essais correspondant
aux composants et/ou aux propriétés de la machine qui l’intéressent. Ces essais doivent être clairement
précisés lors de la passation de la commande d’une machine. Une simple référence à la présente partie
de l’ISO 10791 pour les essais de réception sans spécification des essais à effectuer et sans accord sur les
dépenses correspondantes ne peut être considérée comme un engagement pour aucun des contractants.
En principe, il convient de ne pas usiner plus d’une pièce d’essai de chaque type à des fins de réception.
En cas de prescriptions spéciales, comme la détermination statistique des performances de la machine-
outil (par exemple, capacité à court terme conformément à l’ISO 26303), l’usinage d’un plus grand
nombre de pièces d’essai doit faire l’objet d’un accord entre le fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
3.5 Instruments de mesure
Les instruments de mesure indiqués dans les essais décrits dans l’Article 4 ne sont que des exemples.
D’autres instruments mesurant les mêmes grandeurs et possédant une incertitude de mesurage
identique ou inférieure peuvent être utilisés.
3.6 Emplacement des pièces d’essai
Sauf indication contraire dans le mode opératoire d’essai, il convient que la pièce d’essai soit positionnée
approximativement à mi-course sur l’axe X, et en des points des axes Y et Z convenant au positionnement
de la pièce d’essai et/ou du porte-pièce ainsi qu’à la longueur des outils.
3.7 Fixation des pièces d’essai
La pièce d’essai doit être montée convenablement sur un porte-pièce adapté, de façon à obtenir la stabilité
maximale des outils et du porte-pièce. Les surfaces de montage du porte-pièce et de la pièce d’essai
doivent être planes. Il est recommandé d’utiliser un dispositif de fixation adapté permettant à l’outil de
réaliser un usinage de part en part et, par exemple, un trou de centrage sur toute sa longueur. Il est de
plus recommandé de monter la pièce d’essai sur le porte-pièce avec des vis à tête fraisées/noyées qui
n’interfèrent pas avec l’usinage ultérieur. D’autres méthodes sont possibles et peuvent être sélectionnées.
La hauteur hors tout de la pièce d’essai sélectionnée dépend du moyen de fixation utilisé.
3.8 Matériau des pièces d’essai, outillage et paramètres de coupe
Le matériau des pièces d’essai, l’outillage et les paramètres de coupe correspondants font l’objet d’un
accord entre le fabricant/fournisseur et l’utilisateur et doivent être consignés. Les paramètres indiqués
pour les essais de coupe ne sont que des propositions. Le matériau des pièces d’essai doit être spécifié
avec les désignations de matériaux appropriées.
3.9 Dimensions des pièces d’essai
Dans le cas où les pièces d’essai proviennent d’essais de coupe préalables et sont réutilisables, il convient
que leurs dimensions caractéristiques ne s’écartent pas de ± 10 % de celles indiquées dans la présente
partie de l’ISO 10791. Lorsque les pièces d’essai sont réutilisées, une passe peu profonde doit être
réalisée pour nettoyer toutes les surfaces avant qu’il soit procédé à de nouvelles passes de finition pour
des essais.
Il est également recommandé de marquer sur les pièces d’essai le type et le numéro de série de la machine,
la date du contrôle, le nom et l’orientation des axes.
Il convient d’effectuer des passes de dégrossissage afin que la profondeur de coupe soit aussi régulière
que possible.
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ISO 10791-7:2014(F)

Les dimensions nominales des pièces d’essai peuvent être modifiées en accord avec le fabricant/fournisseur
et l’utilisateur Lorsque la dimension nominale des pièces d’essai est modifiée, la vitesse d’avance (pour le
contournage circulaire) peut être modifiée de manière analogue, comme indiqué dans l’ISO 230-4:2005,
Annexe C. La dimension de l’outil et d’autres conditions d’usinage peuvent également être modifiées.
3.10 Types de pièces d’essai
Dans la présente partie de l’ISO 10791, quatre types de pièce d’essai sont considérés, chacun dans deux
ou trois dimensions. Les types, les dimensions et la désignation correspondante de chaque pièce d’essai
sont donnés dans le Tableau 1. Parmi ces types, les types M1 et M2 sont applicables aux centres d’usinage
à 3, 4 et 5 axes. M3 est applicable seulement aux centres d’usinage à 5 axes. M4 est applicable aux centres
d’usinage à 4 et 5 axes.
Tableau 1 — Types, dimensions et désignation des pièces d’essai
Dimension
Type Désignation
nominale
80 Pièce d’essai ISO 10791-7, M1_80
M1
160 Pièce d’essai ISO 10791-7, M1_160
Pièce d’essai de positionnement et de contournage
320 Pièce d’essai ISO 10791-7, M1_320
M2 80 Pièce d’essai ISO 10791-7, M2_80
Pièce d’essai de surfaçage 160 Pièce d’essai ISO 10791-7, M2_160
a
M3 15 Pièce d’essai ISO 10791-7, M3_15
a
Pièce d’essai en tronc de cône 45 Pièce d’essai ISO 10791-7, M3_45
80 Pièce d’essai ISO 10791-7, M4_80
M4
160 Pièce d’essai ISO 10791-7, M4_160
Pièce d’essai carrée à trois gradins
320 Pièce d’essai ISO 10791-7, M4_320
a
Demi-angle au sommet de la pièce d’essai.
3.11 Informations à consigner
Pour les essais effectués conformément aux prescriptions de la présente partie de l’ISO 10791, les
informations suivantes doivent être indiquées de la manière la plus exhaustive possible dans le rapport
d’essai:
a) matériau et désignation de la pièce d’essai;
b) matériau, dimensions et nombre de dents de l’outil;
c) vitesse de coupe;
d) vitesse d’avance;
e) profondeur de passe;
f) autres paramètres de coupe, par exemple liquide de coupe;
g) position et orientation de la pièce d’essai dans l’espace de travail;
h) sens des coupes (si applicable).
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ISO 10791-7:2014(F)

3.12 Compensation par logiciel
Lorsque des logiciels permettent de compenser les écarts géométriques, sur la base d’un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur, les essais appropriés peuvent être effectués avec ces compensations.
Lorsque la compensation par logiciel est utilisée, cela doit être indiqué dans le rapport d’essai.
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ISO 10791-7:2014(F)

4 Essais d’usinage
Objet M1
Vérification des performances de la machine dans différentes conditions cinématiques, c’est-à-dire avance sur un seul axe, interpolation
linéaire de deux axes et interpolation circulaire, par alésage de cinq trous et une série de passes de finition sur différents profils.
NOTE 1  Cet essai est habituellement réalisé dans le plan XY de la machine, mais peut être réalisé dans d’autres plans de coordonnées si
l’on dispose d’une tête de broche universelle.
NOTE 2  L’essai M4 définit des ajouts à l’essai M1 pour évaluer l’exactitude et le positionnement d’axes de rotation et de pivotement.
Schéma
Trois dimensions de pièces de contournage sont considérées et leurs dimensions sont indiquées ci-dessous.
Pièce d’essai ISO 10791-7, M1_80:                                                                          Dimensions en millimètres
-
Z Z
D
14

0,05 CB 0,01

13 13
 D 0,01
0,02 A
C
A
80
54
0,025 C
D1
0,01 B LE
0,015
0,005
D2
G
M E2
2X
E1
LE
0,01 B
0,005
N
P
4X
0,01 B
LE
0,005
L
Z
K
J
H
F D3
Z
D4
E4 E3
I
26 26
2X
0,005
B
0,01 LE
0,005
B
© ISO 2014 – Tous droits réservés 5
26 26
(6) (6)
(6)
(6)
(6)

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Pièce d’essai ISO 10791-7, M1_160:                                                                           Dimensions en millimètres
Z-Z
D
 28
0,01
0,05 C B
 26
26
 0,01
A
0,02 D
A
C
160
108
C
 0,025
0,01 B LE
D1
0,015
0,008
D2
G
M
E2
2X
0,01
B LE
E1
0,008
P
N
4X
0,01
B LE
0,008
L
Z
K
J
H
F
Z
D4
E4 E3
D3
I
52 52
0,008
2X
0,01 B
LE
B
0,008
6 © ISO 2014 – Tous droits réservés
52
52
(6) (6)
(6) (6)
(6)

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ISO 10791-7:2014(F)


Pièce d’essai ISO 10791-7, M1_320:                                                                           Dimensions en millimètres
Z -Z
D
45
 0,015
0,05 C B

43 43
0,020
D 0,015 A
A
C
320
218
0,025 C
0,02 B
LE
0,015
D1 0,02
D2
G
M
E2
2X
E1
0,02 B LE
0,015
P
N
4X
0,02
B LE
L
0,015
Z
K
J
H
F
Z
D4
E4
E3 D3
I
2X
100 100
0,02
B LE 0,015
0,015
B
© ISO 2014 – Tous droits réservés 7
100 100
(10) (10)
(6)
(6)
(6)

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ISO 10791-7:2014(F)


Ébauche pour ISO 10791-7, M1_80:                                                                          Dimensions en millimètres
Note: Les dimensions de fixations sont liées aux vis M6.
Z- Z
Z
26 26
32
1
15
26
Z
44
(20)
30
Ébauche pour ISO 10791-7, M1_160:                                                                         Dimensions en millimètres
Note: Les dimensions de fixations sont liées aux vis M10.
Z- Z
Z
52 52
38
1
20
30
Z
(40) 60
60
8 © ISO 2014 – Tous droits réservés
52 52
26 26
(20)
30
(40) 60
70

7
140
 11

11
80

18
160

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Ébauche pour ISO 10791-7, M1_320:                                                                        Dimensions en millimètres
Note: Les dimensions de fixations sont liées aux vis M16.
Z- Z
Z
54
100 100
1
20
Z
38
80
(90) 100
La surface de référence B doit être parallèle à l’un des axes linéaires.
Les trous alésés (E) doivent être approchés dans le sens positif des axes de positionnement, les lamages (D) doivent être approchés dans
le sens négatif.
Le losange (K-L-M-N) sur la face supérieure du carré doit être usiné uniquement lorsque deux axes linéaires sont utilisés (par exemple, X
et Y).
Il convient d’usiner les pentes (I et J), d’un angle de 3° et d’une profondeur de 6 mm sur le dessus des côtés du carré extérieur, uniquement
lorsque deux axes linéaires sont utilisés (par exemple, X et Y).
Étant donné que les différentes surfaces de contournage sont usinées à différentes hauteurs d’axes, il convient d’éviter le contact avec
les autres faces en maintenant l’outil une fraction de millimètre au-dessus de la surface plane inférieure. La hauteur hors tout de la pièce
d’essai dépend de la méthode de fixation utilisée.
Il convient que la vitesse de coupe soit d’environ 50 m/min pour la fonte et de 300 m/min pour l’aluminium. Il convient que le taux
d’avance soit d’environ 0,05 mm par dent à 0,1 mm par dent. Il convient que la profondeur de passe soit de 0,2 mm dans le sens radial
pour toutes les opérations de fraisage, et d’environ 6 mm dans le sens axial pour les opérations de fraisage en roulant.
NOTE Le même outil peut être utilisé pour usiner toutes les surfaces de l’essai de contournage; une fraise combinée avec une lon-
gueur de coupe de 35 mm et un diamètre de 30 mm est recommandée. Un outil d’alésage peut être utilisé pour les trous.
Tolérances Écarts mesurés
      Voir Tableau 2.       Voir Tableau 2.
Instruments de mesure
      Voir Tableau 2.
Observations et références à l’ISO 230-1
Des passes de dégrossissage doivent être effectuées afin que la profondeur de passe soit aussi régulière que possible.
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100 100
(90) 100
280

17

26
 320

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Tableau 2 — Essais géométriques sur les pièces de contournage
Dimensions en millimètres
Tolérances
Écarts
Objet et références au schéma Dimension nominale Instruments de mesure
mesurés
80 160 320
a
Cylindricité du trou de centrage C 0,010 0,010 0,015 MMC
Trou de
Perpendicularité de l’axe du trou de centrage C par MMC
centrage
0,010 0,010 0,015
rapport à la surface de référence A
Rectitude du côté B MMC ou élément de
référence de rectitude et
Rectitude du côté F
capteur de déplacement
0,005 0,008 0,015
linéaire
Rectitude du côté G
Rectitude du côté H
Perpendicularité du côté H par rapport à la surface de MMC ou élément de
Carré
référence B référence de perpendi-
0,010 0,010 0,020
cularité et capteur de
Perpendicularité du côté F par rapport à la surface de
déplacement linéaire
référence B
MMC ou cales de niveau
Parallélisme du côté G par rapport à la surface de
0,010 0,010 0,020 et capteur de déplace-
référence B
ment linéaire
Rectitude du côté K MMC ou élément de
référence de rectitude et
Rectitude du côté L
capteur de déplacement
0,005 0,008 0,015
linéaire
Rectitude du côté M
Rectitude du côté N
Inclinaison de 30° du côté K par rapport à la surface MMC ou règle sinus et
Losange de référence B capteur de déplacement
linéaire
Inclinaison de 60° du côté L par rapport à la surface
de référence B
0,010 0,010 0,020
Inclinaison de 30° du côté M par rapport à la surface
de référence B
Inclinaison de 60° du côté N par rapport à la surface
de référence B
MMC ou capteur de
Circularité du cercle de contournage P 0,015 0,015 0,020
déplacement linéaire ou
Cercle
Concentricité du cercle extérieur P par rapport au
appareil de mesure de la
0,025 0,025 0,025
trou de référence C
circularité
MMC ou élément de
Rectitude de la face I
référence de rectitude et
0,005 0,008 0,015
capteur de déplacement
Rectitude de la face J
linéaire
Pentes
Inclinaison de 3° du côté I par rapport à la surface de MMC ou règle sinus et
référence B capteur de déplacement
0,010 0,010 0,020
linéaire
Inclinaison de 93° du côté J par rapport à la surface
de référence B
10 © ISO 2014 – Tous droits réservés

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ISO 10791-7:2014(F)

Tableau 2 (suite)
Tolérances
Écarts
Objet et références au schéma Dimension nominale Instruments de mesure
mesurés
80 160 320
Position du trou D1 par rapport au trou de référence MMC
C
Position du trou D2 par rapport au trou de référence
C
0,050 0,050 0,050
Position du trou D3 par rapport au trou de référence
C
Position du trou D4 par rapport au trou de référence
C
Trous
Concentricité de la partie intérieure du trou E1 par CMM ou capteur de
rapport à la partie extérieure D1 déplacement linéaire
avec axe de rotation de
Concentricité de la partie intérieure du trou E2 par
référence, ou dispositif
rapport à la partie extérieure D2
de mesure de circularité
0,020 0,020 0,020
Concentricité de la partie intérieure du trou E3 par
rapport à la partie extérieure D3
Concentricité de la partie intérieure du trou E4 par
rapport à la partie extérieure D4
NOTE 1  Effectuer, si possible, les mesurages requis de la pièce d’essai sur une machine de mesure de coordonnées (MMC).
NOTE 2  Pour réduire l’influence de la distorsion de la pièce d’essai en raison de sa fixation, il est recommandé de mesurer les parties
tant qu’elles sont encore serrées à la plaque de fixation.
NOTE 3  Pour les côtés droits (ou le carré, le losange et les pentes), palper la surface en au moins 10 points pour obtenir les écarts de
rectitude, de perpendicularité et de parallélisme.
NOTE 4  Pour l’essai de circularité (ou de cylindricité), si le mesurage n’est pas continu, effectuer des contrôles en au moins 15 points
(sur chaque plan mesuré pour la cylindricité).
a
  Machine de mesure de coordonnées.
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ISO 10791-7:2014(F)


Objet M2
Vérification de la planéité d’une surface usinée par surfaçage de finition réalisé en deux passes bidirectionnelles.
Si la machine comporte une tête de broche universelle, les essais peuvent aussi être effectués dans d’autres plans.
NOTE  Normalement, cet essai est réalisé par un déplacement longitudinal sur l’axe X et un déplacement transversal sur l’axe Y, mais il
peut être effectué différemment après accord entre le fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Schéma
ISO 10791-7, M2_80 et ISO 10791-7, M2_160:
                                                                                                    Dimensions en millimètres
L
Le choix entre les deux dimensions de la pièce d’essai et le choix de l’outillage correspondant est laissé à agrément entre le fabricant/four-
nisseur et l’utilisateur.
Une fraise à surfacer à plaquettes amovibles (voir l’ISO 6462 et l’ISO 1832) est recommandée. Il convient que ni le rayon maximal de pointe
ni le chanfrein des plaquettes ne dépass
...