ISO/TS 13399-405:2016
(Main)Cutting tool data representation and exchange — Part 405: Creation and exchange of 3D models — Collets
Cutting tool data representation and exchange — Part 405: Creation and exchange of 3D models — Collets
ISO/TS 13399-405:2016 specifies a concept for the design of adaptive items, limited to any kind of collets, clamping sleeves and ferrules, together with the usage of the related properties and domains of values. ISO/TS 13399-405:2016 specifies a common way of design simplified models that contain the following: - definitions and identifications of the design features of collets, clamping sleeves, and ferrules, with an association to the used properties; - definitions and identifications of the internal structure of the 3D model that represents the features and the properties of collets, clamping sleeves, and ferrules. The following are outside the scope of this part of ISO/TS 13399: - applications where these standard data may be stored or referenced; - concept of 3D models for cutting tools; - concept of 3D models for cutting items; - concept of 3D models for tool items; - concept of 3D models for other adaptive items not being described in the scope of this part of ISO 13399; - concept of 3D models for assembly items and auxiliary items.
Représentation et échange des données relatives aux outils coupants — Partie 405: Création et échange de modèles 3D — Pinces de serrage
La présente partie de l'ISO/TS 13399 spécifie un concept pour la conception des éléments relatifs aux attachements, limité à tous les types de pinces de serrage, manchons de serrage et viroles, utilisant les propriétés et domaines de valeurs associés. La présente partie de l'ISO/TS 13399 spécifie une façon commune de concevoir des modèles simplifiés contenant les éléments suivants: — des définitions et identifications des caractéristiques des pinces de serrage, manchons de serrage et viroles, avec un lien vers les propriétés utilisées; — des définitions et identifications de la structure interne du modèle 3D qui représente les caractéristiques et les propriétés des pinces de serrage, manchons de serrage et viroles. Les éléments suivants n'entrent pas dans le domaine d'application de la présente partie de l'ISO/TS 13399: — les applications où les données standards peuvent être stockées ou référencées; — le concept de modèles 3D pour outils coupants; — le concept de modèles 3D pour éléments coupants; — le concept de modèles 3D pour des éléments relatifs aux outils; — le concept de modèles 3D pour d'autres éléments relatifs aux attachements non décrits dans la présente partie de ISO/TS 13399; — le concept de modèles 3D pour les éléments relatifs aux assemblages et éléments auxiliaires.
General Information
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 13399-405
First edition
2016-03-01
Cutting tool data representation and
exchange —
Part 405:
Creation and exchange of 3D models
— Collets
Représentation et échange des données relatives aux outils
coupants —
Partie 405: Création et échange de modèles 3D — Pinces de serrage
Reference number
ISO/TS 13399-405:2016(E)
©
ISO 2016
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ISO/TS 13399-405:2016(E)
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written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
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ii © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO/TS 13399-405:2016(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Starting elements, coordinate systems, planes . 2
3.1 General . 2
3.2 Reference system (PCS — primary coordinate system). 2
3.3 Mounting coordinate system . 2
3.4 Adjustment coordinate system at workpiece side . 3
3.4.1 General. 3
3.4.2 Designation of coordinate systems at workpiece side . 3
3.4.3 Arrangement of coordinate system workpiece side. 4
3.5 Planes . 5
4 Design of the model . 6
4.1 General . 6
4.2 Necessary properties for the connection interface feature . 7
5 Double angle collet . 7
5.1 General . 7
5.2 Necessary properties . 8
5.3 Basic geometry . 8
5.4 Double angle collet, complete . 9
6 Collet with straight shoulder . 9
6.1 General . 9
6.2 Necessary properties .10
6.3 Basic geometry .10
6.4 Completed collet with straight shoulder .11
7 Short double angle collet .11
7.1 General .11
7.2 Necessary properties .12
7.3 Basic geometry .12
7.4 Completed short double angle collet .13
8 Collet with elastic segments .13
8.1 General .13
8.2 Necessary properties .13
8.3 Basic geometry .14
8.4 Completed collet with elastic segments .14
9 Collet with axial adjustment .15
9.1 General .15
9.2 Necessary properties .15
9.3 Basic geometry .15
9.4 Completed collet with axial adjustment .16
10 Draw-in collet with retaining thread and spanner flats .17
10.1 General .17
10.2 Necessary properties .17
10.3 Basic geometry .18
10.4 Completed draw-in collet with retaining thread and spanner flats .18
11 Draw in collet with retaining thread .19
11.1 General .19
11.2 Necessary properties .19
11.3 Basic geometry .19
© ISO 2016 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TS 13399-405:2016(E)
11.4 Completed draw-in collet with retaining thread .20
12 Cylindrical clamping sleeve .20
12.1 General .20
12.2 Necessary properties .20
12.3 Basic geometry .21
12.4 Completed cylindrical clamping sleeve .21
13 Conical clamping sleeve with retaining thread .22
13.1 General .22
13.2 Necessary properties .22
13.3 Basic geometry .23
13.4 Completed conical clamping sleeve with retaining thread .23
14 Ferrule .24
14.1 General .24
14.2 Necessary properties .24
14.3 Basic model .24
14.4 Completed ferrule.25
15 Dead length type collet .25
15.1 General .25
15.2 Necessary properties .25
15.3 Basic geometry .26
15.4 Completed dead length type collet .26
16 Design of details .27
16.1 Basics for modelling .27
16.2 Contact surfaces, driving features — Orientation .27
16.3 Chamfers and roundings .27
16.4 Attributes of surfaces — Visualization of the model features.27
17 Structure of the design elements (tree of model) .28
18 Data exchange model .28
Annex A (informative) Information about nominal dimensions .30
Bibliography .31
iv © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TS 13399-405:2016(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 29, Small tools.
ISO/TS 13399 consists of the following parts, under the general title Cutting tool data representation
and exchange:
— Part 1: Overview, fundamental principles and general information model
— Part 2: Reference dictionary for the cutting items [Technical Specification]
— Part 3: Reference dictionary for tool items [Technical Specification]
— Part 4: Reference dictionary for adaptive items [Technical Specification]
— Part 5: Reference dictionary for assembly items [Technical Specification]
— Part 50: Reference dictionary for reference systems and common concepts [Technical Specification]
— Part 60: Reference dictionary for connection systems [Technical Specification]
— Part 80: Creation and exchange of 3D models — Overview and principles [Technical Specification]
— Part 100: Definitions, principles and methods for reference dictionaries [Technical Specification]
— Part 150: Usage guidelines [Technical Specification]
— Part 201: Creation and exchange of 3D models — Regular inserts [Technical Specification]
— Part 202: Creation and exchange of 3D models — Irregular inserts [Technical Specification]
— Part 203: Creation and exchange of 3D models — Replaceable inserts for drilling [Technical Specification]
— Part 204: Creation and exchange of 3D models — Inserts for reaming [Technical Specification]
— Part 301: Concept for the design of 3D models based on properties according to ISO/TS 13399‑3: Modelling
of thread‑cutting taps, thread‑forming taps and thread‑cutting dies [Technical Specification]
© ISO 2016 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TS 13399-405:2016(E)
— Part 302: Concept for the design of 3D models based on properties according to ISO/TS 13399‑3:
Modelling of solid drills and countersinking tools [Technical Specification]
— Part 303: Concept for the design of 3D models based on properties according to ISO/TS 13399‑3:
Modelling of end mills with solid cutting edges [Technical Specification]
— Part 304: Concept for the design of 3D models based on properties according to ISO/TS 13399‑3:
Modelling of milling cutters with arbor hole and solid cutting edges [Technical Specification]
— Part 307: Creation and exchange of 3D models — End mills for indexable inserts [Technical Specification]
— Part 308: Creation and exchange of 3D models — Milling cutters with arbor hole for indexable inserts
[Technical Specification]
— Part 309: Creation and exchange of 3D models — Tool holders for indexable inserts [Technical
Specification]
— Part 311: Creation and exchange of 3D models — Solid reamers [Technical Specification]
— Part 312: Creation and exchange of 3D models — Reamers for indexable inserts [Technical Specification]
— Part 401: Creation and exchange of 3D models — Converting, extending and reducing adaptive items
[Technical Specification]
— Part 405: Creation and exchange of 3D models — Collets [Technical Specification]
The following parts are under preparation:
— Part 70: Graphical data layout — Layer settings for tool designs [Technical Specification]
— Part 71: Graphical data layout — Creation of documents for the standardized data exchange — Graphical
product information [Technical Specification]
— Part 72: Creation of documents for the standardized data exchange — Definition of properties for
drawing header and their XML‑data exchange [Technical Specification]
— Part 305: Creation and exchange of 3D models — Modular tooling systems with adjustable cartridges
for boring [Technical Specification]
— Part 310: Creation and exchange of 3D models — Turning tools with carbide tips [Technical Specification]
vi © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TS 13399-405:2016(E)
Introduction
This part of ISO/TS 13399 defines the concept, the terms and the definitions on how to design
simplified 3D models of collets, clamping sleeves, ferrules and expanding sleeves that can be used for
NC-programming, simulation of the manufacturing processes and the determination of collision within
machining processes. It is not intended to standardize the design of the cutting tool itself.
A cutting tool is used in a machine to remove material from a workpiece by a shearing action at the
cutting edges of the tool. Cutting tool data that can be described by ISO/TS 13399 (all parts) include, but
are not limited to, everything between the workpiece and the machine tool. Information about
inserts, solid tools, assembled tools, adaptors, components and their relationships can be represented
by ISO/TS 13399 (all parts). The increasing demand providing the end user with 3D models for the
purposes defined above is the basis for the development of this series of International Standards.
The objective of this International Standard is to provide the means to represent the information that
describes cutting tools in a computer-sensible form that is independent from any particular computer
system. The representation will facilitate the processing and exchange of cutting tool data within and
between different software systems and computer platforms and support the application of this data
in manufacturing planning, cutting operations and the supply of tools. The nature of this description
makes it suitable not only for neutral file exchange, but also as a basis for implementing and sharing
product databases and for archiving. The methods that are used for these representations are those
developed by ISO/TC 184/SC 4 for the representation of product data by using standardized information
models and reference dictionaries.
Definitions and identifications of dictionary entries are defined by means of standard data that consist
of instances of the EXPRESS entity data types defined in the common dictionary schema, resulting
from a joint effort between ISO/TC 184/SC 4 and IEC/TC 3/SC 3D and in its extensions defined in
ISO 13584-24 and ISO 13584-25.
© ISO 2016 – All rights reserved vii
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 13399-405:2016(E)
Cutting tool data representation and exchange —
Part 405:
Creation and exchange of 3D models — Collets
1 Scope
This part of ISO/TS 13399 specifies a concept for the design of adaptive items, limited to any kind of collets,
clamping sleeves and ferrules, together with the usage of the related properties and domains of values.
This part of ISO/TS 13399 specifies a common way of design simplified models that contain the
following:
— definitions and identifications of the design features of collets, clamping sleeves, and ferrules, with
an association to the used properties;
— definitions and identifications of the internal structure of the 3D model that represents the features
and the properties of collets, clamping sleeves, and ferrules.
The following are outside the scope of this part of ISO/TS 13399:
— applications where these standard data may be stored or referenced;
— concept of 3D models for cutting tools;
— concept of 3D models for cutting items;
— concept of 3D models for tool items;
— concept of 3D models for other adaptive items not being described in the scope of this part of
ISO 13399;
— concept of 3D models for assembly items and auxiliary items.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 296, Machine tools — Self‑holding tapers for tool shanks
ISO/TS 13399-3, Cutting tool data representation and exchange — Part 3: Reference dictionary for tool items
ISO/TS 13399-4, Cutting tool data representation and exchange — Part 4: Reference dictionary for
adaptive items
ISO/TS 13399-50, Cutting tool data representation and exchange — Part 50: Reference dictionary for
reference systems and common concepts
ISO/TS 13399-60, Cutting tool data representation and exchange — Part 60: Reference dictionary for
connection systems
ISO/TS 13399-80, Cutting tool data representation and exchange — Part 80: Creation and exchange of 3D
models — Overview and principles
© ISO 2016 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TS 13399-405:2016(E)
3 Starting elements, coordinate systems, planes
3.1 General
The modelling of the 3D models shall be done by means of nominal dimensions.
WARNING — There is no guarantee that the 3D model, created according to the methods
described in this document, is a true representation of the physical tool supplied by the tool
manufacturer. If the models are used for simulation purposes, e.g. CAM simulation, it shall
be taken into consideration that the real product dimensions can differ from those nominal
dimensions.
NOTE Some of the definitions are taken from ISO/TS 13399-50.
3.2 Reference system (PCS — primary coordinate system)
The reference system as shown in Figure 1 consists of the following standard elements:
— standard coordinate system: right-handed rectangular Cartesian system in three dimensional
space, called “primary coordinate system” (PCS);
— 3 orthogonal planes: planes in the coordinate system that contain the axis of the system, named
“xy-plane” (XYP), “xz-plane” (XZP), and “yz-plane” (YZP);
— 3 orthogonal axis: axes built as intersections of the 3 orthogonal planes lines respectively, named
“x-axis” (XA), “y-axis” (YA), and “z-axis” (ZA).
Figure 1 — Primary coordinate system
3.3 Mounting coordinate system
For virtually mounting of collets, clamping sleeves and ferrules onto an adaptive item to create a
complete cutting tool, an additional reference system shall be defined. This reference system is called
“mounting coordinate system” (MCS). It is located at the starting point of the protruding length of the
collet or the other named items. At collets, the MCS is located at that point, where the nominal diameter
is referenced.
Figure 2 shows an example of the location of the MCS in relation to the PCS.
2 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO/TS 13399-405:2016(E)
Figure 2 — Example of orientation and location of PCS, MCS, and CSW
3.4 Adjustment coordinate system at workpiece side
3.4.1 General
Additional coordinate systems named “CSWx_y” (coordinate system workpiece side) for mounting
other adaptive items or tool items shall be defined according to ISO/TS 13399-50.
3.4.2 Designation of coordinate systems at workpiece side
The designation of the coordinate system workpiece side shall be done as follows.
Case 1 One coordinate system at workpiece side
A single coordinate system at the workpiece side shall be designated as “CSW”.
Case 2 One coordinate system on different levels at workpiece side
A single coordinate system on different levels shall be designated as “CSWx”, e.g. “CSW1”, “CSW2”.
The numbering shall start at the workpiece side and end at the machine side in the direction of
the positive z-axis.
Case 3 Multiple coordinate systems on one level and different angles at workpiece side
Multiple coordinate syste
...
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 13399-405
First edition
Cutting tool data representation and
exchange —
Part 405:
Creation and exchange of 3D models
— Collets
Représentation et échange des données relatives aux outils coupants —
Partie 405: Création et échange de modèles 3D — Pinces de serrage
PROOF/ÉPREUVE
Reference number
ISO/TS 13399-405:2015(E)
©
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TS 13399-405:2015(E)
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All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
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---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/TS 13399-405:2015(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Starting elements, coordinate systems, planes . 2
3.1 General . 2
3.2 Reference system (PCS — primary coordinate system). 2
3.3 Mounting coordinate system . 2
3.4 Adjustment coordinate system at workpiece side . 3
3.4.1 General. 3
3.4.2 Designation of coordinate systems at workpiece side . 3
3.4.3 Arrangement of coordinate system workpiece side. 4
3.5 Planes . 5
4 Design of the model . 6
4.1 General . 6
4.2 Necessary properties for the connection interface feature . 7
5 Double angle collet . 7
5.1 General . 7
5.2 Necessary properties . 8
5.3 Basic geometry . 8
5.4 Double angle collet, complete . 9
6 Collet with straight shoulder . 9
6.1 General . 9
6.2 Necessary properties .10
6.3 Basic geometry .10
6.4 Completed collet with straight shoulder .11
7 Short double angle collet .11
7.1 General .11
7.2 Necessary properties .12
7.3 Basic geometry .12
7.4 Completed short double angle collet .13
8 Collet with elastic segments .13
8.1 General .13
8.2 Necessary properties .14
8.3 Basic geometry .14
8.4 Completed collet with elastic segments .15
9 Collet with axial adjustment .15
9.1 General .15
9.2 Necessary properties .15
9.3 Basic geometry .16
9.4 Completed collet with axial adjustment .16
10 Draw-in collet with retaining thread and spanner flats .17
10.1 General .17
10.2 Necessary properties .18
10.3 Basic geometry .18
10.4 Completed draw-in collet with retaining thread and spanner flats .19
11 Draw in collet with retaining thread .19
11.1 General .19
11.2 Necessary properties .20
11.3 Basic geometry .20
© ISO 2015 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE iii
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ISO/TS 13399-405:2015(E)
11.4 Completed draw-in collet with retaining thread .21
12 Cylindrical clamping sleeve .21
12.1 General .21
12.2 Necessary properties .21
12.3 Basic geometry .22
12.4 Completed cylindrical clamping sleeve .22
13 Conical clamping sleeve with retaining thread .23
13.1 General .23
13.2 Necessary properties .23
13.3 Basic geometry .24
13.4 Completed conical clamping sleeve with retaining thread .24
14 Ferrule .25
14.1 General .25
14.2 Necessary properties .25
14.3 Basic model .25
14.4 Completed ferrule.26
15 Dead length type collet .26
15.1 General .26
15.2 Necessary properties .26
15.3 Basic geometry .27
15.4 Completed dead length type collet .27
16 Design of details .28
16.1 Basics for modelling .28
16.2 Contact surfaces, driving features — Orientation .28
16.3 Chamfers and roundings .28
16.4 Attributes of surfaces — Visualization of the model features.28
17 Structure of the design elements (tree of model) .29
18 Data exchange model .29
Annex A (informative) Information about nominal dimensions .31
Bibliography .32
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---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TS 13399-405:2015(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 29, Small tools.
ISO/TS 13399 consists of the following parts, under the general title Cutting tool data representation
and exchange:
— Part 1: Overview, fundamental principles and general information model
— Part 2: Reference dictionary for the cutting items [Technical Specification]
— Part 3: Reference dictionary for tool items [Technical Specification]
— Part 4: Reference dictionary for adaptive items [Technical Specification]
— Part 5: Reference dictionary for assembly items [Technical Specification]
— Part 50: Reference dictionary for reference systems and common concepts [Technical Specification]
— Part 60: Reference dictionary for connection systems [Technical Specification]
— Part 80: Creation and exchange of 3D models — Overview and principles [Technical Specification]
— Part 100: Definitions, principles and methods for reference dictionaries [Technical Specification]
— Part 150: Usage guidelines [Technical Specification]
— Part 201: Creation and exchange of 3D models — Regular inserts [Technical Specification]
— Part 202: Creation and exchange of 3D models — Irregular inserts [Technical Specification]
— Part 203: Creation and exchange of 3D models — Replaceable inserts for drilling [Technical Specification]
— Part 204: Creation and exchange of 3D models — Inserts for reaming [Technical Specification]
— Part 301: Concept for the design of 3D models based on properties according to ISO/TS 13399-3:
Modelling of thread-cutting taps, thread-forming taps and thread-cutting dies [Technical Specification]
© ISO 2015 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE v
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ISO/TS 13399-405:2015(E)
— Part 302: Concept for the design of 3D models based on properties according to ISO/TS 13399-3:
Modelling of solid drills and countersinking tools [Technical Specification]
— Part 303: Creation and exchange of 3D models — Solid end mills [Technical Specification]
— Part 304: Creation and exchange of 3D models — Solid milling cutters with arbor hole [Technical
Specification]
— Part 307: Creation and exchange of 3D models — End mills for indexable inserts [Technical Specification]
— Part 312: Creation and exchange of 3D models — Reamers for indexable inserts [Technical Specification]
— Part 401: Creation and exchange of 3D models — Converting, extending and reducing adaptive items
[Technical Specification]
The following parts are under preparation:
— Part 70: Graphical data layout — Layer settings for tool designs [Technical Specification]
— Part 71: Graphical data layout — Creation of documents for the standardized data exchange — Graphical
product information [Technical Specification]
— Part 72: Creation of documents for the standardized data exchange — Definition of properties for
drawing header and their XML-data exchange [Technical Specification]
— Part 308: Creation and exchange of 3D models — Milling cutter with arbor hole for indexable inserts
[Technical Specification]
— Part 309: Creation and exchange of 3D models — Tool holders for indexable inserts [Technical
Specification]
— Part 310: Creation and exchange of 3D models — Turning tools with carbide tips [Technical Specification]
— Part 311: Creation and exchange of 3D models — Solid reamers [Technical Specification]
— Part 405: Creation and exchange of 3D models — Collets [Technical Specification]
The designation system for customer solution cutting tools is to form the subject of a future Part 51.
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ISO/TS 13399-405:2015(E)
Introduction
This part of ISO/TS 13399 defines the concept, the terms and the definitions on how to design simplified
3D models of milling cutters with arbor hole and non-indexable cutting edges that can be used for NC-
programming, simulation of the manufacturing processes and the determination of collision within
machining processes. It is not intended to standardize the design of the cutting tool itself.
A cutting tool is used in a machine to remove material from a workpiece by a shearing action at the
cutting edges of the tool. Cutting tool data that can be described by this International Standard include,
but are not limited to, everything between the workpiece and the machine tool. Information about
inserts, solid tools, assembled tools, adaptors, components and their relationships can be represented
by this International Standard. The increasing demand providing the end user with 3D models for the
purposes defined above is the basis for the development of this series of International Standards.
The objective of this International Standard is to provide the means to represent the information that
describes cutting tools in a computer-sensible form that is independent from any particular computer
system. The representation will facilitate the processing and exchange of cutting tool data within and
between different software systems and computer platforms and support the application of this data
in manufacturing planning, cutting operations and the supply of tools. The nature of this description
makes it suitable not only for neutral file exchange, but also as a basis for implementing and sharing
product databases and for archiving. The methods that are used for these representations are those
developed by ISO/TC 184/SC 4 for the representation of product data by using standardized information
models and reference dictionaries.
Definitions and identifications of dictionary entries are defined by means of standard data that consist
of instances of the EXPRESS entity data types defined in the common dictionary schema, resulting
from a joint effort between ISO/TC 184/SC 4 and IEC/TC 3/SC 3D and in its extensions defined in
ISO 13584-24 and ISO 13584-25.
© ISO 2015 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE vii
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 13399-405:2015(E)
Cutting tool data representation and exchange —
Part 405:
Creation and exchange of 3D models — Collets
1 Scope
This part of ISO/TS 13399 specifies a concept for the design of adaptive items, limited to any kind of collets,
clamping sleeves and ferrules, together with the usage of the related properties and domains of values.
This part of ISO/TS 13399 specifies a common way of design simplified models that contain the following:
— definitions and identifications of the design features of collets, clamping sleeves, and ferrules, with
an association to the used properties;
— definitions and identifications of the internal structure of the 3D model that represents the features
and the properties of collets, clamping sleeves, and ferrules.
The following are outside the scope of this part of ISO/TS 13399:
— applications where these standard data may be stored or referenced;
— concept of 3D models for cutting tools;
— concept of 3D models for cutting items;
— concept of 3D models for tool items;
— concept of 3D models for other adaptive items not being described in the scope of this part of ISO 13399;
— concept of 3D models for assembly items and auxiliary items.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 296, Machine tools — Self-holding tapers for tool shanks
ISO/TS 13399-3, Cutting tool data representation and exchange — Part 3: Reference dictionary for tool items
ISO/TS 13399-4, Cutting tool data representation and exchange — Part 4: Reference dictionary for
adaptive items
ISO/TS 13399-50, Cutting tool data representation and exchange — Part 50: Reference dictionary for
reference systems and common concepts
ISO/TS 13399-60, Cutting tool data representation and exchange — Part 60: Reference dictionary for
connection systems
ISO/TS 13399-80, Cutting tool data representation and exchange — Part 80: Creation and exchange of 3D
models — Overview and principles
© ISO 2015 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE 1
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ISO/TS 13399-405:2015(E)
3 Starting elements, coordinate systems, planes
3.1 General
The modelling of the 3D models shall be done by means of nominal dimensions.
WARNING — There is no guarantee that the 3D model, created according to the methods described
in this document, is a true representation of the physical tool supplied by the tool manufacturer.
If the models are used for simulation purposes, e.g. CAM simulation, it shall be taken into
consideration that the real product dimensions can differ from those nominal dimensions.
NOTE Some of the definitions are taken from ISO/TS 13399-50.
3.2 Reference system (PCS — primary coordinate system)
The reference system as shown in Figure 1 consists of the following standard elements:
— standard coordinate system: right-handed rectangular Cartesian system in three dimensional
space, called “primary coordinate system” (PCS);
— 3 orthogonal planes: planes in the coordinate system that contain the axis of the system, named
“xy-plane” (XYP), “xz-plane” (XZP), and “yz-plane” (YZP);
— 3 orthogonal axis: axes built as intersections of the 3 orthogonal planes lines respectively, named
“x-axis” (XA), “y-axis” (YA), and “z-axis” (ZA).
Figure 1 — Primary coordinate system
3.3 Mounting coordinate system
For virtually mounting of collets, clamping sleeves and ferrules onto an adaptive item to create a
complete cutting tool, an additional reference system shall be defined. This reference system is called
“mounting coordinate system” (MCS). It is located at the starting point of the protruding length of the
collet or the other named items. At collets, the MCS is located at that point, where the nominal diameter
is referenced.
Figure 2 shows an example of the location of the MCS in relation to the PCS.
2 PROOF/ÉPREUVE © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/TS 13399-405:2015(E)
Figure 2 — Example of orientation and location of PCS, MCS, and CSW
3.4 Adjustment coordinate system at workpiece side
3.4.1 General
Additional coordinate systems named “CSWx_y” (coordinate system workpiece side) for mounting
other adaptive items or tool items shall be defined according to ISO/TS 13399-50.
3.4.2 Designation of coordinate systems at workpiece side
The designation of the coordinate system workpiece side shall be done as follows.
Case 1 One coordinate system at workpiece side
A single coordinate system at the workpiece side shall be designated as “CSW”.
Case 2 One coordinate system on different levels at workpiece side
A single coordinate system on different levels shall be designated as “CSWx”, e.g. “CSW1”,
“CSW2”. The numbering shall start at the workpiece side and end at the machine side in
the direction of the positive Z-axis.
Case 3 Multiple coordinate systems on one level and different angles at workpiece side
Multiple coordinate systems at one level, but different angles and not at the centre of the
tool axis shall be designat
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 13399-405
Première édition
2016-03
Représentation et échange des
données relatives aux outils
coupants —
Partie 405:
Création et échange de modèles 3D —
Pinces de serrage
Cutting tool data representation and exchange —
Part 405: Creation and exchange of 3D models — Collets
Numéro de référence
ISO/TS 13399-405:2016(F)
©
ISO 2016
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ISO/TS 13399-405:2016(F)
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Fax: +41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO/TS 13399-405:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vii
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Éléments de départ, systèmes de coordonnées, plans . 2
3.1 Généralités . 2
3.2 Système de référence (PCS – système de coordonnées principal) .2
3.3 Système de coordonnées de montage .2
3.4 Système de coordonnées de réglage côté pièce .3
3.4.1 Généralités . 3
3.4.2 Désignation des systèmes de coordonnées côté pièce .3
3.4.3 Disposition du système de coordonnées côté pièce .4
3.5 Plans . 5
4 Conception du modèle . 6
4.1 Généralités . 6
4.2 Propriétés nécessaires pour la fonction d'interface de connexion .7
5 Pince de serrage à angle double . 7
5.1 Généralités . 7
5.2 Propriétés nécessaires .7
5.3 Géométrie de base .8
5.4 Pince de serrage à angle double, complète .9
6 Pince de serrage droite . 9
6.1 Généralités . 9
6.2 Propriétés nécessaires . 10
6.3 Géométrie de base . 10
6.4 Pince de serrage droite, complète . 11
7 Pince de serrage courte à angle double .11
7.1 Généralités .11
7.2 Propriétés nécessaires . 12
7.3 Géométrie de base . 12
7.4 Pince de serrage courte à angle double, complète . 13
8 Pince de serrage à segments élastiques .13
8.1 Généralités .13
8.2 Propriétés nécessaires . 14
8.3 Géométrie de base . 14
8.4 Pince de serrage à segments élastiques, complète. 15
9 Pince de serrage avec ajustement axial .15
9.1 Généralités .15
9.2 Propriétés nécessaires . 16
9.3 Géométrie de base . 16
9.4 Pince de serrage avec ajustement axial, complète . 17
10 Pince tirée avec filetage de maintien et méplats .18
10.1 Généralités .18
10.2 Propriétés nécessaires . 18
10.3 Géométrie de base . 19
10.4 Pince tirée avec filetage de maintien et méplats, complète . 19
11 Pince tirée avec filetage de maintien .20
11.1 Généralités .20
11.2 Propriétés nécessaires . 20
11.3 Géométrie de base . 21
© ISO 2016 – Tous droits réservés iii
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ISO/TS 13399-405:2016(F)
11.4 Pince tirée avec filetage de maintien, complète . 21
12 Manchon de serrage cylindrique .22
12.1 Généralités .22
12.2 Propriétés nécessaires . 22
12.3 Géométrie de base . 22
12.4 Manchon de serrage cylindrique, complet . 23
13 Manchon de serrage conique avec filetage de maintien .23
13.1 Généralités .23
13.2 Propriétés nécessaires . 24
13.3 Géométrie de base . 24
13.4 Manchon de serrage conique avec filetage de maintien, complet . 24
14 Virole .25
14.1 Généralités .25
14.2 Propriétés nécessaires . 25
14.3 Géométrie de base . 26
14.4 Virole, complète . 26
15 Pince poussée .26
15.1 Généralités .26
15.2 Propriétés nécessaires . 27
15.3 Géométrie de base . 27
15.4 Pince poussée, complète . 28
16 Conception des détails .28
16.1 Principes de base de la modélisation . 28
16.2 Surfaces de contact, caractéristiques d’entraînement — Orientation . 28
16.3 Chanfreins et arrondis . 29
16.4 Attributs des surfaces — Visualisation des caractéristiques du modèle. 29
17 Structure des éléments de conception (arborescence de modèle) .29
18 Modèle d'échange de données .30
Annexe A (informative) Informations sur les dimensions nominales .31
Bibliographie .32
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO/TS 13399-405:2016(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/avant -propos.
Le comité chargé de l'élaboration du présent document est l'ISO/TC 29, Petit outillage.
L’ISO 13399 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Représentation et échange
des données relatives aux outils coupants:
— Partie 1: Vue d'ensemble, principes fondamentaux et modèle général d'informations
— Partie 2: Dictionnaire de référence pour les éléments coupants [Spécification technique]
— Partie 3: Dictionnaire de référence pour les éléments relatifs aux outils [Spécification technique]
— Partie 4: Dictionnaire de référence pour les éléments relatifs aux attachements [Spécification technique]
— Partie 5: Dictionnaire de référence pour les éléments d'assemblage [Spécification technique]
— Partie 50: Dictionnaire de référence pour les systèmes de référence et les concepts communs [Spécification
technique]
— Partie 60: Dictionnaire de référence pour les systèmes de connexion [Spécification technique]
— Partie 80: Création et échange de modèles 3D — Vue d'ensemble et principes [Spécification technique]
— Partie 100: Définitions, principes et méthodes pour les dictionnaires de référence [Spécification
technique]
— Partie 150: Lignes directrices d'utilisation [Spécification technique]
— Partie 201: Création et échange de modèles 3D — Plaquettes régulières [Spécification technique]
— Partie 202: Création et échange de modèles 3D — Plaquettes irrégulières [Spécification technique]
© ISO 2016 – Tous droits réservés v
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ISO/TS 13399-405:2016(F)
— Partie 203: Création et échange de modèles 3D — Plaquettes de perçage échangeables [Spécification
technique]
— Partie 204: Création et échange de modèles 3D — Plaquettes d'alésage [Spécification technique]
— Partie 301: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
tarauds, tarauds à refouler et filières de filetage [Spécification technique]
— Partie 302: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
forets monoblocs et des outils de lamage [Spécification technique]
— Partie 303: Création et échange de modèles 3D — Fraises cylindriques deux tailles monobloc
[Spécification technique]
— Partie 304: Création et échange de modèles 3D — Fraises monobloc à trou central [Spécification
technique]
— Partie 307: Création et échange de modèles 3D — Fraises à plaquettes amovibles [Spécification
technique]
— Partie 308: Création et échange de modèles 3D — Fraises à métaux à trous de fixations amovibles
[Spécification technique]
— Partie 309: Création et échange de modèles 3D – Porte-outil à plaquette amovible [Spécification
technique]
— Partie 311: Création et échange de modèles 3D — Alésoirs à arêtes de coupe non-amovibles [Spécification
technique]
— Partie 312: Création et échange de modèles 3D — Alésoirs à plaquettes amovibles [Spécification
technique]
— Partie 401: Création et échange de modèles 3D — Conversion, rallonge et réduction des éléments relatifs
aux attachements [Spécification technique]
— Partie 405: Création et échange de modèles 3D — Pinces de serrage [Spécification technique]
Les parties suivantes sont en cours d'élaboration:
— Partie 70: Format des données graphiques — Réglage des calques pour la représentation de l'outil
[Spécification technique]
— Partie 71: Format des données graphiques — Création de documents pour l'échange de données
normalisées: Informations graphiques des produits [Spécification technique]
— Partie 72: Création de documents pour l’échange de données normalisées — Définition des propriétés
pour les dessins d'en-tête et leur échange de données en XML [Spécification technique]
— Partie 305: Création et échange des modèles 3D — Systèmes d'outils modulables avec cartouches
réglables pour alésage [Spécification technique]
— Partie 310: Création et échange de modèles 3D — Outils de tour à plaquettes en carbures métalliques
[Spécification technique]
vi © ISO 2016 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TS 13399-405:2016(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO/TS 13399 définit le concept, les termes et les définitions relatifs à la
conception de modèles 3D simplifiés de pinces de serrage, manchons de serrage, viroles et manchons
extensibles pouvant être utilisés avec des modèles 3D d'outils coupants pour la programmation CN, la
simulation des processus de fabrication et la détermination des collisions dans les processus d'usinage.
Il n'est pas prévu de normaliser la conception des attachements eux-mêmes, ni l'outil coupant.
Un outil coupant est utilisé dans une machine pour enlever la matière d'une pièce par une action de
cisaillement sur les arêtes de coupe de l'outil. Les données de l'outil coupant qui peuvent être décrites
par l'ISO/TS 13399 (toutes les parties) comprennent, sans s'y limiter, tout ce qui se trouve entre la
pièce et la machine-outil. Les informations relatives aux plaquettes, outils monoblocs, outils assemblés,
attachements, accessoires et leurs relations peuvent être représentées par l'ISO/TS 13399 (toutes les
parties). La demande croissante de fournir à l'utilisateur final des modèles 3D pour les besoins définis
ci-dessus est à la base de l'élaboration de cette série de Normes Internationales.
L'objectif de l'ISO/TS 13399 (toutes les parties) est de fournir les moyens de représenter les informations
décrivant les outils coupants sous une forme informatisable indépendante d'un système informatique
particulier. Cette représentation facilitera le traitement et les échanges de données relatives aux outils
coupants par et entre les différents logiciels et plates-formes informatiques, et permettra l'application
de ces données dans la planification de la production, les opérations de coupe et l'approvisionnement en
outils. La nature de cette description la rend adaptée, non seulement pour l'échange de fichiers neutres
mais également en tant que base pour la mise en œuvre et le partage de bases de données produits et
pour l'archivage. Les méthodes utilisées pour ces représentations sont celles développées par l'ISO/
TC 184/SC 4 pour la représentation de données produits en utilisant des modèles d'informations
normalisés et des dictionnaires de référence.
Les définitions et identifications des entrées du dictionnaire sont définies par des données standards
qui consistent en des instances de types de données d'entité EXPRESS définis dans le schéma commun
du dictionnaire, qui résulte des efforts conjoints entre l'ISO/TC 184/SC 4 et l'IEC/TC 3/SC 3D et de ses
extensions définies dans l’ISO 13584-24 et l'ISO 13584-25.
© ISO 2016 – Tous droits réservés vii
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 13399-405:2016(F)
Représentation et échange des données relatives aux outils
coupants —
Partie 405:
Création et échange de modèles 3D — Pinces de serrage
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO/TS 13399 spécifie un concept pour la conception des éléments relatifs aux
attachements, limité à tous les types de pinces de serrage, manchons de serrage et viroles, utilisant les
propriétés et domaines de valeurs associés.
La présente partie de l'ISO/TS 13399 spécifie une façon commune de concevoir des modèles simplifiés
contenant les éléments suivants:
— des définitions et identifications des caractéristiques des pinces de serrage, manchons de serrage et
viroles, avec un lien vers les propriétés utilisées;
— des définitions et identifications de la structure interne du modèle 3D qui représente les
caractéristiques et les propriétés des pinces de serrage, manchons de serrage et viroles.
Les éléments suivants n'entrent pas dans le domaine d'application de la présente partie de l'ISO/
TS 13399:
— les applications où les données standards peuvent être stockées ou référencées;
— le concept de modèles 3D pour outils coupants;
— le concept de modèles 3D pour éléments coupants;
— le concept de modèles 3D pour des éléments relatifs aux outils;
— le concept de modèles 3D pour d'autres éléments relatifs aux attachements non décrits dans la
présente partie de ISO/TS 13399;
— le concept de modèles 3D pour les éléments relatifs aux assemblages et éléments auxiliaires.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences 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 296, Machines-outils — Cônes pour emmanchements d'outils à faible conicité
ISO/TS 13399-3, Représentation et échange des données relatives aux outils coupants — Partie 3:
Dictionnaire de référence pour les éléments relatifs aux outils
ISO/TS 13399-4, Représentation et échange des données relatives aux outils coupants — Partie 4:
Dictionnaire de référence pour les éléments relatifs aux attachements
ISO/TS 13399-50, Représentation et échange des données relatives aux outils coupants — Partie 50:
Dictionnaire de référence pour les systèmes de coordonnées et les concepts communs
© ISO 2016 – Tous droits réservés 1
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ISO/TS 13399-405:2016(F)
ISO/TS 13399-60, Représentation et échange des données relatives aux outils coupants — Partie 60:
Dictionnaire de référence pour les systèmes de connexion
ISO/TS 13399-80, Représentation et échange des données relatives aux outils coupants — Partie 80:
Création et échange de modèles 3D — Vue d'ensemble et principes
3 Éléments de départ, systèmes de coordonnées, plans
3.1 Généralités
La création de modèles 3D doit être réalisée à l'aide de dimensions nominales.
AVERTISSEMENT — Il n'est pas garanti que le modèle 3D, créé selon les méthodes décrites dans
le présent document, soit une représentation fidèle de l'outil physique fourni par le fabricant.
Si les modèles sont utilisés à des fins de simulation, par exemple, simulation FAO, il doit être
tenu compte du fait que les dimensions réelles du produit peuvent différer de ces dimensions
nominales.
NOTE 1 Certaines définitions proviennent de l’ISO/TS 13399-50.
3.2 Système de référence (PCS – système de coordonnées principal)
Le système de référence tel qu’indiqué à la Figure 1 se compose des éléments standard suivants:
— système de coordonnées standard: système de coordonnées cartésiennes rectangulaires dans un
espace tridimensionnel, appelé «système de coordonnées principal» (PCS);
— trois plans orthogonaux: plans situés dans le système de coordonnées contenant les axes du
système, appelés «plan xy» (XYP), «plan xz» (XZP) et «plan yz» (YZP);
— trois axes orthogonaux: axes construits comme intersections des 3 lignes de plan orthogonal,
respectivement, nommés «axe x» (XA), «axe y» (YA) et «axe z» (ZA).
Figure 1 — Système de coordonnées principal
3.3 Système de coordonnées de montage
Un système de référence supplémentaire doit être défini pour le montage virtuel de pinces de serrage,
manchons de serrage et viroles sur un autre élément relatif à l’attachement afin de créer un outil
coupant complet. Ce système de référence est appelé «système de coordonnées de montage» (MCS). Il
est situé au point de départ de la longueur de dépassement de la pince de serrage ou des autres éléments
désignés. Sur les pinces de serrage, le MCS est situé sur ce point, où le diamètre nominal est référencé.
La Figure 2 montre un exemple de l'emplacement du MCS par rapport au PCS.
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO/TS 13399-405:2016(F)
Figure 2 — Exemple de l'orientation et de l'emplacement du PCS, MCS et CSW
3.4 Système de coordonnées de réglage côté pièce
3.4.1 Généralités
Les systèmes de coordonnées supplémentaires appelés «CSWx_y» (système de coordonnées côté
pièce) pour le montage d'autres éléments relatifs à l’attachement ou aux outils doivent être définis
conformément à l’ISO/TS 13399-50.
3.4.2 Désignation des systèmes de coordonnées côté pièce
La désignation des systèmes de coordonnées côté pièce doit être effectuée comme suit.
Cas 1 Un système de coordonnées du côté pièce
Un seul système de coordonnées du côté pièce doit être désigné sous le nom de «CSW».
Cas 2 Un système de coordonnées sur différents niveaux du côté pièce
Un seul système de coordonnées sur différents niveaux doit être désigné «CSWx», par exemple
«CSW1», «CSW2». La numérotation commence du côté pièce et se termine du côté machine
dans le sens de l'axe z positif.
Cas 3 Systèmes de coordonnées multiples sur un niveau et différents angles du côté pièce
Des systèmes de coordonnées multiples à un niveau, mais différents angles et non au centre
de l'axe de l'outil doivent être désignés «CSWx_y», où «x» définit le niveau et «y» définit le
numéro du système de coordonnées
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.