ISO 3070-3:2007
(Main)Machine tools — Test conditions for testing the accuracy of boring and milling machines with horizontal spindle — Part 3: Machines with movable column and movable table
Machine tools — Test conditions for testing the accuracy of boring and milling machines with horizontal spindle — Part 3: Machines with movable column and movable table
ISO 3070-3:2007 specifies, with reference to ISO 230-1 and ISO 230-2, geometric tests, machining tests and tests for checking the accuracy and repeatability of positioning by numerical control of general purpose, normal accuracy, horizontal spindle boring and milling machines having a movable column and movable table. ISO 3070‑3:2007 also specifies the applicable tolerances corresponding to these tests. ISO 3070-3:2007 concerns machines having movement of the column or column saddle on the bed (X axis), vertical movement of the spindle head (Y axis), movement of the boring spindle or ram (Z axis) and, possibly, a feed movement of radial facing slide in the facing head (U-axis). Some machines also have an intermediate saddle with slideway between column and bed to achieve additional movement of the column parallel to the spindle axis (W-axis). ISO 3070-3:2007 deals only with the verification of the accuracy of the machine. It does not apply to the operational testing of the machine (e.g. vibration, abnormal noise, stick-slip motion of components) nor to machine characteristics (e.g. speeds, feeds), as such checks are generally carried out before testing the accuracy.
Machines-outils — Conditions d'essai pour le contrôle de l'exactitude des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale — Partie 3: Machines à montant mobile et à table mobile
L'ISO 3070-3:2007 spécifie les essais géométriques, les essais d'usinage et les essais pour la vérification de l'exactitude et de la répétabilité de positionnement par commande numérique des machines à aléser et à fraiser, à broche horizontale, à montant mobile et à table mobile, d'usage général et d'exactitude normale. L'ISO 3070-3:2007 prescrit également les tolérances applicables correspondant aux essais mentionnés ci-dessus. En outre, il convient de noter que l'ISO 3070-3:2007 concerne les machines possédant un mouvement du montant ou du traînard du montant sur le banc (axe X), un mouvement vertical du chariot porte-broche (axe Y), un mouvement de la broche d'alésage ou du coulisseau (axe Z) et, éventuellement, un mouvement d'avance du coulisseau à déplacement radial dans le plateau de surfaçage (axe U). Certaines machines possèdent également, disposé entre le banc et le montant, un traînard, muni de glissières de façon à obtenir un mouvement supplémentaire du montant et parallèle à l'axe de la broche (axe W). L'ISO 3070-3:2007 ne traite que du contrôle de l'exactitude de la machine. Elle ne concerne ni l'examen de son fonctionnement (par exemple vibrations, bruit anormal, points durs dans les déplacements d'organes) ni celui de ses caractéristiques (par exemple vitesses, avances). De telles vérifications sont, en général, effectuées avant le contrôle de l'exactitude.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3070-3
Third edition
2007-12-15
Machine tools — Test conditions for
testing the accuracy of boring and milling
machines with horizontal spindle —
Part 3:
Machines with movable column and
movable table
Machines-outils — Conditions d'essai pour le contrôle de l'exactitude
des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale —
Partie 3: Machines à montant mobile et à table mobile
Reference number
©
ISO 2007
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terminology and designation of axes .2
4 Definition of the machining operations carried out on these machines.3
4.1 Boring operations.3
4.2 Milling operations .4
5 Special remarks concerning particular elements.4
5.1 Spindle heads.4
5.2 Tables.5
5.3 Steady blocks.5
6 Preliminary remarks .5
6.1 Measuring units .5
6.2 Reference to ISO 230-1.5
6.3 Testing sequence.5
6.4 Tests to be performed .5
6.5 Measuring instruments .6
6.6 Machining tests.6
6.7 Software compensation .6
6.8 Minimum tolerance .6
7 Geometric tests.7
7.1 Straightness and angular deviations of coordinate axes.7
7.2 Squareness between coordinate axes.15
7.3 Table.17
7.4 Indexing or rotary table.20
7.5 Boring spindle.23
7.6 Milling spindle.29
7.7 Ram .30
7.8 Integral facing head.33
7.9 Steady block.37
8 Machining tests.38
9 Checking accuracy and repeatability of positioning by numerical control.45
10 Geometric accuracy of axes of rotation of tool-holding spindles .51
Bibliography .53
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 3070-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2, Test
conditions for metal cutting machine tools.
This third edition cancels and replaces ISO 3070-0:1982 and ISO 3070-4:1998, of which it constitutes a
technical revision.
ISO 3070 consists of the following parts, under the general title Machine tools — Test conditions for testing
the accuracy of boring and milling machines with horizontal spindle:
⎯ Part 1: Machines with fixed column and movable table
⎯ Part 2: Machines with movable column and fixed table
⎯ Part 3: Machines with movable column and movable table
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Introduction
It is generally accepted that horizontal spindle boring and milling machines fall into three categories
characterized by their particular configuration:
a) machines with fixed column and movable table;
b) machines with movable column and fixed table;
c) machines with movable column and movable table.
In the past, all these types of machines and associated terminology were described in ISO 3070-0:1982. The
relevant accuracy tests were described in ISO 3070-2:1997, ISO 3070-3:1997 and ISO 3070-4:1998
respectively. However, ISO/TC 39/SC 2 decided to integrate the descriptions and the terminology of these
machines into appropriate parts of ISO 3070 describing the accuracy tests and to renumber the parts of this
series accordingly.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 3070-3:2007(E)
Machine tools — Test conditions for testing the accuracy of
boring and milling machines with horizontal spindle —
Part 3:
Machines with movable column and movable table
1 Scope
This part of ISO 3070 specifies, with reference to ISO 230-1, ISO 230-2 and ISO 230-7, geometric tests,
machining tests, spindle tests and tests for checking the accuracy and repeatability of positioning by numerical
control of general purpose, normal accuracy, horizontal spindle boring and milling machines having a movable
column and movable table. This part of 3070 also specifies the applicable tolerances corresponding to these
tests.
This type of machine can be provided with spindle heads of different types, such as those with sliding boring
spindle and milling spindle, sliding boring spindle and facing head, or ram or milling ram.
This part of ISO 3070 concerns machines having movement of the column or column saddle on the bed
(X axis), vertical movement of the spindle head (Y axis), movement of the boring spindle or ram (Z axis) and,
possibly, a feed movement of radial facing slide in the facing head (U axis). Some machines also have an
intermediate saddle with slideways between column and bed to achieve additional movement of the column
parallel to the spindle axis (W axis).
NOTE In ISO 3070-1 spindle ram movement is designated as the W axis.
This part of ISO 3070 deals only with the verification of the accuracy of the machine. It does not apply to the
operational testing of the machine (e.g. vibration, abnormal noise, stick-slip motion of components) nor to
machine characteristics (e.g. speeds, feeds), as such checks are generally carried out before testing the
accuracy.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 230-1:1996, Test code for machine tools — Part 1: Geometric accuracy of machines operating under no-
load or finishing conditions
ISO 230-2:2006, Test code for machine tools — Part 2: Determination of accuracy and repeatability of
positioning numerically controlled axes
ISO 230-7:2006, Test code for machine tools — Part 7: Geometric accuracy of axes of rotation
ISO 1101:2004, Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Tolerances of form,
orientation, location and run-out
3 Terminology and designation of axes
3.1 General
A boring and milling machine is a machine tool in which the principal cutting motion is the rotation of the
cutting tool against the non-rotating workpiece and where the cutting energy is brought by the cutting tool
rotation.
The cutting movement is generated by the rotation of the spindle(s) and, possibly, of the facing head.
3.2 Types of movement
The feed movements are as follows:
a) transverse and possible rotary movements of the table;
b) vertical movement of the spindle head;
c) axial movement of the spindle;
d) axial movements of the column on its fixture, parallel to the axis of the spindle;
e) possible movement of radial facing slide.
Table 1 provides the nomenclature for various structural components of machines shown in Figure 1. Figure 1
shows two possible machine configurations: one with a non-rotary table and the other with an integral rotary
table.
Table 1 — Nomenclature (see Figure 1)
Figure 1
English French German
ref.
1 bed banc Maschinenbett
2 column montant du chariot porte-broche Maschinenständer
3 spindle head chariot porte-broche Spindelstock
Zwischenschlitten
4 column saddle traînard du montant
(für den Spindelstock)
5 table table Aufspanntisch
6 rotary table table pivotante Drehtisch
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a) Machine with non-rotary table
b) Machine slide with integral rotary table
NOTE For components 1 to 6, see Table 1.
Figure 1 — Possible boring and milling machine configurations
4 Definition of the machining operations carried out on these machines
4.1 Boring operations
Boring is a machining operation for generating holes of various sizes and geometries in which the principal
cutting motion is the rotation of single-point cutting tool against the non-rotating workpiece and where the
cutting energy is brought by the cutting tool rotation.
Boring the diameter of cylindrical, conical, blind or through holes to the required size is achieved by using a
boring bar to locate the cutting edge of the boring tool in a well-defined position with respect to the axis
average line of the boring spindle.
In the case of coaxial bores situated on opposite faces of the same workpiece, the operation may be carried
out using a boring bar, supported between the machine boring spindle and the steady stock located on the
other side of the table. Alternatively, if the machine has a rotary table, such an operation can be carried out by
rotating the table 180° to bore the opposite side of the workpiece with the same boring tool located on the
boring bar that is mounted on the boring spindle without any steady support (reverse boring). Although more
economical, this alternative method requires closer tolerances for table angular positioning as well as for the
axis of rotation errors.
4.2 Milling operations
Milling is a machining operation to generate non-axisymmetrical (non-rotational) surfaces of various
geometries in which the principal cutting motion is the rotation of a cutting tool with multiple cutting edges
against the non-rotating workpiece and where the cutting energy is brought by the cutting tool rotation.
Milling operations mostly involve face milling or end milling. The tools are mounted either in the boring spindle
taper (see Figure 2) or, as for face milling cutters, on the milling spindle nose.
5 Special remarks concerning particular elements
5.1 Spindle heads
Reference should be made to Figure 2 for examples of the various types of head. Related nomenclature is
given in Table 2.
Facing heads generally have a radial facing slide and are either integral or removable; the latter is considered
an accessory.
It should be noted that the integral facing head may not always be mounted onto the milling spindle and may
have its own bearing independent from the main spindle bearings.
Table 2 — Nomenclature (see Figure 2)
Figure 2
English French German
ref.
1 boring spindle broche à aléser Bohrspindel
2 milling spindle broche à fraiser Frässpindel
3 facing head plateau à surfacer Planscheibe
4 spindle head with facing head tête de broche avec plateau à surfacer Spindelstock mit Planscheibe
5 ram coulisseau Traghülse
a) Spindle head for boring b) Spindle head with facing head c) Spindle head with ram
and milling
NOTE For elements 1 to 5, see Table 2.
Figure 2 — Types of spindle head
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5.2 Tables
Tables may have rotary movements.
The two main rectilinear movements, the directions of which are perpendicular to each other, are used either
for positioning the table or giving specified work feeds.
The rotary movement of the table may be used
a) for angular positioning in the plane of the table rotation,
b) as a circular work feed for milling operations,
c) for circular cutting movements for turning operations.
5.3 Steady blocks
Due to the decreasing use of long boring bars, there is an increasing tendency to treat steady blocks as
optional parts or auxiliary equipment.
6 Preliminary remarks
6.1 Measuring units
In this part of ISO 3070, all linear dimensions, deviations and corresponding tolerances are expressed in
millimetres; angular dimensions are expressed in degrees, and angular deviations and the corresponding
tolerances are expressed in ratios (e.g. 0,00x/1 000) as the primary method; but in some cases microradians
or arcseconds may be used for clarification purposes. The equivalence of the following expressions should
always be kept in mind:
−6
0,010/1 000 = 10 × 10 = 10 µrad ≈ 2 arcsec
6.2 Reference to ISO 230
In applying this part of ISO 3070, reference shall be made to ISO 230-1, especially for the installation of the
machine before testing, warming up of the spindle and other moving components, description of the
measuring methods and recommended accuracy of the test equipment.
In the “Observations” block of the tests described in the following sections, the instructions are to be followed
by reference to the corresponding clause or subclause in ISO 230-1, ISO 230-2 or ISO 230-7, in cases where
the test concerned is in compliance with the specifications of one or another of those parts of ISO 230.
6.3 Testing sequence
The sequence in which the tests are presented in this part of ISO 3070 in no way defines the practical order of
testing. In order to make the mounting of instruments or gauging easier, tests may be performed in any order.
6.4 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 3070. When the tests are required for acceptance purposes, it is for the user to choose, in agreement
with the supplier/manufacturer, 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 machine. The mere reference to
this part of ISO 3070 for the acceptance tests, without specifying the tests carried out or without agreement on
the relevant expenses, cannot be considered binding for any contracting party
6.5 Measuring instruments
The measuring instruments indicated in the tests described in the following sections are examples only.
Other instruments capable of measuring the same quantities and having the same, or a smaller, measuring
uncertainty may be used. Linear displacement sensors shall have a resolution of 0,001 mm or better.
6.6 Machining tests
Machining tests shall be made with finishing cuts only, not with roughing cuts, which are liable to generate
appreciable cutting forces.
6.7 Software compensation
When built-in software facilities are available for compensating geometric, positioning, contouring and thermal
deviations, their use during these tests should be based on agreement between the user and the
supplier/manufacturer. When the software compensation is used, this shall be stated in the test report.
6.8 Minimum tolerance
When the tolerance for a geometric test is established for a measuring length different from that given in this
part of ISO 3070 (see ISO 230-1:1996, 2.311), it shall be taken into consideration that the minimum value of
tolerance is 0,005 mm.
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7 Geometric tests
7.1 Straightness and angular deviations of linear axes
Object
G1
Checking of the straightness of the column movement (W axis):
a) in the YZ plane (vertical plane) (EYW);
b) in the ZX plane (horizontal plane) (EXW).
Diagram
Tolerance Measured deviation
a) and b)
a)
0,02 for measuring lengths up to 1 000
b)
0,03 for measuring lengths above 1 000
Local tolerance: 0,006 for any measuring length of 300
Measuring instruments
Straightedge, linear displacement sensor/support and gauge blocks or optical methods or microscope and
taut wire
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.232.11, 5.232.12 and 5.232.13
Table and spindle head shall be locked. Set a straightedge on the table, parallel to the column movement
(W axis) for a) vertically and b) horizontally (parallel means that the reading of the linear displacement
sensor touching the straightedge at both ends of the movement is the same value).
If the spindle can be locked, mount the linear displacement sensor on it. If the spindle cannot be locked,
mount the linear displacement sensor on the spindle head.
The stylus shall be normal to the reference face of the straightedge.
Traverse the column in the W-axis direction and note the readings.
Object
G2
Checking of the angular deviation of the column movement (W axis):
a) in the YZ plane (EAW: pitch);
b) in the XY plane (ECW: roll);
c) in the ZX plane (EBW: yaw).
Diagram
Key
1 reference level
2 autocollimator
3 mirror
Tolerance Measured deviation
a), b) and c) a)
0,04/1 000 b)
Local tolerance: 0,02/1 000 for any measuring length of 300 c)
Measuring instruments
a) Precision level, laser interferometer or other optical angular deviation measuring instruments
b) Precision level
c) Laser interferometer or other optical angular deviation measuring instruments
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.231.3 and 5.232.2
The level or instrument shall be placed on the spindle head:
a) (EAW: pitch) in the Z-axis direction (set vertically for an autocollimator);
b) (ECW: roll) in the X-axis direction;
c) (EBW: yaw) in the Z-axis direction (set horizontally for an autocollimator).
The reference level shall be located on the table and the spindle head shall be in mid-travel.
When W-axis motion causes an angular movement of both spindle head and table, differential
measurements of the two angular movements shall be made and this shall be stated.
Measurements shall be carried out at a minimum of five positions equally spaced along the travel in both
directions of the movement.
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Object
G3
Checking of the straightness of the table movement (X axis):
a) in the XY plane (vertical plane) (EYX);
b) in the ZX plane (horizontal plane) (EZX);
Diagram
Tolerance Measured deviation
a) and b) a)
0,02 for measuring lengths up to 1 000 b)
Add 0,01 to the preceding tolerance for each 1 000 increase
in length beyond 1 000
Maximum tolerance: 0,05
Local tolerance: 0,006 for any measuring length of 300
Measuring instruments
Straightedge, linear displacement sensor/support and gauge blocks or optical methods
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.232.11 and 5.232.13
Set a straightedge at the middle position of the table, parallel to the X-axis table movement for a) vertically
and b) horizontally (parallel means that the reading of the linear displacement sensor touching the
straightedge at both ends of the movement is the same value).
If the spindle can be locked, mount the linear displacement sensor on it. If the spindle cannot be locked,
mount the linear displacement sensor on the spindle head.
The stylus shall be normal to the reference face of the straightedge.
Traverse the table in the X-axis direction and note the readings.
Object
G4
Checking of the angular deviation of the table movement (X axis):
a) in the XY plane (ECX: pitch);
b) in the YZ plane (EAX: roll);
c) in the ZX plane (EBX: yaw).
Diagram
Key
1 reference level
2 autocollimator
3 mirror
Tolerance Measured deviation
a), b) and c) a)
X u 4 000: 0,04/1 000 b)
c)
X > 4 000: 0,06/1 000
Local tolerance: 0,02/1 000 for any measuring length of 300
Measuring instruments
a) Precision level, laser interferometer or other optical angular deviation measuring instruments
b) Precision level
c) Laser interferometer or other optical angular deviation measuring instruments
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.231.3 and 5.232.2
The level or instrument shall be placed on the table:
a) (ECX: pitch) in the X-axis direction (set vertically for an autocollimator);
b) (EAX: roll) in the Z-axis direction (set vertically for an autocollimator);
c) (EBX: yaw) in the X-axis direction (set horizontally for an autocollimator).
The reference level shall be located on the spindle head and the spindle head shall be in mid-travel.
When X-axis motion causes an angular movement of both spindle head and work-holding table, differential
measurements of the two angular movements shall be made and this shall be stated.
Measurements shall be carried out at a minimum of five positions equally spaced along the travel in both
directions of the movement.
10 © ISO 2007 – All rights reserved
Object
G5
Checking of the straightness of the spindle head movement (Y axis):
a) in the YZ plane (vertical plane parallel to spindle axis) (EZY);
b) in the XY plane (vertical plane square to the spindle axis) (EXY).
Diagram
Key
1 taut wire
2 microscope
Tolerance Measured deviations
a) and b) a)
0,02 for any measuring length up to 1 000 b)
Add 0,01 to the preceding tolerance for each 1 000 increase
in length up to 4 000.
Add 0,02 for each 1 000 increase in length over 4 000
Measuring instruments
Microscope and taut wire or optical methods
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.232.12 or 5.232.13
The column and table shall be locked and the table shall be locked in mid-travel.
The taut wire shall be tightened between fixed parts independent of, or integral to, the machine, as near as
possible to the vertical slideways of the column.
If the spindle can be locked, lock it during measurements; the microscope or alignment telescope may be
mounted on it. If the spindle cannot be locked, mount the microscope on the spindle head of the machine.
12 © ISO 2007 – All rights reserved
Object
G6
Checking of the angular deviations of the spindle head movement (Y axis):
a) in the YZ plane (EAY);
b) in the ZX plane (EBY, roll).
Diagram
Key
1 reference level
Tolerance Measured deviation
a) and b) a)
b)
Y u 4 000: 0,04/1 000
Y > 4 000: 0,06/1 000
Measuring instruments
a) Precision level, laser interferometer or other optical angular deviation measuring instruments
b) Cylindrical square, level and linear displacement sensors/support arm
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.231.3 and 5.232.2
a) Place a level on the spindle head in the Z-axis direction. The reference level shall be located on the
table and the spindle head shall be in the middle of its travel range.
b) Mount a surface plate on the table and adjust it so that its face is levelled.
Place a cylindrical square on the surface plate so that it is touched it by the stylus of the linear
displacement sensor mounted on a special arm fixed to the spindle head. Place a level also on the
surface plate in the Z-axis direction.
Note the readings at the measuring positions of the spindle head travel (Y axis).
Move the table distance, d, and reset the linear displacement sensor so that the stylus touches the
cylindrical square.
When the level is shown as different because of roll in the table movement, adjust the level of the
surface plate so that it is the same as that of the first position, then note readings at the same measuring
positions.
For each measuring position, calculate the differences between two readings, then the difference
between maximum and minimum divided by distance, d, to give the angular deviation.
Measurements shall be carried out at a minimum of five positions equally spaced along the travel in both
directions of up and down movements.
NOTE The levelling difference between the two locations of the table directly influences the measurement results.
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7.2 Squareness between linear axes
Object
G7
Checking of the squareness between the table movement (X axis) and the column movement (W axis).
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,03 for any measuring length of 1 000
Measuring instruments
Straightedge, square and linear displacement sensor/support
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.522.4
Lock the spindle head in mid-travel.
Align the straightedge parallel to the column movement (W axis) and press the square against it (parallel
means that the reading of the linear displacement sensor touching the straightedge at both ends of the
movement is the same value). Lock the column in mid-travel.
If the spindle can be locked, mount the linear displacement sensor on it. If the spindle cannot be locked,
mount the linear displacement sensor on the spindle head.
Apply the stylus of the linear displacement sensor to the reference face of the square.
Move the table in the X direction and note the readings.
NOTE This test can be carried out, without using a straightedge, by directly applying the stylus of the linear
displacement sensor to the two faces of the square.
Object
G8
Checking of the squareness of the spindle head movement (Y axis) to
a) the table movement (X axis),
b) the column movement (W axis).
Diagram
Tolerance Measured deviation
a) and b) a)
0,03 for any measuring length of 1 000 b)
Measuring instruments
Cylindrical square, surface plate, adjustable blocks and linear displacement sensor/support
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.522.4
Mount a surface plate on the table and adjust it so that its surface is parallel to both X- and W-axis
movements. Place the cylindrical square on the surface plate.
Lock the table and column saddle in mid-travel.
If the spindle can be locked, the linear displacement sensor may be mounted on it. If the spindle cannot be
locked, mount the linear displacement sensor on the spindle head.
a) Apply the stylus of the linear displacement sensor to the cylindrical square in the X-axis direction and
move the head in the Y-axis direction through the measuring length, noting the maximum difference
between the readings.
b) Apply the stylus of the linear displacement sensor to the cylindrical square in the W-axis direction and
carry out the same procedure as specified above.
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7.3 Table
Object
G9
Checking of the flatness of the table surface.
Diagram
Tolerance Measured deviation
For the longer side, a length of O-X or O-Z
0,03 for measuring lengths up to 1 000 (flat to concave)
Add 0,01 to the preceding tolerance for each 1 000 increase
in length beyond 1 000.
Maximum tolerance: 0,06
Local tolerance: 0,015 for any measuring length of 300
Measuring instruments
Precision level or straightedge, gauge blocks and linear displacement sensor or optical or other equipment
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.322, 5.323 and 5.324
The table and the column saddle may be locked in mid-travel.
Object
G10
Checking of the parallelism of the table surface relative to:
a) the column movement (W axis);
b) the table movement (X axis).
Diagram
Tolerance Measured deviation
a) and b) a)
0,04 for measuring lengths up to 1 000 b)
Add 0,01 to the preceding tolerance, for each 1 000 increase
in length beyond 1 000.
Maximum tolerance: 0,06
Local tolerance: 0,015 for any measuring length of 300
Measuring instruments
Linear displacement sensor, straightedge and gauge blocks
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.422.21
If the spindle can be locked, the linear displacement sensor may be mounted on it. If the spindle cannot be
locked, mount the linear displacement sensor on the spindle head.
Place the stylus of the linear displacement sensor in a vertical plane approximately coaxial with the spindle
axis.
Set the straightedge on the table parallel to the table surface and traverse the table or saddle through the
measuring length, noting the variation in reading. If the traverse travel is longer than 1 600, carry out the
inspection by successive movement of the straightedge.
a) Carry out the test with the table locked in mid-travel.
b) Carry out the test with the column and spindle head locked.
Direct measurement of the table surface without using a straightedge is also possible using a linear
displacement sensor and gauge block.
For rotary type tables, the test shall be carried out at each of the following indexed positions of the rotary
table: 0°, 90°, 180° and 270°.
18 © ISO 2007 – All rights reserved
Object
G11
Checking of the parallelism of the median or reference T-slot to the table movement (X axis).
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,03 for any measuring length of 1 000
Maximum tolerance : 0,04
Measuring instruments
Linear displacement sensor and cross-square
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.422.21
If the spindle can be locked, the linear displacement sensor may be mounted on it. If the spindle cannot be
locked, mount the linear displacement sensor on the spindle head.
The stylus of the linear displacement sensor may be made to touch the reference face of the T-slot either
directly or using a cross-square.
7.4 Indexing or rotary table
Object
G12
Checking of the face run-out of the table surface in its rotating movement.
Diagram
Key
1, 2, 3, 4 measuring points
A, B, C, D table corners
Tolerance Measured deviation
0,02 for a measuring diameter of 1 000
Measuring instruments
Linear displacement sensor/support and gauge block
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.632
With the linear displacement sensor in position 1, place a gauge block near corner A of the table and perform
a measurement. Remove the gauge block and rotate the table until corner B comes to the measuring
position and perform a measurement by inserting the same gauge block. Carry out the same operation at
corners C and D by rotating the table.
Repeat the same process, placing the linear displacement sensor in the successive positions 2, 3 and 4 or at
least in position 2.
For each of those positions, record the difference between the maximum and minimum readings.
Use the greatest of these differences as the value of the face run-out
Lock the table each time before taking measurements, if applicable.
20 © ISO 2007 – All rights reserved
Object
G13
Checking of the run-out of the centring hole of the table in relation to its axis of rotation.
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,015
Measuring instruments
Linear displacement sensor/support and possibly test mandrel
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.612.3
If the spindle can be locked, the linear displacement sensor may be mounted on it. If the spindle cannot be
locked, mount the linear displacement sensor on the spindle head.
Set the stylus of the linear displacement sensor coaxial with the axis of the centring hole and as near as
possible to the table surface.
Rotate the table and record the difference between the maximum and the minimum reading as the measured
deviations.
Checking may also be carried out using a test mandrel inserted into the centre hole.
Object
G14
Checking of the accuracy of the table angular positions at 0°, 90°, 180° and 270°
a) for a rotary indexable table with only four fixed positions 90° apart;
b) for a rotary indexable table with any number of fixed positions;
c) for a rotary table capable of any angle positioning.
Diagram
Tolerance Measured deviation
a) 0,03 for any measuring length of 500 a)
b) 0,05 for any measuring length of 500 b)
c) 0,075 for any measuring length of 500 c)
Measuring instruments
Square and linear displacement sensor/support
Observations and references to ISO 230-1:1996 6.41, 6.42, 6.43 and Annex A.5
Set a square on the table with one edge parallel to the table movement (X axis).
Index the table four times in one direction (90°, 180°, 270° and 360°) and check in every position the
parallelism between the table movement and the corresponding edge of the square.
Index the table four times in the opposite direction (270°, 180°, 90° and 0°) and check again the parallelism
in every position. The maximum difference of the eight readings shall not exceed the tolerance.
NOTE Test P6 presents a test procedure for NC rotary tables.
22 © ISO 2007 – All rights reserved
7.5 Boring spindle
Object
G15
Checking of the boring spindle:
a) run-out of the internal taper, with the spindle retracted
1) at the mouth of the taper,
2) at a distance of 300 mm from the spindle nose;
b) run-out of the external diameter with
1) the spindle retracted,
2) the spindle extended by 300 mm;
c) periodic axial slip, with the spindle retracted.
Diagram
Tolerance Measured deviation
a)
D u 125 D > 125
b)
a) and b) 1) 0,01 0,015
c)
2) 0,02 0,03
c) 0,01 0,015
where D is the diameter of the boring spindle.
Measuring instruments
Test mandrel and linear displacement sensor
Observations and references to ISO 230-1:1996
a) 5.612.3
b) 5.612.2
c) 5.622.1 and 5.622.2
The value and the direction of application of the force, F, shall be specified by the supplier/manufacturer.
When preloaded bearings are used, no force need be applied.
NOTE Test R1 is a spindle test for evaluating error motions of the spindle.
24 © ISO 2007 – All rights reserved
Object
G16
Checking of the parallelism of the boring spindle axis relative to the column movement (W axis):
a) in the YZ plane (vertical);
b) in the ZX plane (horizontal).
Diagram
Tolerance Measured deviation
a) and b) a)
0,02 for any measuring length of 300 b)
Measuring instruments
Linear displacement sensor and test mandrel
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.412.1 and 5.422.3
The spindle head shall be locked in mid-travel and the spindle shall be retracted.
The table may be locked in the central position.
Measurement shall be carried out with the aid of the test mandrel mounted on the spindle nose.
Carry out the measurement at the mean position of run-out of the spindle rotation or evaluate the mean
value of measurements taken at two positions of the spindle rotation 180° apart.
Object
G17
Checking of the squareness of the boring spindle axis relative to the table movement (X axis).
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,02/500
(500 is the distance between the two measuring points touched.)
Measuring instruments
Linear displacement sensor/support and square block
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.512.1 and 5.512.32
The spindle head shall be locked in mid-travel (Y axis) and the spindle and, possibly, the ram shall be
retracted.
The column shall be locked in the position nearest the table.
Place the stylus of the linear displacement sensor against the square block on the table.
Turn the boring spindle and move the table to touch the square block at the same point.
The difference between the two readings divided by the distance between the two measuring points defines
the squareness deviation.
26 © ISO 2007 – All rights reserved
Object
G18
Checking of the squareness of the boring spindle axis relative to the spindle head movement (Y axis).
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,02/500 with α u 90°
(500 is the distance between the two measuring points touched.)
Measuring instruments
Cylindrical square, adjustable blocks and linear displacement sensor/support
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.512.1 and 5.512.32
The spindle head shall be locked in mid-travel and the spindle and, possibly, the ram shall be retracted.
The column shall be locked in the position nearest the table.
The cylindrical square shall be set on the table parallel to the spindle head movement (Y axis).
Turn the spindle with the linear displacement sensor attached so that it touches the cylindrical square.
Object
G19
Checking of the parallelism of the boring spindle movement (Z axis) in the vertical plane relative to the
column movement (W axis).
Diagram
Tolerance Measured deviation
For an extension of the spindle equal to
2D: + 0,015 (upwards)
4D: ± 0,02
6D: − 0,06 (downwards)
where D is the diameter of the boring spindle.
The extension of the spindle is limited to six times the spindle diameter
and shall not exceed 900.
The tolerance is limited to a spindle diameter of 150; when the spindle
diameter is over 150, the tolerance shall be agreed upon between the
user and the supplier/manufacturer.
Measuring instruments
Straightedge, gauge block and linear displacement sensor
Observations and references to ISO 230-1:1996 5.232.1 and 5.422.22
Place the straightedge on the table vertically in a plane containing the spindle axis and adjust it parallel to
the column movem
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 3070-3
Troisième édition
2007-12-15
Machines-outils — Conditions d'essai
pour le contrôle de l'exactitude des
machines à aléser et à fraiser à broche
horizontale —
Partie 3:
Machines à montant mobile et à table
mobile
Machine tools — Test conditions for testing the accuracy of boring and
milling machines with horizontal spindle —
Part 3: Machines with movable column and movable table
Numéro de référence
©
ISO 2007
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E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2007 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives.1
3 Terminologie et désignation des axes .2
3.1 Généralités.2
3.2 Types de mouvements .2
4 Définitions des opérations d’usinage réalisées sur les machines.3
4.1 Alésage.3
4.2 Fraisage.4
5 Observations spéciales concernant des éléments particuliers.4
5.1 Chariots porte-broche .4
5.2 Tables.5
5.3 Paliers de lunette .5
6 Observations préliminaires.5
6.1 Unités de mesure.5
6.2 Référence à l'ISO 230-1 .5
6.3 Ordre des essais.5
6.4 Essais à réaliser.5
6.5 Instruments de mesure .6
6.6 Essais d'usinage.6
6.7 Compensation du logiciel .6
6.8 Tolérance minimale.6
7 Essais géométriques.7
7.1 Rectitude et écarts angulaires des axes de coordonnées .7
7.2 Perpendicularité entre les axes de coordonnées.15
7.3 Table.17
7.4 Indexation ou table rotative.20
7.5 Broche d’alésage.23
7.6 Broche de fraisage.29
7.7 Coulisseau.30
7.8 Plateau à surfacer intégral.33
7.9 Palier de la lunette .37
8 Essais d'usinage.38
9 Vérification de l’exactitude et de la répétabilité de positionnement par commande
numérique.45
10 Exactitude géométrique des axes de rotation des broches porte-outil.51
Bibliographie .53
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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
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.
L'ISO 3070-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 39, Machines-outils, sous-comité SC 2,
Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
Cette troisième édition annule et remplace l’ISO 3070-0:1982 et l’ISO 3070-4:1998, qui ont fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 3070 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Machines-outils — Conditions
d’essai pour le contrôle de l’exactitude des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale:
⎯ Partie 1: Machines à montant fixe et à table mobile
⎯ Partie 2: Machines à montant mobile et à table fixe
⎯ Partie 3: Machines à montant mobile et à table mobile
iv © ISO 2007 – Tous droits réservés
Introduction
D'une façon générale, il est admis de classer les machines à aléser et à fraiser à broche horizontale en trois
groupes bien caractérisés par leur configuration particulière:
a) machines à montant fixe et à table mobile;
b) machines à montant mobile et à table fixe;
c) machines à montant mobile et à table mobile.
Ces machines ainsi que leur terminologie étaient précédemment décrites dans l'ISO 3070-0:1982. Les essais
appropriés pour le contrôle de l’exactitude étaient respectivement décrits dans l'ISO 3070-2:1997,
l'ISO 3070-3:1997 et l'ISO 3070-4:1998. L'ISO/TC 39/SC 2 a cependant décidé d'intégrer les descriptions et la
terminologie de ces machines aux parties correspondantes de l'ISO 3070 relatives aux essais pour le contrôle
de l’exactitude et de renuméroter les parties de cette série en conséquence.
NORME INTERNATIONALE ISO 3070-3:2007(F)
Machines-outils — Conditions d'essai pour le contrôle de
l'exactitude des machines à aléser et à fraiser à broche
horizontale —
Partie 3:
Machines à montant mobile et à table mobile
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 3070 spécifie, par référence à l'ISO 230-1, à l'ISO 230-2 et à l'ISO 230-7, les
essais géométriques, les essais d'usinage, les essais de la broche et les essais pour la vérification de
l’exactitude et de la répétabilité de positionnement par commande numérique des machines à aléser et à
fraiser, à broche horizontale, à montant mobile et à table mobile, d'usage général et d’exactitude normale. La
présente partie de l’ISO 3070 prescrit également les tolérances applicables correspondant aux essais
mentionnés ci-dessus.
Ce type de machines peut être équipé de chariots porte-broche de différents types tels que chariot porte-
broche à broche d'alésage coulissante et broche de fraisage, chariot porte-broche à broche d'alésage
coulissante et plateau à surfacer et chariot porte-broche à coulisseau ou à coulisseau de fraisage.
En outre, il convient de noter que la présente partie de l’ISO 3070 concerne les machines possédant un
mouvement du montant ou du traînard du montant sur le banc (axe X), un mouvement vertical du chariot
porte-broche (axe Y), un mouvement de la broche d'alésage ou du coulisseau (axe Z) et, éventuellement, un
mouvement d'avance du coulisseau à déplacement radial dans le plateau de surfaçage (axe U). Certaines
machines possèdent également, disposé entre le banc et le montant, un traînard, muni de glissières de façon
à obtenir un mouvement supplémentaire du montant et parallèle à l'axe de la broche (axe W).
NOTE Dans l'ISO 3070-1 le mouvement de coulisseau de broche est désigné comme l'axe W.
La présente partie de l’ISO 3070 ne traite que du contrôle de l’exactitude de la machine. Elle ne concerne ni
l'examen de son fonctionnement (par exemple vibrations, bruit anormal, points durs dans les déplacements
d'organes) ni celui de ses caractéristiques (par exemple vitesses, avances). De telles vérifications sont, en
général, effectuées avant le contrôle de l’exactitude.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. 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 230-1:1996, Code d'essai des machines-outils — Partie 1: Précision géométrique des machines
fonctionnant à vide ou dans des conditions de finition
ISO 230-2:2006, Code d'essai des machines-outils — Partie 2: Détermination de l'exactitude et de la
répétabilité de positionnement des axes en commande numérique
ISO 230-7:2006, Code d'essai des machines-outils — Partie 7: Exactitude géométrique des axes de rotation
ISO 1101:2004, Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique —
Tolérancement de forme, orientation, position et battement
3 Terminologie et désignation des axes
3.1 Généralités
Une machine à aléser et à fraiser est une machine-outil dont le principal mouvement de coupe est réalisé par
la rotation de l'outil de coupe contre la pièce qui n’est pas en rotation et dont l'énergie de coupe est transmise
par la rotation de l'outil de coupe.
Le mouvement de coupe est engendré par le mouvement de la ou des broches et, éventuellement, par le
plateau.
3.2 Types de mouvements
Les mouvements d'avance sont les suivants:
a) mouvement transversal et, éventuellement, rotatif de la table;
b) mouvement vertical du chariot porte-broche;
c) mouvement de coulissement axial de la broche;
d) mouvements axiaux du montant sur son banc, parallèlement à l'axe de la broche;
e) éventuellement, mouvement du coulisseau à déplacement radial.
La Figure 1 illustre deux configurations possibles des machines à aléser et à fraiser: l'une à table non
pivotante et l'autre à table pivotante incorporée. Le Tableau 1 donne la nomenclature des différents
composants de la structure des machines représentées aux Figures 1 et 2.
Tableau 1 — Nomenclature (voir Figure 1)
Figure 1
Anglais Français Allemand
réf.
1 bed banc Maschinenbett
2 column montant du chariot porte-broche Maschinenständer
3 spindle head chariot porte-broche Spindelstock
4 column saddle traînard du montant Zwischenschlitten (für den Spindelstock)
5 table table Aufspanntisch
6 rotary table table pivotante Drehtisch
2 © ISO 2007 – Tous droits réservés
a) Machine à table non pivotante
b) Glissière de la machine à table pivotante incorporée
NOTE Pour les composants de 1 à 6, voir Tableau1.
Figure 1 — Configurations possibles des machines à aléser et à fraiser
4 Définitions des opérations d’usinage réalisées sur les machines
4.1 Alésage
L’alésage est une opération d’usinage engendrant des trous de tailles variées et géométriques dans laquelle
le principal mouvement de coupe est la rotation de l’outil de coupe en un seul point contre la pièce qui n’est
pas en rotation, où l’énergie de coupe est transmise par la rotation de l’outil de coupe.
L’alésage du diamètre de trous cylindriques, coniques, borgnes ou débouchant à une taille requise est réalisé
par une barre d’alésage afin de déterminer l’angle de coupe de l’outil d’alésage dans une bonne position,
définie avec le respect de la ligne d’axe moyenne de la broche d’alésage.
Dans le cas d’alésages coaxiaux situés sur deux faces opposées d’une même pièce, l’opération peut être
réalisée avec une barre d’alésage supportée entre la broche d’alésage de la machine et le palier de la lunette
située de l’autre côté de la table. En alternative, si la machine a une table pivotante, une telle opération peut
être réalisée par rotation de la table de 180° afin d’aléser le côté opposé de la pièce avec le même outil
d’alésage situé sur la barre d’alésage qui est monté sur la broche d’alésage sans palier de lunette (alésage à
la retourne). Bien que cette dernière méthode soit plus économique, elle impose des tolérances plus serrées
pour le positionnement angulaire de la table ainsi que pour les erreurs d’axe de rotation.
4.2 Fraisage
Le fraisage est une opération d’usinage engendrant des surfaces non asymétriques (pas de révolution) de
géométrie variable dans lequel le principal mouvement de coupe est la rotation de l’outil de coupe avec des
angles de coupe multiples contre une pièce qui n’est pas en rotation, et où l’énergie de coupe est transmise
par la rotation de l’outil de coupe.
Ce sont essentiellement des opérations de fraisage frontal ou de fraisage en bout. Les outils sont montés soit
dans le cône de la broche d'alésage (voir Figure 2) soit, comme pour une fraise à surfacer, sur le nez de la
broche de fraisage.
5 Observations spéciales concernant des éléments particuliers
5.1 Chariots porte-broche
Il convient de faire référence à la Figure 2 pour les exemples des divers types de chariots porte-broche. La
nomenclature y afférente est donnée dans le Tableau 2.
Les plateaux à surfacer sont généralement munis d'un coulisseau à déplacement radial et sont soit
incorporés soit amovibles. Les plateaux amovibles sont considérés comme des accessoires.
Il convient de noter que le plateau à surfacer incorporé peut ne pas être toujours monté sur la broche de
fraisage et qu'il peut posséder son propre palier indépendant des principaux paliers de broche.
Figure 2 — Nomenclature (voir Figure 2)
Figure 2
Anglais Français Allemand
réf.
1 boring spindle broche à aléser Bohrspindel
2 milling spindle broche à fraiser Frässpindel
3 facing head plateau à surfacer Planscheibe
tête de broche avec plateau à
4 spindle head with facing head Spindelstock mit Planscheibe
surfacer
5 ram coulisseau Traghülse
a) Chariot porte-broche pour b) Chariot porte-broche avec c) Chariot porte-broche avec
alésage ou fraisage plateau à surfacer coulisseau
NOTE Pour les éléments de 1 à 5, voir Tableau 2.
Figure 2 — Type de chariots porte-broche
4 © ISO 2007 – Tous droits réservés
5.2 Tables
Les tables peuvent présenter des mouvements circulaires.
Les deux mouvements rectilignes, dont les directions sont perpendiculaires, servent soit à la mise en position
de la table, soit à l’obtention des avances de travail déterminées.
Le mouvement de rotation de la table peut être utilisé
a) comme mise en position angulaire donnée par rotation de la table dans son plan,
b) comme avance circulaire de travail pour les opérations de fraisage,
c) comme mouvement circulaire de coupe pour les opérations de tournage.
5.3 Paliers de lunette
En raison d’une utilisation décroissante des longues barres d’alésage, il y a une tendance croissante à traiter
les paliers de lunette comme des parties optionnelles ou des équipements auxiliaires.
6 Observations préliminaires
6.1 Unités de mesure
Dans la présente partie de l'ISO 3070, toutes les dimensions linéaires, les écarts ainsi que toutes les
tolérances correspondantes sont exprimés en millimètres; les dimensions angulaires sont exprimées en
degrés et les écarts angulaires ainsi que les tolérances correspondantes sont principalement exprimés sous
forme de rapports (par exemple 0,00x/1 000) comme dans la méthode de base mais, dans certains cas, pour
plus de clarté, ils peuvent être exprimés en microradians ou en secondes d'arc. Il convient de toujours se
rappeler l'équivalence des expressions suivantes:
−6
0,010/1 000 = 10 × 10 = 10 µrad ≈ 2 arcsec
6.2 Référence à l'ISO 230
Pour l'application de la présente partie de l’ISO 3070, il est nécessaire de se reporter à l'ISO 230-1,
notamment en ce qui concerne l'installation de la machine avant essais, la mise en température de la broche
et des autres organes en mouvement, la description des méthodes de mesure, ainsi que l’exactitude
recommandée pour les appareils de contrôle.
Dans la case «Observations» des essais décrits dans les articles suivants, les instructions doivent être suivies
par une référence au paragraphe correspondant de l'ISO 230-1, de l'ISO 230-2 ou de l'ISO 230-7, lorsque
l’essai concerné est conforme aux spécifications de l'une ou de l'autre des parties de l'ISO 230.
6.3 Ordre des essais
L'ordre dans lequel les essais sont présentés dans la présente partie de l’ISO 3070 ne définit nullement l'ordre
pratique des essais. Pour des questions de facilité de contrôle ou de montage des appareils de vérification,
les essais peuvent être réalisés dans un tout autre ordre.
6.4 Essais à réaliser
II n’est pas toujours nécessaire, ni possible, lors de l’examen d’une machine d’un type déterminé, d’effectuer
la totalité des essais figurant dans la présente partie de l’ISO 3070. Lorsque les essais sont requis à des fins
de réception, il appartient à l’utilisateur de choisir, en accord avec le fournisseur/constructeur, les seuls essais
correspondant aux composants et/ou aux propriétés de la machine qui l’intéressent. Ces essais doivent
clairement être précisés lors de la commande de la machine. On considère que la simple référence à la
présente partie de l’ISO 3070 pour les essais de réception, sans spécification des essais à effectuer,
n’engage aucun des contractants, s’il n’y a pas accord sur les frais correspondants.
6.5 Instruments de mesure
Les instruments de mesure indiqués dans les essais décrits dans les articles suivants ne le sont qu'à titre
d'exemple.
D'autres instruments mesurant les mêmes quantités et ayant au moins la même exactitude peuvent être
utilisés. Les comparateurs doivent avoir une résolution de 0,001 mm ou plus.
6.6 Essais d'usinage
Les essais d'usinage ne doivent être réalisés qu'avec des passes de finition et non des passes de
dégauchissage qui provoquent des efforts de coupe importants.
6.7 Compensation du logiciel
Lorsque des dispositions intégrées au logiciel sont disponibles pour la compensation des écarts
géométriques, de positionnement, de contournage et des écarts thermiques, il convient que leur utilisation
pendant ces essais soit basée sur un accord entre l’utilisateur et le fournisseur/constructeur. Lorsque la
compensation du logiciel est utilisée, celle-ci doit être indiquée dans les résultats d’essais.
6.8 Tolérance minimale
Lorsque la tolérance pour un essai géométrique est déterminée pour une étendue de mesure différente de
celle indiquée dans la présente partie de l’ISO 3070 (voir l’ISO 230-1:1996, 2.311), il faut prendre en compte
le fait que la valeur minimale de la tolérance à retenir est 0,005 mm.
6 © ISO 2007 – Tous droits réservés
7 Essais géométriques
7.1 Rectitude et écarts angulaires des axes linéaires
Objet
G1
Vérification de la rectitude du déplacement du montant (axe W):
a) dans le plan YZ (plan vertical) (EYW);
b) dans le plan ZX (plan horizontal) (EXW).
Schéma
Tolérance Écart constaté
a) et b) a)
0,02 pour des longueurs mesurées jusqu'à 1 000 b)
0,03 pour des longueurs mesurées au-dessus de 1 000
Tolérance locale: 0,006 pour toute longueur mesurée de 300
Instruments de mesure
Règle, comparateur/support et cales ou procédés optiques ou microscope et fil tendu
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.232.11, 5.232.12 et 5.232.13
La table et le chariot porte-broche doivent être bloqués. Poser une règle sur la table, parallèlement au
déplacement du montant (axe W), pour a) verticalement et pour b) horizontalement. (Parallèlement signifie
que les indications du comparateur en contact avec la règle sont identiques du début à la fin du
déplacement.)
Lorsque la broche peut être bloquée, monter un comparateur dessus; sinon, il doit être fixé sur le chariot
porte-broche. Sa touche doit être perpendiculaire à la face de référence de la règle.
Déplacer le montant transversalement dans la direction W et noter les indications.
Objet
G2
Vérification de l'écart angulaire du déplacement du montant (axe W):
a) dans le plan YZ (EAW: tangage);
b) dans le plan XY (ECW: roulis);
c) dans le plan ZX (EBW: lacet).
Schéma
Légende
1 niveau de référence
2 lunette autocollimatrice
3 miroir
Tolérance Écart constaté
a), b) et c) a)
0,04/1 000 b)
Tolérance locale: 0,02/1 000 pour toute longueur mesurée de 300 c)
Instruments de mesure
a) Niveau de précision, interféromètre laser ou instruments de mesure optique de l'écart angulaire;
b) niveau de précision;
c) interféromètre laser, instruments de mesure optique de l'écart angulaire.
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.231.3 et 5.232.2
Le niveau ou l'instrument de mesure doit être placé sur le chariot porte-broche:
a) (EAW: tangage) dans la direction de l'axe Z (placer verticalement; pour la lunette autocollimatrice);
b) (ECW: roulis) dans la direction de l'axe X;
c) (EBW: lacet) dans la direction de l'axe Z (placer horizontalement; pour la lunette autocollimatrice).
Le niveau de référence doit être situé sur la table; celui-ci devant être au milieu de sa course.
Lorsque le mouvement suivant l'axe W génère un déplacement angulaire du chariot porte-broche ainsi que
de la table, des mesurages séparés des deux déplacements angulaires doivent être effectués et cela doit
être spécifié.
Les mesurages doivent être effectués au minimum à cinq emplacements régulièrement espacés le long de
la course, dans les deux sens de déplacement.
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Objet
G3
Vérification de la rectitude du déplacement de la table (axe X):
a) dans le plan XY (plan vertical) (EYX);
b) dans le plan ZX (plan horizontal) (EZX);
Schéma
Tolérance Écart constaté
a) et b) a)
b)
0,02 pour des longueurs mesurées jusqu'à 1 000
Pour chaque 1 000 supplémentaire au-delà de 1 000,
majorer la tolérance précédente de 0,01
Tolérance maximale: 0,05
Tolérance locale: 0,006 pour toute longueur mesurée de 300
Instruments de mesure
Règle, comparateur/support et cales ou procédés optiques
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.232.11 et 5.232.13
Poser une règle sur la table, en position médiane, parallèlement au déplacement de la table (axe X), pour a)
verticalement et pour b) horizontalement. (Parallèlement signifie que les indications du comparateur en
contact avec la règle sont identiques du début à la fin du déplacement.)
Lorsque la broche peut être bloquée, monter un comparateur dessus; sinon, il doit être fixé sur le chariot. Sa
touche doit être perpendiculaire à la face de référence de la règle.
Déplacer la table transversalement sur l'axe X et noter les indications.
Objet
G4
Vérification de l'écart angulaire du déplacement de la table (axe X):
a) dans le plan XY (ECX: tangage);
b) dans le plan YZ (EAX: roulis);
c) dans le plan ZX (EBX: lacet).
Schéma
Légende
1 niveau de référence
2 lunette autocollimatrice
3 miroir
Tolérance Écart constaté
a), b) et c) a)
X u 4 000: 0,04/1 000 b)
c)
X > 4 000: 0,06/1 000
Tolérance locale: 0,02/1 000 pour toute longueur mesurée de 300
Instruments de mesure
a) Niveau de précision, interféromètre laser ou instruments de mesure optique de l'écart angulaire;
b) niveau de précision;
c) interféromètre laser, instruments de mesure optique de l'écart angulaire.
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.231.3 et 5.232.2
Le niveau ou l'instrument de mesure doit être placé sur la table:
a) (ECX: tangage) dans la direction de l'axe X (place verticalement; pour la lunette autocollimatrice);
b) (EAX: roulis) dans la direction de l'axe Z (placer verticalement; pour la lunette autocollimatrice);
c) (EBX: lacet) dans la direction de l'axe X (placer horizontalement; pour la lunette autocollimatrice).
Le niveau de référence doit être situé sur le chariot porte-broche; ce dernier doit être au milieu de sa course.
Lorsque le mouvement suivant l'axe X génère un déplacement angulaire du chariot porte-broche ainsi que
de la table porte-pièce, des mesurages séparés des deux déplacements angulaires doivent être effectués et
cela doit être spécifié.
Les mesurages doivent être effectués au minimum à cinq emplacements régulièrement espacés le long de
la course, dans les deux sens de déplacement.
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Objet
G5
Vérification de la rectitude du déplacement du chariot porte-broche (axe Y):
a) dans le plan YZ (plan vertical passant par l'axe de la broche) (EZY);
b) dans le plan XY (plan vertical perpendiculaire à l'axe de la broche) (EXY).
Schéma
Légende
1 fil tendu
2 microscope
Tolérance Écart constaté
a) et b) a)
0,02 pour toute longueur mesurée jusqu'à 1 000 b)
Pour chaque 1 000 supplémentaire jusqu'à 4 000,
majorer la tolérance précédente de 0,01
Pour chaque 1 000 supplémentaire au-delà de 4 000, ajouter 0,02
Instruments de mesure
Microscope et fil tendu ou procédés optiques
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.232.12 ou 5.232.13
Effectuer l'essai montant et table bloqués, table à mi-course.
Le fil doit être tendu entre deux parties fixes, indépendantes ou solidaires de la machine, et aussi près que
possible des glissières verticales du montant.
Si la broche peut être bloquée lors des mesurages, le microscope ou la lunette de visée peuvent être
montés dessus; sinon, le microscope doit être fixé sur le chariot porte-broche de la machine.
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Objet
G6
Vérification des écarts angulaires du déplacement du chariot porte-broche (axe Y):
a) dans le plan YZ (EAY);
b) dans le plan ZX (EBY: roulis).
Schéma
Légende
1 niveau de référence
Tolérance Écart constaté
a) et b) a)
b)
Y u 4 000: 0,04/1 000
Y > 4 000: 0,06/1 000
Instruments de mesure
a) Niveau de précision, interféromètre laser ou instruments de mesure optique de l'écart angulaire;
b) cylindre-équerre, niveau et comparateur/bras support.
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.231.3 et 5.232.2
a) Placer un niveau sur le chariot porte-broche parallèlement à l'axe Z. Le niveau de référence doit être
situé sur la table, et le chariot porte-broche doit être au milieu de sa course.
b) Monter un marbre sur la table et le régler de façon que sa face soit nivelée.
Placer un cylindre-équerre sur le marbre et mettre en contact avec celui-ci la touche d'un comparateur
monté sur un bras spécial, fixé sur le chariot porte-broche. Placer également un niveau sur le marbre,
parallèlement à l'axe Z.
Noter les indications aux points de mesure le long de la course du chariot porte-broche (axe Y).
Déplacer la table de la distance d et régler le comparateur de façon que sa touche palpe le cylindre-
équerre.
Lorsque le niveau indique une modification due au roulis pendant le déplacement de la table, régler le
niveau du marbre à sa position initiale et noter les indications aux mêmes points de mesure.
Pour chaque point de mesure, calculer la différence entre les deux indications. L’écart angulaire
correspond à la différence entre les indications maximale et minimale divisée par la distance d.
Les mesurages doivent être effectués au minimum à cinq emplacements régulièrement espacés le long
de la course, dans les deux sens de déplacement, vers le haut et vers le bas.
NOTE La différence de niveau entre les deux endroits de la table influence directement les résultats de mesure.
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7.2 Perpendicularité entre les axes linéaires
Objet
G7
Vérification de la perpendicularité du déplacement de la table (axe X) par rapport à celui du montant
(axe W).
Schéma
Tolérance Écart constaté
0,03 pour toute longueur mesurée de 1 000
Instruments de mesure
Règle, équerre et comparateur/support
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.522.4
Le chariot porte-broche est bloqué à mi-course.
Placer la règle parallèlement au déplacement du montant (axe W), puis placer l'équerre en appui contre
celle-ci. Le montant doit être bloqué à mi-course. (Parallèlement signifie que les indications du comparateur
en contact avec la règle sont identiques du début à la fin du déplacement.)
Lorsque la broche peut être bloquée, monter un comparateur sur celle-ci; sinon, il doit être fixé sur le
chariot.
Sa touche doit être perpendiculaire à la face de référence de l'équerre.
Déplacer la table dans la direction X et noter les indications.
NOTE Cet essai peut être réalisé sans règle en appliquant directement la touche du comparateur sur les deux
faces de l'équerre.
Objet
G8
Vérification de la perpendicularité du déplacement du chariot porte-broche (axe Y):
a) au déplacement de la table (axe X);
b) au déplacement du montant (axe W)
Schéma
Tolérance Écart constaté
a) et b) a)
0,03 pour toute longueur mesurée de 1 000 b)
Instruments de mesure
Cylindre-équerre, marbre, cales réglables et comparateur/support
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.522.4
Placer un marbre sur la table et le régler de façon que sa surface soit parallèle à la fois aux déplacements
suivant l'axe X et l'axe W. Placer le cylindre-équerre sur le marbre.
Bloquer la table et le traînard du montant à mi-course.
Lorsque la broche peut être bloquée, le comparateur peut être monté dessus; sinon, il doit être fixé sur le
chariot porte-broche de la machine.
a) Placer la touche du comparateur contre le cylindre-équerre dans la direction W et déplacer le chariot sur
l'axe Y sur toute la longueur mesurée et noter la différence maximale entre les indications;
b) placer la touche du comparateur contre le cylindre-équerre dans la direction W et répéter le mode
opératoire ci-dessus.
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7.3 Table
Objet
G9
Vérification de la planéité de la surface de la table.
Schéma
Tolérance Écart constaté
Pour le côté le plus long de O-X ou O-Z
0,03 pour des longueurs mesurées jusqu'à 1 000 (plan ou concave)
Pour chaque 1 000 supplémentaire au-delà de 1 000,
majorer la tolérance précédente de 0,01
Tolérance maximale: 0,06
Tolérance locale: 0,015 pour toute longueur mesurée de 300
Instruments de mesure
Niveau de précision ou règle, cales et comparateur ou instrument optique ou autre équipement
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.322, 5.323, 5.324
La table et le montant peuvent être bloqués à mi-course.
Objet
G10
Vérification du parallélisme de la surface de la table:
a) au déplacement du montant (axe W);
b) au déplacement de la table (axe X).
Schéma
Tolérance Écart constaté
a) et b)
a)
0,04 pour des longueurs mesurées jusqu'à 1 000
b)
Pour chaque 1 000 supplémentaire au-delà de 1 000,
majorer la tolérance précédente de 0,01
Tolérance maximale: 0,06
Tolérance locale: 0,015 pour toute longueur mesurée de 300
Instruments de mesure
Comparateur, règle et cales
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.422.21
Lorsque la broche peut être bloquée, le comparateur peut être monté dessus; sinon, il doit être fixé sur le
chariot porte-broche. La touche du comparateur doit être placée approximativement dans un plan vertical
passant par l'axe de la broche.
Placer la règle sur la table, parallèlement à la surface de la table et déplacer transversalement la table ou le
traînard sur toute la longueur de mesure en notant les variations des indications. Si le déplacement
transversal est supérieur à 1 600, effectuer le contrôle par déplacements successifs de la règle.
a) Effectuer l’essai table bloquée à mi-course;
b) effectuer l’essai montant du chariot porte-broche et chariot porte-broche bloqués.
Sans utiliser de règle, il est également possible de mesurer directement la surface de la table à l'aide d'un
comparateur et d'une cale.
Pour les tables pivotantes, les essais doivent être effectués à chacune des positions indexées suivantes de
la table pivotantes: 0°, 90°, 180° et 270°.
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Objet
G11
Vérification du parallélisme de la rainure à T médiane ou de référence de la table par rapport au
déplacement de la table (axe X).
Schéma
Tolérance Écart constaté
0,03 pour toute longueur mesurée de 1 000
Tolérance maximale: 0,04
Instruments de mesure
Comparateur et équerre à T
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.422.21
Lorsque la broche peut être bloquée, le comparateur peut être monté dessus; sinon, il doit être fixé sur le
chariot porte-broche.
La touche du comparateur peut palper la face de référence de la rainure à T directement ou par
l’intermédiaire d’une équerre à T.
7.4 Indexation ou table rotative
Objet
G12
Vérification du faux-rond de la surface de la table dans son mouvement de rotation.
Schéma
Légende
1, 2, 3, 4 points de mesure
A, B, C, D coins de la table
Tolérance Écart constaté
0,02 pour un diamètre mesuré de 1 000
Instruments de mesure
Comparateur/support et cale
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.632
Le comparateur occupant la position 1, placer une cale près du coin A de la table et effectuer le mesurage.
Retirer la cale et faire pivoter la table jusqu’à ce que le point B arrive au point de mesure et effectuer le
mesurage en insérant la même cale. Effectuer la même opération aux coins C et D en faisant pivoter la
table.
Répéter le même mode opératoire en plaçant successivement le comparateur aux positions 2, 3 et 4 ou au
moins en position 2.
Pour chacune de ces positions, relever l’écart entre les indications maximale et minimale.
Adopter comme valeur du faux-rond le plus grand de ces écarts.
Bloquer la table avant chaque mesurage, le cas échéant.
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Objet
G13
Vérification du faux-rond du trou de centrage de la table par rapport à son axe de rotation.
Schéma
Tolérance Écart constaté
0,015
Instruments de mesure
Comparateur/support et éventuellement mandrin de contrôle
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.612.3
Lorsque la broche peut être bloquée, le comparateur peut être monté dessus; sinon, il doit être fixé sur le
chariot porte-broche.
Placer la touche du comparateur dans l’axe du trou de centrage et le plus près possible de la surface de la
table.
Faire pivoter la table et relever la différence entre les indications maximale et minimale comme l’écart
mesuré.
La vérification peut également s’effectuer à l’aide d’un mandrin de contrôle inséré dans le trou de centrage.
Objet
G14
Vérification de l’exactitude du positionnement angulaire de la table à 0°, 90°, 180° et 270°.
a) pour une table pivotante n’ayant que quatre positions d’indexage fixes séparées de 90°;
b) pour une table pivotante ayant un nombre quelconque de positions d’indexage fixes;
c) pour une table pivotante permettant tout positionnement angulaire.
Schéma
Tolérance Écart constaté
a) 0,03 pour toute longueur mesurée de 500; a)
b) 0,05 pour toute longueur mesurée de 500; b)
c) 0,075 pour toute longueur mesurée de 500. c)
Instruments de mesure
Équerre et comparateur/support
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 6.41, 6.42, 6.43 et Annexe A.5
Placer une équerre sur la table avec l’un de ses côtés parallèle au déplacement de la table (axe X).
Indexer quatre fois la table dans le même sens (90°, 180°, 270° et 360°) et vérifier dans chaque position le
parallélisme entre le déplacement de la table et le côté correspondant de l’équerre.
Indexer quatre fois la table dans le sens opposé (270°, 180°, 90° et 0°) et vérifier le parallélisme à nouveau
dans chaque position. La différence maximale entre les huit indications ne doit pas dépasser la tolérance.
NOTE L'essai P6 présente un mode opératoire d'essai pour les tables pivotantes par commande numérique.
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7.5 Broche d’alésage
Objet
G15
Vérification de la broche d'alésage
a) Faux-rond de rotation du cône intérieur, broche rentrée:
1) à la sortie du cône;
2) à une distance du nez de broche égale à 300
b) Faux-rond de rotation du diamètre extérieur:
1) broche rentrée;
2) broche sortie de 300.
c) Déplacement axial périodique, broche rentrée.
Schéma
Tolérance Écart constaté
D u 125 D > 125
a)
a) et b) 1) 0,01 0,015
b)
2) 0,02 0,03
c)
c) 0,01 0,015
où D est le diamètre de la broche d'alésage.
Instruments de mesure
Mandrin de contrôle et comparateur
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.612.3
a) 5.612.3;
b) 5.612.2;
c) 5.622.1 et 5.622.2.
La valeur et le sens d'application de la force, F, doivent être spécifiés par le fournisseur/constructeur.
Lorsque des paliers précontraints sont utilisés, aucune force n'est nécessaire.
NOTE L'essai R1 est un essai de la broche pour évaluer le mouvement d'erreur radiale de la broche.
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Objet
G16
Vérification du parallélisme de l'axe de la broche d'alésage par rapport au déplacement du montant
(axe W):
a) dans le plan YZ (vertical);
b) dans le plan ZX (horizontal).
Schéma
Tolérance Écart constaté
Pour a) et b) a)
0,02 pour toute longueur mesurée de 300 b)
Instruments de mesure
Comparateur et mandrin de contrôle
Observations et références à l'ISO 230-1:1996 5.412.1 et 5.422.3
Le chariot porte-broche doit être bloqué à mi-course. La broche doit être rentrée. La table peut être bloquée
en position centrale.
Le mesurage doit être effectué en utilisant un mandrin de contrôle, fixé sur le nez de broche.
Effectuer le mesurage à la position moyenne du faux-rond de rotation de la broche ou faire
...
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