ISO 13041-6:2009
(Main)Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 6: Accuracy of a finished test piece
Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 6: Accuracy of a finished test piece
ISO 13041-6:2009 specifies, with reference to ISO 230-1, a series of cutting tests, under finishing conditions, of standard test pieces. It also specifies the characteristics and dimensions of the test pieces themselves. ISO 13041-6:2009 is intended to supply minimum requirements for assessing the cutting accuracy of the machine.
Conditions d'essai des tours à commande numérique et des centres de tournage — Partie 6: Exactitude d'une pièce d'essai usinée
L'ISO 13041-6:2009 spécifie, en faisant référence à l'ISO 230-1, une série d'essais d'usinage, dans les conditions de finition des pièces d'essai normalisées, ainsi que les caractéristiques et les dimensions des pièces d'essai proprement dites. L'ISO 13041-6:2009 est destinée à fournir des spécifications minimales permettant de déterminer l'exactitude de l'usinage de la machine.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13041-6
Second edition
2009-06-15
Test conditions for numerically controlled
turning machines and turning centres —
Part 6:
Accuracy of a finished test piece
Conditions d'essai des tours à commande numérique et des centres de
tournage —
Partie 6: Exactitude d'une pièce d'essai usinée
Reference number
ISO 13041-6:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 13041-6:2009(E)
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Published in Switzerland
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ISO 13041-6:2009(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Preliminary remarks . 1
3.1 Measuring units . 1
3.2 Reference to ISO 230. 2
3.3 Test sequence . 2
3.4 Tests to be performed . 2
3.5 Measuring instruments . 2
3.6 Fixing of test pieces . 2
3.7 Materials of test pieces, tooling and cutting parameters . 2
3.8 Sizes of test pieces. 2
3.9 Information to be recorded . 3
3.10 Machine size categories. 3
4 Machining tests. 5
Bibliography . 12
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ISO 13041-6:2009(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 13041-6 was prepared by Technical Committee ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2, Test
conditions for metal cutting machine tools.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13041-6:2005), which has been technically
revised.
ISO 13041 consists of the following parts, under the general title Test conditions for numerically controlled
turning machines and turning centres:
⎯ Part 1: Geometric tests for machines with a horizontal workholding spindle
⎯ Part 2: Geometric tests for machines with a vertical workholding spindle
⎯ Part 3: Geometric tests for machines with inverted vertical workholding spindles
⎯ Part 4: Accuracy and repeatability of positioning of linear and rotary axes
⎯ Part 5: Accuracy of feeds, speeds and interpolations
⎯ Part 6: Accuracy of a finished test piece
⎯ Part 7: Evaluation of contouring performance in the coordinate planes
⎯ Part 8: Evaluation of thermal distortions
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ISO 13041-6:2009(E)
Introduction
A numerically controlled turning machine is a machine tool in which the principal motion is the rotation of the
workpiece against the stationary cutting tool(s) and where cutting energy is brought by the workpiece and not
by the tool. This machine is controlled by a numerical control (NC) providing automatic functioning in
accordance with ISO 13041-1:2004, 3.3, and can be of single spindle or multi-spindle type.
A turning centre is an NC turning machine equipped with power-driven tool(s) and the capacity to orientate the
workholding spindle around its axis. This machine can include additional features, such as automatic tool
changing from a magazine.
The objective of the ISO 13041 series is to supply as wide and comprehensive information as possible on
geometric, positional, contouring, thermal and machining tests, which can be carried out for comparison,
acceptance, maintenance or any other purpose.
The ISO 13041 series specifies, with reference to the relevant parts of ISO 230, tests for turning centres and
numerically controlled turning machines with/without tailstocks, standing alone or integrated in flexible
manufacturing systems. It also establishes the tolerances or maximum acceptable values for the test results
corresponding to general purpose and normal accuracy turning centres and numerically controlled turning
machines.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13041-6:2009(E)
Test conditions for numerically controlled turning machines
and turning centres —
Part 6:
Accuracy of a finished test piece
1 Scope
This part of ISO 13041 specifies, with reference to ISO 230-1, a series of cutting tests, under finishing
conditions, of standard test pieces. It also specifies the characteristics and dimensions of the test pieces
themselves.
This part of ISO 13041 is intended to supply minimum requirements for assessing the cutting accuracy of the
machine.
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 1101, Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Tolerances of form,
orientation, location and run-out
ISO 13041-1:2004, Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 1:
Geometric tests for machines with a horizontal workholding spindle
ISO 13041-2, Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 2:
Geometric tests for machines with a vertical workholding spindle
ISO 13041-3, Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 3:
Geometric tests for machines with inverted vertical workholding spindles
3 Preliminary remarks
3.1 Measuring units
In this part of ISO 13041, 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, 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.
0,010/1 000 = 10 µrad ≈ 2′′
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ISO 13041-6:2009(E)
3.2 Reference to ISO 230-1
To apply this part of ISO 13041, reference shall be made to ISO 230-1, especially for the installation of the
machine before testing, warming up of the machine, description of measuring methods, and evaluation and
presentation of the results.
3.3 Test sequence
The sequence in which the tests are presented in this part of ISO 13041 in no way defines the practical order
of testing.
3.4 Tests to be performed
When testing a machine, it is not always necessary or possible to carry out all the tests described in this part
of ISO 13041. When the tests are required for acceptance purposes, it is up to 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. Mere reference
to this part of ISO 13041 for the acceptance tests, without specifying the tests to be carried out, and without
agreement on the relevant expenses, cannot be considered as binding for any contracting party.
When testing machines with moving cross rail, the tolerances given in this part of ISO 13041 apply when the
position of the cross rail is fixed at a certain location (preferably in mid-travel of the cross rail or some other
predetermined position subject to agreement between the supplier/manufacturer and the user).
3.5 Measuring instruments
The measuring instruments indicated in the tests described in Clause 4 are examples only. Other instruments
measuring the same qualities and having at least the same accuracy may be used. Linear displacement
sensors shall have a resolution of 0,001 mm or better. See ISO 14253-1, ISO/TS 14253-2 and ISO/TR 16015.
3.6 Fixing of test pieces
The test piece shall be conveniently mounted on a proper fixture or chuck, such that maximum stability of
tools and fixture is achieved. The mounting surfaces of the fixture and the test piece shall be flat and/or
cylindrical. It is recommended that suitable means of fixturing be used to allow for tool breakthrough (if
applicable).
NOTE Fixing of the test piece can have a significant impact on the results of the tests. Therefore, parameters
associated with fixing the test piece, such as type and number of jaws, and amount of clamping force, are considered
carefully.
3.7 Materials of test pieces, tooling and cutting parameters
The test piece material, tooling and the subsequent cutting parameters are subject to agreement between
supplier/manufacturer and user, and shall be recorded. The test piece material shall be specified with proper
material designations.
3.8 Sizes of test pieces
If the test pieces are machined several times, with a consequent reduction of external dimensions, it is
recommended that the final test piece, when used for acceptance purposes, comply with the dimensions
specified in this part of ISO 13041.
If the test pieces come from previous cutting tests and are re-useable, their characteristic dimensions shall
remain within 10 % of those indicated in this part of ISO 13041. When the test pieces are re-used, a shallow
cut shall be made to clean up all surfaces before new finishing test cuts are taken.
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ISO 13041-6:2009(E)
It is also recommended that type and serial number of the machine, date of test and names and orientation of
the axes be marked on the test pieces and that they be delivered with the machine for reference purposes.
In principle, no more than one piece of each type shall be machined for acceptance purposes. In case of
special requirements, such as statistical assessment of the machine performance, the machining of more test
pieces is to be subject to agreement between the supplier/manufacturer and user.
Preliminary cuts shall be taken in order to make the depth of cut as constant as possible.
3.9 Information to be recorded
For tests made according to the requirements of this part of ISO 13041, the following information shall be
compiled as completely as possible and shall be included in the test report:
a) material and dimensions of the test piece;
b) material and dimensions of the tool;
c) cutting speed(s);
d) feedrate(s) (feed velocity);
e) depth(s) of cut;
f) axes used for machining;
g) test piece fixing conditions;
h) other cutting parameters, e.g. cutting fluid.
3.10 Machine size categories
For the purposes of the ISO 13041 series, machines are classified into size categories depending on their
work spindle orientation (see ISO 13041-1 for horizontal workholding spindle, ISO 13041-2 for vertical
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13041-6
Deuxième édition
2009-06-15
Conditions d'essai des tours
à commande numérique et des centres
de tournage —
Partie 6:
Exactitude d'une pièce d'essai usinée
Test conditions for numerically controlled turning machines and turning
centres —
Part 6: Accuracy of a finished test piece
Numéro de référence
ISO 13041-6:2009(F)
©
ISO 2009
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ISO 13041-6:2009(F)
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Publié en Suisse
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ISO 13041-6:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Remarques préliminaires. 1
3.1 Unités de mesure. 1
3.2 Référence à l'ISO 230 . 2
3.3 Ordre des essais. 2
3.4 Essais à réaliser. 2
3.5 Instruments de mesure . 2
3.6 Fixation des pièces d'essai. 2
3.7 Matériau des pièces d'essai, outillage et paramètres d'usinage . 2
3.8 Dimensions des pièces d'essai. 2
3.9 Informations à relever . 3
3.10 Catégories de tailles de la machine. 3
4 Essais d'usinage. 5
Bibliographie . 12
© ISO 2009 – Tous droits réservés iii
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ISO 13041-6:2009(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 13041-6 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 deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13041-6:2005) qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 13041 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Conditions d'essai des tours à
commande numérique et des centres de tournage:
⎯ Partie 1: Essais géométriques pour les machines à broche horizontale
⎯ Partie 2: Essais géométriques pour les machines à broche verticale
⎯ Partie 3: Essais géométriques pour les machines à broches verticales inversées
⎯ Partie 4: Précision et répétabilité de positionnement des axes linéaires et rotatifs
⎯ Partie 5: Exactitude des vitesses, avances et interpolations
⎯ Partie 6: Exactitude d'une pièce d'essai usinée
⎯ Partie 7: Évaluation des performances en contournage dans les plans de coordonnées
⎯ Partie 8: Évaluation des effets thermiques
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 13041-6:2009(F)
Introduction
Un tour à commande numérique est une machine-outil dont le mouvement principal est la rotation de la pièce
par rapport à un ou plusieurs outils de coupe fixes et où l'énergie de coupe est fournie par la pièce et non par
l'outil. Cette machine à commande numérique (CN) assure un fonctionnement en mode automatique selon
l'ISO 13041-1:2004, 3.3, et peut comporter une ou plusieurs broches.
Un centre de tournage est un tour à commande numérique équipé d'un ou de plusieurs outils mécanisés et
qui est capable d'orienter la broche porte-pièce autour de son axe. Cette machine peut inclure des
caractéristiques complémentaires telles que le changement automatique d'outil à partir du magasin.
L'objectif de la série de l’ISO 13041 est de fournir des informations aussi larges et complètes que possible sur
les essais géométriques, de positionnement, de contournage, thermiques et d'usinage, les essais pouvant
être réalisés à des fins de comparaison, de réception, de maintenance ou de tout autre objectif.
La série de l’ISO 13041 spécifie, en faisant référence aux parties correspondantes de l'ISO 230, les essais
relatifs aux centres de tournage et aux tours à commande numérique avec/sans contre-poupées
indépendantes ou intégrées dans des systèmes flexibles d'usinage. La série de l'ISO 13041 établit également
les tolérances ou les valeurs acceptables maximales pour les résultats d'essai correspondant aux centres de
tournage et aux tours à commande numérique à usage général et d'exactitude normale.
© ISO 2009 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 13041-6:2009(F)
Conditions d'essai des tours à commande numérique
et des centres de tournage —
Partie 6:
Exactitude d'une pièce d'essai usinée
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 13041 spécifie, en faisant référence à l'ISO 230-1, une série d'essais d'usinage,
dans les conditions de finition des pièces d'essai normalisées, ainsi que les caractéristiques et les dimensions
des pièces d'essai proprement dites.
La présente partie de l'ISO 13041 est destinée à fournir des spécifications minimales permettant de
déterminer l'exactitude de l'usinage de la machine.
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 1101, Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique — Tolérancement de
forme, orientation, position et battement
ISO 13041-1:2004, Conditions d'essai des tours à commande numérique et des centres de tournage —
Partie 1: Essais géométriques pour les machines à broche horizontale
ISO 13041-2, Conditions d'essai des tours à commande numérique et des centres de tournage — Partie 2:
Essais géométriques pour les machines à broche verticale
ISO 13041-3, Conditions d'essai des tours à commande numérique et des centres de tournage — Partie 3:
Essais géométriques pour les machines à broches verticales inversées
3 Remarques préliminaires
3.1 Unités de mesure
Dans la présente partie de l’ISO 13041, toutes les dimensions linéaires, tous les écarts et 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 exprimés sous forme de
rapports mais, dans certains cas, les microradians ou les secondes d'arc peuvent être utilisés pour plus de
clarté. Il convient de garder toujours à l'esprit l'équivalence des expressions suivantes:
0,010/1 000 = 10 µrad ≈ 2′′
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ISO 13041-6:2009(F)
3.2 Référence à l'ISO 230-1
Pour l'application de la présente partie de l’ISO 13041, il faut se reporter à l'ISO 230-1, notamment en ce qui
concerne l'installation de la machine avant essai, la mise en température de la machine, la description des
méthodes de mesure, l'évaluation et la présentation des résultats.
3.3 Ordre des essais
La séquence de présentation des essais dans la présente partie de l’ISO 13041 ne définit nullement l'ordre
pratique de succession des opérations d’essai.
3.4 Essais à réaliser
Il n'est pas toujours possible, ni nécessaire, lors de l'examen d'une machine, d'effectuer la totalité des essais
figurant dans la présente partie de l’ISO 13041. 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 éléments et/ou propriétés qui l'intéressent. Ces essais doivent être clairement précisés lors de la
passation de la commande d'une machine. On considère que la simple référence à la présente partie de
l’ISO 13041 pour les essais de réception n'engage aucun des contractants, s'il n'y a pas accord sur les essais
à réaliser et sur les frais correspondants.
Lors de l'examen des machines à traverse porte-chariot mobile, les tolérances données dans la présente
partie de l’ISO 13041 s'appliquent quand la position de la traverse porte-chariot est fixée à un certain
emplacement (de préférence à mi-chemin de la traverse porte-chariot ou à une autre position prédéterminée
et qui fait l'objet d'un accord entre le fournisseur/constructeur et l'utilisateur).
3.5 Instruments de mesure
Les instruments de mesure indiqués dans les essais décrits dans l'Article 4 ne sont que des exemples. Il est
possible d'utiliser d'autres instruments mesurant les mêmes grandeurs et ayant au moins la même exactitude.
Les comparateurs de déplacement linéaire doivent avoir une résolution d'au moins 0,001 mm. Voir
l'ISO 14253-1, l'ISO/TS 14253-2 et à l'ISO/TR 16015.
3.6 Fixation des pièces d'essai
La pièce d'essai doit être montée convenablement sur un porte-pièce ou un mandrin adapté, de façon à
obtenir la stabilité maximale des outils et du porte-pièce. Les surfaces de montage du porte-pièce et de la
pièce d'essai doivent être plates et/ou cylindriques. Il est recommandé que des moyens convenables de
fixation soient utilisés pour tenir compte de la percée des outils (si applicable).
NOTE La fixation de la pièce d'essai peut avoir un impact significatif sur les résultats des essais. Par conséquent, les
paramètres associés avec la fixation de la pièce d'essai tels que le type et le nombre de mâchoires, la force de serrage,
etc. sont à prendre soigneusement en considération.
3.7 Matériau des pièces d'essai, outillage et paramètres d'usinage
Le matériau de la pièce d'essai, l'outillage et les paramètres d'usinage correspondants font l'objet d'un accord
entre le fournisseur/constructeur et l'utilisateur et doivent être relevés. Le matériau de la pièce d'essai doit être
spécifié avec des désignations de matériau approprié.
3.8 Dimensions des pièces d'essai
Dans le cas où les pièces sont usinées plusieurs fois, avec une réduction conséquente des dimensions, il est
recommandé que la pièce, lorsqu'elle est utilisée à des fins de dimensions et qu'elle est soit sous sa forme
définitive, soit conforme aux dimensions spécifiées dans la présente partie de l'ISO 13041.
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ISO 13041-6:2009(F)
Dans le cas où les pièces proviennent d'essais d'usinage préalables et sont réutilisées, leurs dimensions
caractéristiques ne doivent pas s'écarter de 10 % de celles indiquées dans la présente partie de l'ISO 13041.
Lorsque les pièces d'essai sont réutilisées, une passe peu profonde doit être réalisée pour nettoyer toutes les
surfaces avant d'entreprendre de nouvelles passes d'essais de finition.
Il est également recommandé de marquer sur les pièces d'essai le type et le numéro de série de la machine,
la date du contrôle, le nom et l'orientation des axes, et de les fournir avec la machine à titre de référence.
En principe, il convient d'usiner un seul morceau de chaque type à des fins de réception. En cas d'exigences
spéciales, telle que l'évaluation statistique de la performance de la machine, l'usinage de plusieurs pièces
d'essai fait l'objet d'un accord entre le fournisseur/constructeur et l'utilisateur.
Pour les passes préliminaires, il convient de rendre la profondeur de passe aussi constante que possible.
3.9 Informations à relever
Pour les essais effectués conformément aux exigences de la présente partie de l'ISO 13041, les informations
suivantes doivent être indiquées de la manière la plus exhaustive possible dans le rapport d'essai:
a) matériau et dimensions de la pièce d'essai;
b) matériau et dimensions de l'outil;
c) vitesse(s) d'usinage;
d) vitesse(s) d'avance (vitesse d'alimentation);
e) profondeur(s) de passe;
f) axes utilisés pour l'usinage;
g) conditions de fixation de la pièce d'essai;
h) autre paramètres de coupe, par exemple, l'huile de coupe.
3.10 Catégories de tailles de la machine
Pour les besoins de la série de l’ISO 13041, les machines sont classifiées dans des catégories de tailles selon
l'orientation de leur broche (voir l'ISO
...
Questions, Comments and Discussion
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