ISO 5459:2011
(Amendment)Geometrical product specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Datums and datum systems
Geometrical product specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Datums and datum systems
ISO 5459:2011 specifies terminology, rules and methodology for the indication and understanding of datums and datum systems in technical product documentation. It also provides explanations to assist the user in understanding the concepts involved. ISO 5459:2011 defines the specification operator (see ISO 17450-2) used to establish a datum or datum system. The verification operator (see ISO 17450-2) can take different forms (physically or mathematically) and is not the subject of ISO 5459:2011. The detailed rules for maximum and least material requirements for datums are given in ISO 2692.
Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique — Références spécifiées et systèmes de références spécifiées
L'ISO 5459:2011 spécifie la terminologie, les règles et la méthodologie pour indiquer les références spécifiées et les systèmes de références spécifiées dans la documentation technique de produits. Elle fournit également des explications aidant l'utilisateur à la compréhension des concepts considérés. L'ISO 5459:2011 définit l'opérateur de spécification utilisé pour établir une référence spécifiée ou un système de références spécifiées. L'opérateur de vérification qui peut prendre différentes formes (physique ou mathématique) ne fait pas l'objet de l'ISO 5459:2011.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5459
Second edition
2011-08-15
Geometrical product specifications
(GPS) — Geometrical tolerancing —
Datums and datum systems
Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement
géométrique — Références spécifiées et systèmes de références
spécifiées
Reference number
ISO 5459:2011(E)
ISO 2011
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ISO 5459:2011(E)
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ii © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 5459:2011(E)
Contents Page
Foreword ............................................................................................................................................................iv
Introduction.........................................................................................................................................................v
1 Scope......................................................................................................................................................1
2 Normative references............................................................................................................................1
3 Terms and definitions ...........................................................................................................................2
4 Symbols..................................................................................................................................................6
5 Role of datums.......................................................................................................................................7
6 General concepts ..................................................................................................................................9
6.1 General ...................................................................................................................................................9
6.2 Intrinsic characteristics of surfaces associated with datum features...........................................10
6.2.1 General .................................................................................................................................................10
6.2.2 A single datum established from a single feature ...........................................................................10
6.2.3 Common datum established from two or more single features simultaneously..........................10
6.2.4 Datum systems established in a defined sequence from two or more single features...............12
6.3 Single datums, common datums and datum systems ....................................................................12
6.3.1 General .................................................................................................................................................12
6.3.2 Single datums ......................................................................................................................................12
6.3.3 Common datums .................................................................................................................................14
6.3.4 Datum systems ....................................................................................................................................14
7 Graphical language .............................................................................................................................17
7.1 General .................................................................................................................................................17
7.2 Indication of datum features ..............................................................................................................17
7.2.1 Datum feature indicator ......................................................................................................................17
7.2.2 Datum feature identifier ......................................................................................................................18
7.2.3 Datum targets ......................................................................................................................................18
7.3 Specification of datums and datum systems ...................................................................................21
7.4 Indication and meaning of rules ........................................................................................................21
7.4.1 General .................................................................................................................................................21
7.4.2 Rules.....................................................................................................................................................22
Annex A (normative) Association for datums................................................................................................37
Annex B (informative) Invariance classes ......................................................................................................47
Annex C (informative) Examples .....................................................................................................................49
Annex D (informative) Former practices.........................................................................................................71
Annex E (informative) Examples of a datum system or a common datum established with
contacting features .............................................................................................................................73
Annex F (normative) Relations and dimensions of graphical symbols ......................................................79
Annex G (informative) Relationship to the GPS matrix model .....................................................................80
Bibliography......................................................................................................................................................81
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ISO 5459:2011(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.
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 5459 was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specification and verification.This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 5459:1981), which has been technically revised.
iv © ISO 2011 – All rights reserved---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 5459:2011(E)
Introduction
ISO 5459 is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a general GPS
standard (see ISO/TR 14638). It influences the chain links 1 to 3 of the chain of standards on datums.
The ISO/GPS Masterplan given in ISO/TR 14638 gives an overview of the ISO/GPS system of which this
standard is a part. The fundamental rules of ISO/GPS given in ISO 8015 apply to this standard and the default
decision rules given in ISO 14253-1 apply to specifications made in accordance with this standard unless
otherwise indicated.For more detailed information of the relation of this International Standard to the GPS matrix model, see
Annex G.For the definitive presentation (proportions and dimensions) of symbols for geometrical tolerancing, see
ISO 7083.The previous version of ISO 5459 dealt only with planes, cylinders and spheres being used as datums. There
is a need to consider all types of surfaces, which are increasingly used in industry. The definitions of classes
of surfaces as given in Annex B are exhaustive and unambiguous.This edition of ISO 5459 applies new concepts and terms that have not been used in previous ISO GPS
standards. These concepts are described in detail in ISO/TR 14638, ISO 17450-1 and ISO 17450-2; therefore,
it is recommended to refer to these standards when using ISO 5459.This International Standard provides tools to express location or orientation constraints, or both, for a
tolerance zone. It does not provide information about the relationship between datums or datum systems and
functional requirements or applications.© ISO 2011 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 5459:2011(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Geometrical
tolerancing — Datums and datum systems
1 Scope
This International Standard specifies terminology, rules and methodology for the indication and understanding
of datums and datum systems in technical product documentation. This International Standard also provides
explanations to assist the user in understanding the concepts involved.This International Standard defines the specification operator (see ISO 17450-2) used to establish a datum or
datum system. The verification operator (see ISO 17450-2) can take different forms (physically or
mathematically) and is not the subject of this International Standard.NOTE The detailed rules for maximum and least material requirements for datums are given in ISO 2692.
2 Normative referencesThe 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 128-24:1999, Technical drawings — General principles of presentation — Part 24: Lines on mechanical
engineering drawingsISO 1101:2004, Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Tolerances of form,
orientation, location and run-outISO 1101:2004/Amd 1:— , Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Tolerances
of form, orientation, location and run-out — Amendment 1: Representation of specifications in the form of a 3D
modelISO 2692:2006, Geometrical product specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Maximum material
requirement (MMR), least material requirement (LMR) and reciprocity requirement (RPR)
ISO 3098-0, Technical product documentation — Lettering — Part 0: General requirements
ISO 3098-5, Technical product documentation — Lettering — Part 5: CAD lettering of the Latin alphabet,
numerals and marksISO 14660-1:1999, Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical features — Part 1: General
terms and definitionsISO 17450-1, Geometrical product specifications (GPS) — General concepts — Part 1: Model for geometrical
specification and verificationISO 17450-2, Geometrical product specifications (GPS) — General concepts — Part 2: Basic tenets,
specifications, operators and uncertaintiesISO 81714-1, Design of graphical symbols for use in the technical documentation of products — Part 1: Basic
rules1) To be published.
© ISO 2011 – All rights reserved 1
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ISO 5459:2011(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1101, ISO 2692, ISO 14660-1,
ISO 17450-1, ISO 17450-2 and the following apply.3.1
situation feature
point, straight line, plane or helix from which the location and orientation of features, or both, can be defined
3.2datum feature
real (non-ideal) integral feature used for establishing a datum
NOTE 1 A datum feature can be a complete surface, a portion of a complete surface, or a feature of size.
NOTE 2 An illustration showing the relations between datum feature, associated feature and datum is given in Figure 4.
3.3associated feature
associated feature for establishing a datum
ideal feature which is fitted to the datum feature with a specific association criterion
NOTE 1 The type of the associated feature is by default the same as the type of the nominal integral feature used to
establish the datum (for an exception see 7.4.2.5).NOTE 2 The associated feature for establishing a datum simulates the contact between the real surface of the
workpiece and other components.NOTE 3 An illustration showing the relations between datum feature, associated feature and datum is given in Figure 4.
3.4datum
one or more situation features of one or more features associated with one or more real integral features
selected to define the location or orientation, or both, of a tolerance zone or an ideal feature representing for
instance a virtual conditionNOTE 1 A datum is a theoretically exact reference; it is defined by a plane, a straight line or a point, or a combination
thereof.NOTE 2 The concept of datums is inherently reliant upon the invariance class concept (see Annex A and Annex B).
NOTE 3 Datums with maximum material condition (MMC) or least material condition (LMC) are not covered in this
International Standard (see ISO 2692).NOTE 4 When a datum is established, for example, on a complex surface, the datum consists of a plane, a straight line
or a point, or a combination thereof. The modifier [SL], [PL] or [PT], or a combination thereof, can be attached to the datum
letter to limit the situation feature(s) taken into account relative to the surface.
NOTE 5 An illustration showing the relation between datum feature, associated feature and datum is given in Figure 4.
3.5primary datum
datum that is not influenced by constraints from other datums
3.6
secondary datum
datum, in a datum system, that is influenced by an orientation constraint from the primary datum in the datum
system2 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 5459:2011(E)
3.7
tertiary datum
datum, in a datum system, that is influenced by constraints from the primary datum and the secondary datum
in the datum system3.8
single datum
datum established from one datum feature taken from a single surface or from one feature of size
NOTE The invariance class of a single surface can be complex, prismatic, helical, cylindrical, revolute, planar or
spherical. A set of situation features defining the datum (see Table B.1) corresponds to each type of single surface.
3.9common datum
datum established from two or more datum features considered simultaneously
NOTE To define a common datum, it is necessary to consider the collection surface created by the considered datum
features. The invariance class of a collection surface can be complex, prismatic, helical, cylindrical, revolute, planar or
spherical (see Table B.1).3.10
datum system
set of two or more situation features established in a specific order from two or more datum features
NOTE To define a datum system, it is necessary to consider the collection surface created by the considered datum
features. The invariance class of a collection surface can be complex, prismatic, helical, cylindrical, revolute, planar or
spherical (see Table B.1).3.11
datum target
portion of a datum feature which can nominally be a point, a line segment or an area
NOTE Where the datum target is a point, a line or an area, it is indicated as a datum target point, a datum target line
or a datum target area, respectively.3.12
moveable datum target
datum target with a controlled motion
3.13
collection surface
two or more surfaces considered simultaneously as a single surface
NOTE 1 Table B.1 is used to determine the invariance class of a datum or datum systems when using a collection of
surfaces.NOTE 2 Two intersecting planes may be considered together or separately. When the two intersecting planes are
considered simultaneously as a single surface, that surface is a collection surface.
3.14feature of size
geometrical shape defined by a linear or angular dimension which is a size
NOTE The features of size can be a cylinder, a sphere, two parallel opposite surfaces, a cone or a wedge.
[ISO 14660-1:1999, 2.2]NOTE In this International Standard, features which are not features of size according to ISO 14660-1 are used to
establish a datum as a feature of size, e.g. a truncated sphere (see the example in C.1.4).
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ISO 5459:2011(E)
3.15
objective function
objective function for association
formula that describes the quality of association
NOTE 1 In this International Standard, the term “objective function” refers to “objective function for association”.
NOTE 2 The objective functions are usually named and mathematically described: maximum inscribed, minimum zone,
etc.3.16
association
operation used to fit ideal feature(s) to non-ideal feature(s) according to an association criterion
[ISO 17450-1:—, 3.2]3.17
constraint
limitation on the associated feature
EXAMPLE Orientation constraint, location constraint, material constraint or intrinsic characteristic constraint.
3.17.1orientation constraint
limitation to one or more rotational degrees of freedom
3.17.2
location constraint
limitation to one or more translational degrees of freedom
3.17.3
material constraint
additional condition to the location of the associated feature, relative to the material of the feature, while
optimizing an objective functionNOTE For example, an association constraint can be that all distances between the associated feature and the
datum feature are positive or equal to zero, i.e. the associated feature is outside the material.
3.17.4intrinsic characteristic constraint
additional requirement applied to the intrinsic characteristic of an associated feature whether it is considered
fixed or variable3.18
association criterion
objective function with or without constraints, defined for an association
NOTE 1 Several constraints may be defined for an association.
NOTE 2 Association results (associated features) may differ, depending upon the choice of association criterion.
NOTE 3 Default association criteria are defined in Annex A.3.19
integral feature
surface or line on a surface
NOTE An integral feature is intrinsically defined.
[ISO 14660-1:1999, 2.1.1]
4 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 5459:2011(E)
3.20
contacting feature
ideal feature of any type which is different from the nominal feature under consideration and is associated with
the corresponding datum featureSee Figure 1.
a) Contacting feature on nominal model b) Contacting feature on real workpiece
Key1 contacting feature: ideal sphere in contact with the datum feature or the feature under consideration
2 features under consideration: nominal trapezoidal slot (collection of two non-parallel surfaces)
3 datum feature: real feature corresponding to the trapezoidal slot (collection of two non-parallel surfaces)
Figure 1 — Example of a contacting feature3.21
invariance class
group of ideal features for which the nominal surface is invariant for the same degrees of freedom
NOTE There are seven invariance classes (see Annex B).3.22
theoretically exact dimension
TED
dimension indicated on technical product documentation, which is not affected by an individual or general
toleranceNOTE 1 For the purpose of this International Standard, the term “theoretically exact dimension” has been abbreviated
TED.NOTE 2 A theoretically exact dimension is a dimension used in an operation (e.g. association, partition, collection, …).
NOTE 3 A theoretically exact dimension can be a linear dimension or an angular dimension.
NOTE 4 A TED can define⎯ the extension or the relative location of a portion of one feature,
⎯ the length of the projection of a feature,
⎯ the theoretically exact orientation or location of one feature relative to one or more other features, or
⎯ the nominal shape of a feature.NOTE 5 A TED is indicated by a value in a rectangular frame.
[ISO 1101:2004/Amd 1:—, 3.7]
© ISO 2011 – All rights reserved 5
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ISO 5459:2011(E)
4 Symbols
Table 1 gives symbols to identify the datum feature or datum target used to establish a datum.
Table 2 gives the list of modifier symbols, which can be associated the datum letter.
Table 1 — Datum features and datum target symbolsDescription Symbol Subclause
Datum feature indicator 7.2.1
Datum feature identifier Capital letter (A, B, C, AA, etc.) 7.2.2
Single datum target frame 7.2.3.2
Moveable datum target frame 7.2.3.2
Datum target point 7.2.3.3
Closed datum target line 7.2.3.3
Non-closed datum target line 7.2.3.3
Datum target area 7.2.3.3
6 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 5459:2011(E)
Table 2 — Modifier symbols
Symbol Description Subclause
[PD] Pitch diameter 7.4.2.1
[MD] Major diameter 7.4.2.1
[LD] Minor diameter 7.4.2.1
[ACS] Any cross section 7.4.2.4
[ALS] Any longitudinal section 7.4.2.4
[CF] Contacting feature 7.4.2.5
[DV] Variable distance (for common datum) 7.4.2.7
[PT] (situation feature of type) Point 7.4.2.8
[SL] (situation feature of type) Straight line 7.4.2.8
[PL] (situation feature of type) Plane 7.4.2.8
For orientation constraint only 7.4.2.8
><
Projected (for secondary or tertiary datum) 7.4.2.10
Least material requirement See ISO 2692
Maximum material requirement See ISO 2692
5 Role of datums
Datums form part of a geometrical specification (see ISO 1101).
Datums are established from real surfaces identified on a workpiece.
Datums allow tolerance zones to be located or orientated (see Examples 1 and 2) and virtual conditions to be
defined (for example maximum material virtual condition Ⓜ according to ISO 2692). The datums can be seen
as a means to lock degrees of freedom of a tolerance zone. The number of degrees of freedom of the
tolerance zone which are locked depends on the nominal shape of the features utilized to establish the datum
or datum system; whether the datum is primary, secondary or tertiary; and on the toleranced characteristic
indicated in the geometrical tolerance frame.By default, a datum locks all the degrees of freedom of the tolerance zone that it can lock given its shape and
which⎯ are required by the geometrical characteristic indicated in the tolerance frame, and
⎯ have not already been locked by the preceding datum(s) in the datum system.When a datum locks only orientation degrees of freedom, this shall be indicated by the modifier ><.
EXAMPLE 1 The tolerance zone, which is the space between two parallel planes 0,1 mm apart, is constrained in
orientation by a 75° theoretically exact angle from the datum. Here, the datum is the situation feature of a cylinder (axis of
associated cylinder). See Figure 2.© ISO 2011 – All rights reserved 7
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ISO 5459:2011(E)
Dimensions in millimetres
a) Indication on the drawing b) Illustration of tolerance zone
Key
1 datum A constituted by the axis of the associated cylinder
Figure 2 — Example of tolerance zone constrained in orientation from a datum
EXAMPLE 2 The tolerance zone, which is the space between two parallel planes 0,2 mm apart, is constrained in
orientation by a 70° angle from a datum, and in location by the distance 20 mm from the gauge plane positioned
perpendicular to the axis of 40° cone where its local diameter is 30 mm. Here, the datum consists of the set of situation
features of the cone with a fixed angle of 40°, i.e. the cone axis and the point of intersection between the gauge plane and
that axis. See Figure 3.Dimensions in millimetres
a) Indication on the drawing b) Illustration of tolerance zone
Key
1 datum A constituted by the axis of the associated cone, the point of intersection of the gauging plane and this axis
Figure 3 — Example of a tolerance zone constrained in location from a datum8 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 5459:2011(E)
6 General concepts
6.1 General
Datums and datum systems are theoretically exact geometric features used together with implicit or explicit
TEDs to locate or orientatea) tolerance zones for toleranced features, or
b) virtual conditions, e.g. in the case of maximum material requirement (see ISO 2692).
A datum consists of a set of situation features for an ideal feature (feature of perfect form). This ideal feature
is an associated feature which is established from the identified datum features of a workpiece. Datum
features may be complete features, or identified portions thereof (see Clause 7).
A datum system consists of more than one datum.The geometrical type of these associated features belongs to one of the following invariance classes:
⎯ spherical (i.e. a sphere);⎯ planar (i.e. a plane);
⎯ cylindrical (i.e. a cylinder);
⎯ helical (e.g. a threaded surface) ;
⎯ revolute (e.g. a cone or a torus);
⎯ prismatic (e.g. a prism);
⎯ complex (e.g. a free-form surface).
Each single or collection feature belongs to one invariance class (for an explanation of invariance classes,
invariance degree, and degree of freedom, see Annex B).Associated features are established from the real or extracted single features used for the datum. The
associated feature can be defined by an operation of association including constraints coming from the feature
itself or from one or more other features. The situation features that make up the datum are defined from
these associated features. The default association methods are given in Annex A.One or more single features can be used to establish a datum. If only one single feature is used, it establishes
a single datum. If more than one single feature is used, they can either be considered simultaneously to
establish a common datum or in a predefined order to establish a datum system (see 6.3).
The datum feature(s) to be used for establishing each datum shall be designated and identified.
The single datums (see 6.3.2), common datums (see 6.3.3) or datum systems (see 6.3.4), as applicable, shall
be specified for each geometrical specification.When applicable, any additional constraints shall be defined for the association.
2) Helical surfaces as such are not considered in this International Standard. They are regarded as cylindrical surfaces
because, in most functional cases where helical surfaces (threads, helical slope, endless screw, etc.) are involved, the
combined rotation and translation of the helix is not needed for datum purposes. In these cases, the pitch cylinder surface
is used to establish the datum. The major or minor cylindrical surface can also be considered and specified.
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ISO 5459:2011(E)
NOTE Datums and datum systems are geometrical features, not coordinate systems. Coordinate systems can be
built on datums, but this International Standard does not provide the means to express them.
EXAMPLE In Figure 4, the datum is indicated as a single datum derived from a nominal feature, a cylinder, used to
orientate or locate a tolerance zone. In order to derive the datum, the following sequence of operations is performed:
⎯ a partition to define the real integral surface corresponding to the nominal feature [see Figure 4 b)];
⎯ an extraction to provide the extracted integral feature [see Figure 4 c)];⎯ a filtration (see Annex A);
⎯ an association (see Annex A for association method) to define the associated feature. (In this case, its type is the
same as the nominal feature.) The associated feature [see Figure 4 d)] is established from the non-ideal surface (in
the specification process) or from the extracted feature (in the verification process).
The datum is defined as the situation feature (the axis) of the associated cylinder [see Figure 4 e)].
6.2 Intrinsic characteristics of surfaces associated with datum features6.2.1 General
The default intrinsic characteristic constraint (variable or fixed) shall be as defined in
...NORME ISO
INTERNATIONALE 5459
Deuxième édition
2011-08-15
Spécification géométrique des produits
(GPS) — Tolérancement géométrique —
Références spécifiées et systèmes de
références spécifiées
Geometrical product specifications (GPS) — Geometrical tolerancing —
Datums and datum systems
Numéro de référence
ISO 5459:2011(F)
ISO 2011
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ISO 5459:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos .....................................................................................................................................................iv
Introduction.........................................................................................................................................................v
1 Domaine d'application ..........................................................................................................................1
2 Références normatives.........................................................................................................................1
3 Termes et définitions ............................................................................................................................2
4 Symboles................................................................................................................................................6
5 Rôle des références spécifiées............................................................................................................7
6 Concepts de base..................................................................................................................................9
6.1 Généralités .............................................................................................................................................9
6.2 Caractéristiques intrinsèques des surfaces associées aux éléments de référence....................10
6.2.1 Généralités ...........................................................................................................................................10
6.2.2 Référence spécifiée simple établie à partir d'un élément simple...................................................10
6.2.3 Référence spécifiée commune établie simultanément à partir de deux éléments simples
ou plus..................................................................................................................................................12
6.2.4 Systèmes de références établis dans un ordre défini à partir de deux éléments simples ou
plus .......................................................................................................................................................12
6.3 Références spécifiées simples, références spécifiées communes et systèmes deréférences spécifiées..........................................................................................................................12
6.3.1 Généralités ...........................................................................................................................................12
6.3.2 Références spécifiées simples ..........................................................................................................12
6.3.3 Références spécifiées communes.....................................................................................................14
6.3.4 Systèmes de références spécifiées...................................................................................................14
7 Langage graphique .............................................................................................................................17
7.1 Généralités ...........................................................................................................................................17
7.2 Indication des éléments de référence ...............................................................................................18
7.2.1 Indicateur d'élément de référence .....................................................................................................18
7.2.2 Identifiant d'élément de référence .....................................................................................................18
7.2.3 Références partielles ..........................................................................................................................18
7.3 Spécification des références spécifiées ou des systèmes de références spécifiées..................21
7.4 Indication et signification des règles ................................................................................................22
7.4.1 Généralités ...........................................................................................................................................22
7.4.2 Règles...................................................................................................................................................23
Annexe A (normative) Association pour références spécifiées ..................................................................38
Annexe B (informative) Classes d'invariance ................................................................................................48
Annexe C (informative) Exemples ...................................................................................................................50
Annexe D (informative) Pratiques révolues....................................................................................................72
Annexe E (informative) Exemples de système de références spécifiées ou de référence spécifiée
commune établies à partir d'éléments de contact ...........................................................................74
Annexe F (normative) Relations et dimensions des symboles graphiques ...............................................80
Annexe G (informative) Relation avec la matrice GPS..................................................................................81
Bibliographie.....................................................................................................................................................82
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ISO 5459:2011(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 (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 5459 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification dimensionnelles
et géométriques des produits.Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 5459:1981), qui a fait l'objet d'une
révision technique.iv © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 5459:2011(F)
Introduction
L'ISO 5459 est une norme de spécification géométrique des produits (GPS) qui doit être considérée comme
une norme GPS générale (voir l'ISO/TR 14638). Elle influence les maillons 1 à 3 de la chaîne de normes sur
les références spécifiées.Le schéma directeur ISO/GPS de l'ISO/TR 14638 donne une vue d'ensemble du système ISO/GPS, dont le
présent document fait partie. Les principes fondamentaux du système ISO/GPS, donnés dans l'ISO 8015,
s'appliquent au présent document et les règles de décision par défaut, données dans l'ISO 14253-1,
s'appliquent aux spécifications faites conformément au présent document, sauf indication contraire.
Pour de plus amples informations sur les relations entre la présente Norme internationale et la matrice GPS,
voir l'Annexe G.Pour la présentation définitive (proportions et dimensions) des symboles pour le tolérancement géométrique,
voir l'ISO 7083.La précédente version de l'ISO 5459 ne traitait que des plans, cylindres et sphères sur lesquels étaient
établies des références spécifiées. Il y a un besoin de tenir compte de tous les types de surfaces qui sont de
plus en plus utilisées dans l'industrie. Les définitions des classes de surfaces données dans l'Annexe B sont
exhaustive et univoques.La présente édition de l'ISO 5459 applique de nouveaux termes et concepts qui n'ont jamais été utilisés dans
les normes ISO GPS passées. Ces concepts sont décrits en détail dans l'ISO/TR 14638, l'ISO 17450-1 et
l'ISO 17450-2; il est donc recommandé de se référer à ces normes lorsque l'on utilise l'ISO 5459.
La présente Norme internationale fournit des outils permettant d'exprimer des contraintes de position et
d'orientation pour une zone de tolérance. Elle ne donne pas d'information sur la relation entre les références
spécifiées ou les systèmes de références spécifiées, et les exigences ou applications fonctionnelles.
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NORME INTERNATIONALE ISO 5459:2011(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) —
Tolérancement géométrique — Références spécifiées et
systèmes de références spécifiées
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie la terminologie, les règles et la méthodologie pour indiquer les
références spécifiées et les systèmes de références spécifiées dans la documentation technique de produits.
La présente Norme internationale fournit également des explications aidant l'utilisateur à la compréhension
des concepts considérés.La présente Norme internationale définit l'opérateur de spécification (voir l'ISO 17450-2) utilisé pour établir
une référence spécifiée ou un système de références spécifiées. L'opérateur de vérification (voir
l'ISO 17450-2), qui peut prendre différentes formes (physique ou mathématique), ne fait pas l'objet de la
présente Norme internationale.NOTE Les règles détaillées relatives aux exigences du maximum de matière (MMR) et du minimum de matière
(LMR) pour les références spécifiées sont données dans l'ISO 2692.2 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 128-24:1999, Dessins techniques — Principes généraux de représentation — Partie 24: Traits utilisés
pour les dessins industrielsISO 1101:2004, Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique —
Tolérancement de forme, orientation, position et battementISO 1101:2004/Amd.1:— , Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique —
Tolérancement de forme, orientation, position et battement — Amendement 1: Représentation des
spécifications sous forme d'un modèle 3DISO 2692, Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique — Exigence du
maximum de matière (MMR), exigence du minimum de matière (LMR) et exigence de réciprocité (RPR)
ISO 3098-0, Documentation technique de produits — Écriture — Partie 0: Prescriptions générales
ISO 3098-5, Documentation technique de produits — Écriture — Partie 5: Écriture en conception assistée par
ordinateur de l'alphabet latin, des chiffres et des signesISO 14660-1:1999, Spécification géométrique des produits (GPS) — Éléments géométriques — Partie 1:
Termes généraux et définitions1) À publier.
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ISO 5459:2011(F)
ISO 17450-1, Spécification géométrique des produits (GPS) — Concepts généraux — Partie 1: Modèle pour
la spécification et la vérification géométriquesISO 17450-2, Spécification géométrique des produits (GPS) — Concepts généraux — Partie 2: Principes de
base, spécifications, opérateurs et incertitudesISO 81714-1, Création de symboles graphiques à utiliser dans la documentation technique de produits —
Partie 1: Règles fondamentales3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 1101, l'ISO 2692,
l'ISO 14660-1, l'ISO 17450-1 et l'ISO 17450-2 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1élément de situation
point, droite, plan ou hélice, qui permet de définir la position ou l'orientation des éléments, ou les deux
3.2élément de référence
élément intégral (non idéal) réel utilisé pour établir une référence spécifiée
NOTE 1 Un élément de référence peut être une surface complète ou une portion de cette surface, ou une entité
dimensionnelle.NOTE 2 Une illustration montrant les relations entre élément de référence, élément associé et référence spécifiée est
donnée à la Figure 4.3.3
élément associé
élément associé pour établir une référence spécifiée
élément idéal qui est ajusté à l'élément de référence avec un critère d'association spécifique
NOTE 1 Le type de l'élément associé est par défaut le même que le type de l'élément intégral nominal utilisé pour
établir la référence spécifiée (pour une exception, voir 7.4.2.5).NOTE 2 L'élément associé pour établir une référence spécifiée simule le contact entre la surface réelle de la pièce et
d'autres composants.NOTE 3 Une illustration montrant les relations entre élément de référence, élément associé et référence spécifiée est
donnée à la Figure 4.3.4
référence spécifiée
un ou plusieurs éléments de situation d'un ou de plusieurs éléments associés à un ou plusieurs éléments
intégraux réels, utilisés pour définir la position ou l'orientation d'une zone de tolérance, ou les deux, ou la
position d'un élément idéal représentant par exemple une condition virtuelleNOTE 1 Une référence spécifiée est une référence théorique exacte; elle est définie par un plan, une droite ou un point,
ou une combinaison de ceux-ci.NOTE 2 Le concept de références spécifiées est directement lié au concept de classe d'invariance (voir Annexes A
et B).NOTE 3 Les références spécifiées comportant des conditions du maximum de matière (MMC) ou du minimum de
matière (LMC) ne font pas l'objet de la présente Norme internationale (voir l'ISO 2692).
NOTE 4 Si une référence spécifiée est établie, par exemple sur une surface complexe, elle consiste en un plan, une
droite, un point, ou une combinaison de ceux-ci. Le modificateur [SL], [PL] ou [PT], ou une combinaison de ceux-ci, peut
être utilisé attaché à la lettre de la référence spécifiée pour limiter le ou les éléments de situation pris en compte en
relation avec la surface.NOTE 5 Une illustration montrant les relations entre élément de référence, élément associé et référence spécifiée est
donnée à la Figure 4.2 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 5459:2011(F)
3.5
référence spécifiée primaire
référence spécifiée qui n'est pas contrainte par les autres références spécifiées
3.6référence spécifiée secondaire
référence spécifiée, dans un système de références spécifiées, qui est contrainte en orientation par la
référence spécifiée primaire du système de références spécifiées3.7
référence spécifiée tertiaire
référence spécifiée, dans un système de références spécifiées, qui est contrainte par la référence spécifiée
primaire et par la référence spécifiée secondaire du système de références spécifiées
3.8référence spécifiée simple
référence spécifiée établie à partir d'un élément de référence d'une surface considérée seule ou d'une entité
dimensionnelleNOTE La classe d'invariance d'une surface considérée seule peut être complexe, prismatique, hélicoïdale,
cylindrique, de révolution, plane ou sphérique. Un ensemble d'éléments de situation définissant la référence spécifiée (voir
Tableau B.1) correspond à chaque type de surface considérée comme seule.3.9
référence spécifiée commune
référence spécifiée établie à partir d'au moins deux éléments de référence considérés simultanément
NOTE Pour définir une référence spécifiée commune, il est nécessaire de considérer la collection de surfaces créée
par les éléments de référence spécifiée considérés. La classe d'invariance d'une collection de surfaces peut être
complexe, prismatique, hélicoïdale, cylindrique, de révolution, plane ou sphérique (voir Tableau B.1).
3.10système de références spécifiées
ensemble de deux éléments de situation ou plus établis dans un ordre particulier à partir d'au moins deux
éléments de référence spécifiéeNOTE Pour définir un système de références spécifiées, il est nécessaire de considérer la collection de surfaces
créée par les éléments de référence spécifiée considérés. La classe d'invariance de la collection de surfaces peut être
complexe, prismatique, hélicoïdale, cylindrique, de révolution, plane ou sphérique (voir Tableau B.1).
3.11référence partielle
partie d'un élément de référence qui peut être nominalement un point, une portion de ligne ou une zone
surfaciqueNOTE Lorsque la référence partielle est un point, une ligne ou zone surfacique, elle est indiquée séparément comme
un point de référence partielle, une ligne de référence partielle ou une surface de référence, respectivement.
3.12référence partielle mobile
référence partielle à mobilité contrôlée
3.13
collection de surfaces
deux surfaces ou plus considérées simultanément comme une surface simple
NOTE 1 Le Tableau B.1 donne la classe d'invariance des références spécifiées ou des systèmes de références
spécifiées lorsqu'on utilise une collection de surfaces.NOTE 2 Deux plans d'intersection peuvent être considérés ensemble ou séparément. Lorsque les deux plans sécants
sont considérés simultanément comme une surface simple, cette surface est une collection de surfaces.
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ISO 5459:2011(F)
3.14
entité dimensionnelle
forme géométrique définie par une dimension linéaire ou angulaire du type taille
NOTE Les entités dimensionnelles peuvent être un cylindre, une sphère, deux surfaces parallèles opposées, un
cône ou un coin.[ISO 14660-1:1999, définition 2.2]
NOTE Dans la présente Norme internationale, les éléments qui ne sont pas des entités dimensionnelles au sens de
l'ISO 14660-1 sont utilisés pour établir une référence spécifiée comme entité dimensionnelle, par exemple une sphère
tronquée (voir l'exemple en C.1.4).3.15
fonction objectif
fonction objectif pour l'association
formule qui décrit la qualité de l'association
NOTE 1 Dans la présente Norme internationale, l'expression «fonction objectif» fait référence à «fonction objectif pour
l'association».NOTE 2 Les fonctions objectifs sont habituellement appelées et décrites mathématiquement: maximum inscrit, zone
minimale, etc.3.16
association
opération utilisée pour ajuster un (des) élément(s) idéal(aux) à un (des) élément(s) non idéal(aux) selon un
critère d'association[ISO 17450-1:—, définition 3.2]
3.17
contrainte
limitation sur l'élément associé
EXEMPLE Contrainte d'orientation, contrainte de position, contrainte matière ou contrainte de caractéristique
intrinsèque.3.17.1
contrainte d'orientation
limitation à un ou plusieurs degrés de liberté en rotation
3.17.2
contrainte de position
limitation à un ou plusieurs degrés de liberté en translation
3.17.3
contrainte matière
condition supplémentaire de position d'un élément associé en relation avec la matière utilisée lors de
l'optimisation d'une fonction objectifNOTE Une contrainte d'association peut être, par exemple, le fait que toutes les distances entre les éléments
associés et l'élément de référence sont positives ou égales à zéro, c'est-à-dire que les éléments associés sont extérieurs
à la matière.3.17.4
contrainte de caractéristique intrinsèque
exigence complémentaire appliquée à la caractéristique intrinsèque de l'élément associé, qu'il soit considéré
fixe ou variable3.18
critère d'association
fonction objectif avec ou sans contrainte, définie pour l'association
NOTE 1 Plusieurs contraintes peuvent être définies pour une association.
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NOTE 2 Les résultats d'association (éléments associés) peuvent différer en fonction du choix du critère d'association.
NOTE 3 Les critères d'association par défaut sont définis dans l'Annexe A.3.19
élément intégral
surface ou ligne d'une surface
NOTE Un élément intégral est intrinsèquement défini.
[ISO 14660-1:1999, défini 2.1.1]
3.20
élément de contact
élément idéal, de tout type, différent de l'élément nominal considéré et associé à l'élément de référence
correspondantVoir Figure 1.
a) Élément de contact sur le modèle nominal b) Élément de contact sur la pièce réelle
Légende1 élément de contact: sphère idéale en contact avec l'élément de référence ou l'élément considéré
2 éléments considérés: gorge de section trapézoïdale (ensemble de deux surfaces non parallèles)
3 éléments de référence: élément réel correspondant à la gorge trapézoïdale (ensemble de deux surfaces non
parallèles)Figure 1 — Exemple d'un élément de contact
3.21
classe d'invariance
groupe d'éléments idéaux pour lequel la surface nominale ne varie pas en considérant les mêmes degrés de
libertéNOTE Il y a sept classes d'invariance (voir Annexe B).
3.22
dimension théorique exacte
TED
dimension indiquée sur la documentation technique du produit, qui n'est pas affectée par une tolérance
individuelle ou généraleNOTE 1 Pour les besoins de la présente Norme internationale, le terme «dimension théorique exacte» a été abrégé
par TED (Theoretically Exact Dimension).NOTE 2 Une dimension théorique exacte est une dimension utilisée dans une opération (par exemple association,
partition, construction, etc.).© ISO 2011 – Tous droits réservés 5
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ISO 5459:2011(F)
NOTE 3 Une dimension théorique exacte peut être une dimension linéaire ou une dimension angulaire.
NOTE 4 Une TED peut définir⎯ le prolongement ou la position relative d'une partie d'un élément,
⎯ la longueur de la projection d'un élément,
⎯ l'orientation ou la position théorique exacte d'un élément par rapport à un ou plusieurs éléments, ou
⎯ la forme nominale d'un élémentNOTE 5 Une TED est indiquée par une valeur dans un cadre rectangulaire.
[ISO 1101:2004/Amd.1:—, définition 3.7]
4 Symboles
Le Tableau 1 donne les symboles pour identifier les éléments de référence ou les références partielles utilisés
pour établir une référence spécifiée.Le Tableau 2 donne la liste des symboles des modificateurs qui peuvent être associés à la lettre de la
référence spécifiée.Tableau 1 — Symboles des éléments de référence et des références partielles
Description Symbole Paragraphe
Indicateur d'élément de
7.2.1
référence
Identifiant d'élément de
Lettre majuscule (A, B, C, AA, etc.) 7.2.2
référence
Cadre de référence
7.2.3.2
partielle simple
Cadre de référence
7.2.3.2
partielle mobile simple
Point de référence
7.2.3.3
partielle
Ligne de référence
7.2.3.3
partielle fermée
Ligne de reference
7.2.3.3
partielle non fermée
Zone de référence
7.2.3.3
partielle
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Tableau 2 — Symboles des modificateurs
Symbole Description Paragraphe
[PD] Diamètre sur flancs (Pitch Diameter) 7.4.2.1
[MD] Diamètre extérieur (Major Diameter) 7.4.2.1
[LD] Diamètre intérieur (Minor Diameter) 7.4.2.1
[ACS] Toute section droite (Any Cross Section) 7.4.2.4
[ALS] Toute section longitudinale (Any Longitudinal Section) 7.4.2.4
[CF] Élément de contact (Contact Feature) 7.4.2.5
[DV] Distance variable (pour la référence spécifiée commune) (Variable Distance) 7.4.2.7
[PT] (élément de situation de type) Point 7.4.2.8[SL] (élément de situation de type) Droite (Straight Line) 7.4.2.8
[PL] (élément de situation de type) Plan (Plane) 7.4.2.8
>< Pour contrainte d'orientation seulement 7.4.2.8
Projection (pour une référence spécifiée secondaire ou tertiaire) 7.4.2.10
Exigence du minimum de matière Voir l'ISO 2692
Exigence du maximum de matière Voir l'ISO 2692
5 Rôle des références spécifiées
Les références spécifiées font partie des spécifications géométriques (voir l'ISO 1101).
Les références spécifiées sont établies à partir de surfaces réelles identifiées sur les pièces.
Les références spécifiées permettent aux zones de tolérances d'être positionnées ou orientées (voir
Exemples 1 et 2) et aux conditions virtuelles d'être définies (par exemple condition virtuelle du maximum de
matière Ⓜ conformément à l'ISO 2692). Les références spécifiées peuvent être vues comme les moyens de
bloquer les degrés de liberté d'une zone de tolérance. Le nombre de ces degrés de liberté bloqués dépend de
la forme nominale des éléments utilisés pour établir la référence spécifiée ou le système de références
spécifiées; selon que la référence spécifiée est primaire, secondaire ou tertiaire; et de la caractéristique
tolérancée indiquée dans le cadre de tolérance géométrique.Par défaut, une référence spécifiée, en fonction de sa forme, bloque tous les degrés de liberté de la zone de
tolérance qu'elle peut bloquer et qui⎯ sont exigés par la caractéristique géométrique indiquée dans le cadre de tolérance, et
⎯ n'ont pas déjà été bloqués par les références spécifiées précédentes du système de référence.
Le modificateur >< doit être utilisé quand la référence spécifiée bloque seulement les degrés de liberté en
orientation.EXEMPLE 1 La zone de tolérance, qui est l'espace compris entre deux plans parallèles distants de 0,1 mm, est
contrainte en orientation à partir de la référence spécifiée par un angle théoriquement exact de 75°. Dans cet exemple, la
référence spécifiée est l'élément de situation d'un cylindre (l'axe du cylindre associé). Voir Figure 2.
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Dimensions en millimètres
a) Indication sur le dessin b) Illustration de la zone de tolérance
Légende
1 référence spécifiée A constituée de l'axe du cylindre associé
Figure 2 — Exemple de zone de tolérance contrainte en orientation à partir d'une référence spécifiée
EXEMPLE 2 La zone de tolérance, qui est l'espace compris entre deux plans parallèles distants de 0,2 mm, est
contrainte d'une part en orientation à partir d'une référence spécifiée par un angle de 70°, d'autre part en position par la
distance de 20 mm à partir du plan de jauge (le plan où le diamètre local du cône dont l'angle est fixé à 40° est égal à
30 mm). Dans cet exemple, la référence spécifiée est l'ensemble d'éléments de situation du cône associé dont l'angle est
fixé à 40°, c'est-à-dire l'axe de ce cône et le point d'intersection du plan de jauge et de cet axe. Voir Figure 3.
Dimensions en millimètresa) Indication de dessin b) Illustration de la zone de tolérance
Légende
1 référence spécifiée A, qui est constituée par l'axe du cône associé et le point d'intersection du plan de jauge et de
l'axeFigure 3 — Exemple de zone de tolérance contrainte en position à partir d'une référence spécifiée
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ISO 5459:2011(F)
6 Concepts de base
6.1 Généralités
Les références spécifiées ou les systèmes de références spécifiés sont des éléments géométriques
théoriques exacts utilisés avec des TED implicites ou explicites pour orienter et/ou positionner
a) des zones de tolérances pour des éléments tolérancés, oub) des états virtuels, par exemple dans le cas de l'exigence du maximum de matière (voir l'ISO 2692).
Une référence spécifiée correspond à un ensemble d'éléments de situation pour un élément idéal (élément de
forme parfaite). Cet élément idéal est un élément associé établi à partir des éléments de ré
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.