ISO 3070-2:2016
(Main)Machine tools — Test conditions for testing the accuracy of boring and milling machines with horizontal spindle — Part 2: Machines with movable column along the X-axis (floor type)
Machine tools — Test conditions for testing the accuracy of boring and milling machines with horizontal spindle — Part 2: Machines with movable column along the X-axis (floor type)
ISO 3070-2:2016 specifies, with reference to ISO 230‑1, ISO 230‑7 and ISO 230‑2, geometric tests, spindle tests and tests for checking the accuracy and repeatability of positioning by numerical control of horizontal spindle boring and milling machines having a movable column along the X-axis and also specifies the applicable tolerances corresponding to general-purpose, normal accuracy machines. This type of machines are usually provided with sliding boring spindles and can be provided with universal spindle heads of the following types, whose test conditions are covered by ISO 17543‑1: - fixed or indexable heads, with accessory spindle(s) square to the Z-axis, with or without one spindle parallel to the Z-axis; - 45° split indexable heads, with mechanical indexing of the different angular positions of the two bodies (e.g. Hirth couplings); - 45° split continuous heads, provided with continuous positioning of the two numerically controlled axes; - swivel heads, with two numerically controlled rotary axes perpendicular to each other. Test conditions for accessory facing heads are specified in Annex B. ISO 3070-2:2016 concerns machines having movement of the column on the bed (X-axis), vertical movement of the spindle head on the column (Y-axis), axial movement of the ram (Z-axis), axial movement of the boring spindle (W-axis), and, in most cases, one or more tables moving on a bed parallel to the spindle (R-axis) and rotating around a vertical axis (B-axis). ISO 3070-2:2016 deals only with the verification of the accuracy of the machine. It does not apply to the operational testing of the machine (e.g. vibration, abnormal noise, stick-slip motion of components) nor to machine characteristics (e.g. speeds, feeds), as such checks are generally carried out before testing the accuracy.
Machines-outils — Conditions d'essai pour le contrôle de l'exactitude des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale — Partie 2: Machines à montant mobile le long de l'axe X (de type au sol)
ISO 3070-2:2016 spécifie, par référence aux ISO 230‑1, ISO 230‑7 et ISO 230‑2, les essais géométriques, les essais de la broche et les essais pour la vérification de l'exactitude et de la répétabilité de positionnement par commande numérique des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale munies d'un montant mobile le long de l'axe X, et elle spécifie également les tolérances applicables correspondant aux machines d'usage général et d'exactitude normale. Ce type de machines est généralement équipé de broches d'alésage coulissantes et peut être équipé de chariots porte-broche universels des types suivants, dont les conditions d'essai sont couvertes par l'ISO 17543‑1: - chariots fixes ou indexables avec broche(s) accessoire(s) perpendiculaire(s) à l'axe Z, avec ou sans broche parallèle à l'axe Z; - chariots indexables fendus à 45° avec indexation mécanique des différentes positions angulaires des deux corps (par exemple, raccords Hirth); - chariots continus fendus à 45° avec positionnement continu des deux axes à commande numérique; - chariots rotatifs avec deux axes de rotation à commande numérique perpendiculaires l'un par rapport à l'autre. Les conditions d'essai pour les plateaux à surfacer accessoires sont spécifiées dans l'Annexe B. ISO 3070-2:2016 concerne les machines comportant un déplacement du montant sur le banc (axe X), un mouvement vertical du chariot porte-broche sur le montant (axe Y), un mouvement axial du coulant (axe Z), un mouvement axial de la broche d'alésage (axe W) et, dans la plupart des cas, une ou plusieurs tables se déplaçant sur un banc parallèle à la broche (axe R) et tournant autour d'un axe vertical (axe B). ISO 3070-2:2016 ne traite que du contrôle de l'exactitude de la machine. Elle ne s'applique ni à l'examen de son fonctionnement (par exemple, vibrations, bruit anormal, points durs dans les déplacements d'organes) ni à celui des caractéristiques de la machine (par exemple, vitesses, avances), puisque de telles vérifications sont, en général, effectuées avant le contrôle de l'exactitude.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3070-2
Fourth edition
2016-08-01
Corrected version
2016-12-15
Machine tools — Test conditions for
testing the accuracy of boring and
milling machines with horizontal
spindle —
Part 2:
Machines with movable column along
the X-axis (floor type)
Machines-outils — Conditions d’essai pour le contrôle de l’exactitude
des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale —
Partie 2: Machines à montant mobile le long de l’axe X (de type au sol)
Reference number
ISO 3070-2:2016(E)
©
ISO 2016
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ISO 3070-2:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Terminology and designation of axes . 2
5 Special remarks concerning particular elements . 3
5.1 Spindle heads . 3
5.2 Tables . 4
6 Preliminary remarks . 5
6.1 Measurement units. 5
6.2 Reference to ISO 230 series of standards . 5
6.3 Testing sequence . 5
6.4 Tests to be performed . 5
6.5 Measuring instruments . 5
6.6 Software compensation . 6
6.7 Minimum tolerance . 6
7 Geometric tests . 7
7.1 Straightness and angular deviations of linear axes . 7
7.2 Squareness and parallelism between linear axes .13
7.3 Fixed table independent of the machine .18
7.4 Boring spindle .22
7.5 Milling spindle .26
7.6 Rotary and movable table .28
7.7 Indexing or rotary tables .35
8 Checking accuracy and repeatability of positioning by numerical control .37
Annex A (informative) Geometric accuracy of axis of rotation .44
Annex B (normative) Tests of accessory facing heads [see Figure 2 b)] .48
Annex C (informative) Nomenclature of machine tool components in other languages .52
Bibliography .53
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ISO 3070-2:2016(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 World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html
The committee responsible for this document is ISO/TC 39 Machine tools, Subcommittee SC 2 Test
conditions for metal cutting machine tools.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 3070-2:2007), which has been technically
revised.
This corrected version of ISO 3070-2:2016 incorporates the following corrections:
— the Persian language nomenclature given in Table C.1 and Table C.2 has been corrected.
ISO 3070 consists of the following parts under the general title Machine tools — Test conditions for
testing the accuracy of boring and milling machines with horizontal spindle:
— Part 1: Machines with fixed column and table movable on a cross slide
— Part 2: Machines with movable column along the X-axis (floor type)
— Part 3: Machines with movable column along the Z-axis (T-bed type)
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ISO 3070-2:2016(E)
Introduction
Most horizontal spindle boring and milling machines fall into the following three categories
characterized by their particular configuration:
a) machines with fixed column and table movable on a cross slide;
b) machines with movable column along the X-axis (floor type);
c) machines with movable column along the Z-axis (T-bed type).
The object of ISO 3070 is to supply information as wide and comprehensive as possible on tests which
can be carried out for comparison, acceptance, maintenance or any other purpose.
This revision of this part of ISO 3070 provides additional information on tests to be performed and
specifies new tolerances to better reflect the current technology.
Machining tests have been excluded from this revision of this part of ISO 3070 considering that such
tests can typically be the object of agreement between manufacturer/supplier and user, (possibly)
including tests that are specified in ISO 10791-7.
© ISO 2016 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 3070-2:2016(E)
Machine tools — Test conditions for testing the accuracy of
boring and milling machines with horizontal spindle —
Part 2:
Machines with movable column along the X-axis (floor type)
1 Scope
This part of ISO 3070 specifies, with reference to ISO 230-1, ISO 230-7 and ISO 230-2, geometric tests,
spindle tests and tests for checking the accuracy and repeatability of positioning by numerical control
of horizontal spindle boring and milling machines having a movable column along the X-axis and also
specifies the applicable tolerances corresponding to general-purpose, normal accuracy machines.
This type of machines are usually provided with sliding boring spindles and can be provided with
universal spindle heads of the following types, whose test conditions are covered by ISO 17543-1:
— fixed or indexable heads, with accessory spindle(s) square to the Z-axis, with or without one spindle
parallel to the Z-axis;
— 45° split indexable heads, with mechanical indexing of the different angular positions of the two
bodies (e.g. Hirth couplings);
— 45° split continuous heads, provided with continuous positioning of the two numerically
controlled axes;
— swivel heads, with two numerically controlled rotary axes perpendicular to each other.
Test conditions for accessory facing heads are specified in Annex B.
This part of ISO 3070 concerns machines having movement of the column on the bed (X-axis), vertical
movement of the spindle head on the column (Y-axis), axial movement of the ram (Z-axis), axial
movement of the boring spindle (W-axis), and, in most cases, one or more tables moving on a bed
parallel to the spindle (R-axis) and rotating around a vertical axis (B-axis).
This part of ISO 3070 deals only with the verification of the accuracy of the machine. It does not apply to
the operational testing of the machine (e.g. vibration, abnormal noise, stick-slip motion of components)
nor to machine characteristics (e.g. speeds, feeds), as such checks are generally carried out before
testing the accuracy.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 230-1:2012, Test code for machine tools — Part 1: Geometric accuracy of machines operating under
no-load or quasi-static conditions
ISO 230-2:2014, Test code for machine tools — Part 2: Determination of accuracy and repeatability of
positioning of numerically controlled axes
ISO 230-7:2015, Test code for machine tools — Part 7: Geometric accuracy of axes of rotation
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ISO 3070-2:2016(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
boring operation
machining operation for generating holes of various sizes and geometries in which the principal cutting
motion is the rotation of a single-point cutting tool against the non-rotating workpiece and where the
cutting energy is brought by the cutting tool rotation
Note 1 to entry: Boring the diameter of cylindrical, conical, blind or through holes to the required size is achieved
by using a boring bar to locate the cutting edge of the boring tool in a well-defined position with respect to the
axis average line of the boring spindle.
Note 2 to entry: In the case of coaxial bores situated on opposite faces of the same workpiece, the operation may
be carried out using the sliding boring spindle, if it can work through all the workpiece, or turning the table 180º
to bore the opposite side of the workpiece (reverse boring).
3.2
milling operation
machining operation to generate surfaces of various geometries in which the principal cutting motion
is the rotation of a cutting tool with multiple cutting edges against the non-rotating workpiece and
where the cutting energy is brought by the cutting tool rotation
Note 1 to entry: Milling operations mostly involve face milling or end milling. The tools are mounted either in the
boring spindle taper (see Figure 2) or, as for face milling cutters, on the milling spindle nose.
3.3
boring and milling machine
machine tool in which boring and milling operations are executed
4 Terminology and designation of axes
In a boring and milling machine, cutting movement is generated by the rotation of the spindle(s) and,
possibly, of the facing head.
The feed movements are as follows:
a) transverse movements of the column on the bed (X-axis);
b) vertical movement of the spindle head (Y-axis);
c) axial movement of the ram (Z-axis);
d) axial movement of the spindle (W-axis);
e) axial movement of the table (R’-axis), where available;
f) possible (optional) movement of radial facing slide (U-axis);
g) possible (optional) movement of the rotary table (B’-axis).
Figure 1 shows two typical configurations of such machines.
The designation of the configuration with fixed table is: w b X Y Z W (C) t whereas the designation of the
configuration with roto-translating table is: w B’ R’ b X Y Z W (C) t.
NOTE The foundation is very important for these machine tool configurations. The designation “b” for these
machines typically includes the bed on the workpiece side, the foundation, and the bed on the tool side.
Table 1 provides the nomenclature for various structural components of machines shown in Figure 1.
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ISO 3070-2:2016(E)
NOTE For elements 1 to 10, see Table 1.
Figure 1 — Machine with movable column along the X-axis with (optional) roto-translating table
Table 1 — Nomenclature (see Figure 1)
Figure 1
English French Russian
ref.
1 bed banc станина
2 column base base du montant основание стойки
3 spindle head chariot porte-broche шпиндельная бабка
4 ram coulant подвижный корпус шпинделя
5 column montant стойка
6 spindle broche шпиндель
7 fixed table table fixe неподвижный стол
8 table bed banc de la table основание стола
9 rotary table saddle traînard de la table rotative каретка поворотного стола
10 rotary table table rotative поворотный стол
NOTE In addition to the terms used in the three ISO official languages, presented in this table, Table C.1 provides the
equivalent terms in Italian and Persian; these are published under the responsibility of the member body for Italy (UNI) and
Iran (ISIRI) and are given for information only. Only the terms given in the official languages can be considered as ISO terms.
5 Special remarks concerning particular elements
5.1 Spindle heads
Reference should be made to Figure 2 for examples of the various types of head. Related nomenclature
is given in Table 2.
Facing heads generally have a radial facing slide and in most cases are accessories. Relevant geometric
tests are specified in Annex B.
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ISO 3070-2:2016(E)
a) Headstock for boring b) Headstock with facing head c) Headstock with ram
and milling
NOTE For elements 1 to 5, see Table 2.
Figure 2 — Types of headstocks
Table 2 — Nomenclature (see Figure 2)
Figure 2
English French Russian
ref.
1 boring spindle broche d’alésage расточный шпиндель
2 milling spindle broche de fraisage фрезерный шпиндель
3 facing head plateau à surfacer планшайба
4 headstock with facing head bélier avec plateau à surfacer шпиндельная бабка с
планшайбой
5 ram coulant подвижный корпус шпинделя
NOTE In addition to the terms used in the three ISO official languages, given in this table, Table C.2 provides the equivalent
terms in Italian and Persian; these are published under the responsibility of the member body for Italy (UNI) and Iran (ISIRI)
and are given for information only. Only the terms given in the official languages can be considered as ISO terms.
5.2 Tables
In most cases, this type of machines is provided with both fixed tables and movable tables with linear
and rotary movements.
The rotary movement of the table may be used for the following purposes:
a) angular positioning of the workpiece;
b) as a circular work feed for milling operations;
c) circular cutting movements for turning operations.
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ISO 3070-2:2016(E)
6 Preliminary remarks
6.1 Measurement units
In this part of ISO 3070, all linear dimensions and deviations are expressed in millimetres. All angular
dimensions are expressed in degrees. Angular deviations are, in principle, expressed in ratios but
in some cases, microradians or arcseconds may be used for clarification purposes. The following
expression should be used for the conversion of the units of angular deviations or tolerances:
0,010/1 000 = 10 µrad ≈ 2”
6.2 Reference to ISO 230 series of standards
In applying this part of ISO 3070, reference shall be made to ISO 230-1, especially for the installation of
the machine before testing, warming up of the spindle and other moving components, description of the
measuring methods and recommended accuracy of the test equipment.
No tests related to checking thermal effects, based on ISO 230-3, are included in this part of ISO 3070. If
such tests are of interest, relevant tests in ISO 10791-10 shall be referred to.
In the “Observations” block of the tests described in the following subclauses, the instructions are
preceeded by a reference to the corresponding clause or subclause in ISO 230-1, ISO 230-2 or ISO 230-7
in cases where the test concerned is in compliance with the specifications of one or another of those
parts of ISO 230.
6.3 Testing sequence
The sequence in which the tests are presented in this part of ISO 3070 in no way defines the practical
order of testing. In order to make the mounting of instruments or gauging easier, tests may be performed
in any order.
It is nevertheless recalled that angular deviations affect straightness measurements; therefore,
best practice would suggest to perform tests related to angular error motions prior to straightness
measurements.
6.4 Tests to be performed
When testing a machine, it is not always necessary or possible to carry out all the tests described in this
part of ISO 3070. When the tests are required for acceptance purposes, it is 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. ISO 230-1:2012, Annex A provides valuable information
about selection of primary and secondary axes and associated tests. These tests are to be clearly
stated when ordering a machine. The mere reference to this part of ISO 3070 for the acceptance tests,
without specifying the tests to be carried out or without agreement on the relevant expenses, cannot be
considered as binding for any contracting party.
6.5 Measuring instruments
Measuring instruments indicated in the tests described in the following subclauses are examples
only. Other instruments capable of measuring the same quantities and having the same, or a smaller,
measurement uncertainty can be used. Reference shall be made to ISO 230-1:2012, Clause 5, which
indicates the relationship between measurement uncertainties and the tolerances.
When a “dial gauge” is referred to, it can mean not only dial test indicators (DTI), but any type
of linear displacement sensor such as analogue or digital dial gauges, linear variable differential
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ISO 3070-2:2016(E)
transformer (LVDTs), linear scale displacement gauges, or non-contact sensors, when applicable to the
test concerned (see ISO 230-1:2012, Clause 4).
Similarly, when a “straightedge” is referred to, it can mean any type of straightness reference artefact,
such as a granite or ceramic or steel or cast iron straightedge, one arm of a square, one generating line on
a cylinder square, any straight path on a reference cube, or a special, dedicated artefact manufactured
to fit in the T-slots or other references.
In the same way, when a “square” is mentioned, it can mean any type of squareness reference artefact,
such as a granite or ceramic or steel or cast iron square, a cylinder square, a reference cube, or, again, a
special, dedicated artefact.
When “3D probe” is referred to, it means three displacement sensors, housed in a nest, used to measure
the changes in the position of the centre of a precision sphere; when the nest and the sphere are moved
together along a programmed tool path.
6.6 Software compensation
When built-in software facilities are available for compensating geometric, positioning, contouring
and thermal deviations, their use during these tests should be based on agreement between
manufacturer/supplier and user, with due consideration to the machine tool intended use, e.g. if the
intended use of the machine tool is with or without software compensation for geometric errors. When
the software compensation is used, this shall be stated in the test report.
It shall be noted that when software compensation is used, some machine tool axes cannot be locked for
test purposes.
Valuable information on numerical compensation of geometric errors can be gathered in ISO/TR 16907.
6.7 Minimum tolerance
By mutual agreement, manufacturer/supplier and user can establish the tolerance for a measuring
length different from that given in the tests described in the following clauses. However, it shall be
considered that the minimum value of tolerance is 0,005 mm.
6 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 3070-2:2016(E)
7 Geometric tests
7.1 Straightness and angular deviations of linear axes
Object G1
Checking of the straightness of the column movement (X-axis):
a) in the vertical XY plane, E ;
YX
b) in the horizontal ZX plane, E .
ZX
Diagram
for a) and b) for b) only
Key
1 alignment telescope
2 telescope target
3 microscope
4 taut wire
Tolerance for measuring length up to: Measured deviations
5 000 10 000 15 000 20 000
for a) 0,07 0,14 0,21 0,29 a)
for b) 0,06 0,11 0,16 0,21 b)
For measuring lengths over 20 000, the tolerance shall be agreed upon between manufac-
turer/supplier and user.
Measuring instruments
Optical methods and, for b) only, microscope and taut wire.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.2.2.1 and 8.2.2.3
a) Taut wire is not recommended because of the sag of the wire. The alignment telescope may be fixed on the work-hold-
ing table such that the optical beam is parallel to the X-axis movement of the column or the lack of parallelism shall be
considered in the measurement.
If the spindle can be locked, the telescope target may be mounted on it. If the spindle cannot be locked, mount the tele-
scope target on the spindle head.
b) The microscope shall be fixed on the spindle, if it can be locked, or on the spindle head.
For a) and b): Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 500.
Measurements shall be at mid travel of the ram travel with the spindle retracted or otherwise, measurement location shall
be reported.
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ISO 3070-2:2016(E)
Object G2
Checking of the angular deviation of the column movement (X-axis):
a) in the XY plane, E (pitch);
CX
b) in the YZ plane, E (roll);
AX
c) in the ZX plane, E (yaw).
BX
Diagram
Key
1 reference levels
2 measuring levels
3 mirror
4 auto-collimator
Tolerance Measured deviations
for a), b) and c):
X ≤ 4 000: 0,04/1 000 a)
X > 4 000: 0,06/1 000 b)
Local tolerance: 0,02/1 000 for any measuring length of 500 c)
Measuring instruments
a) Precision level, laser interferometer or other optical angular deviation measuring instruments.
b) Precision level.
c) Laser interferometer or other optical angular deviation measuring instruments.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 3.4.16 and 8.4
The measuring level or the mirror shall be placed on the ram.
a) E (pitch) in the X-axis direction (with optical instruments set vertically).
CX
b) E (roll) in the Z-axis direction.
AX
c) E (yaw) with optical instruments set horizontally.
BX
When levels are used, a reference level shall be located on the fixed table and the ram shall be in the middle of the travel
range (Z-axis). Several preliminary movements of the column should be carried out with the reference level in different
positions on the fixed table in order to check whether the X-axis motion causes an angular movement of any part of the
fixed table or the bed(s) of the rotary table(s). In this last case, differential measurements of the two angular movements
shall be made and this shall be stated.
For a), b) and c): Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 500.
Measurement location shall be reported.
8 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 3070-2:2016(E)
Object G3
Checking of the straightness of the ram movement (Z-axis):
a) in the vertical YZ plane, E ;
YZ
b) in the horizontal ZX-plane, E .
XZ
Diagram
Tolerance for measuring lengths up to: Measured deviations
1 000 1 500 2 000
a)
for a) and b): 0,02 0,03 0,04
b)
Local tolerance: 0,006 for any measuring length of 300.
For measuring lengths over 2 000, the tolerance shall be agreed upon
between manufacturer/supplier and user.
Measuring instruments
Dial gauge and straightedge with gauge blocks or optical methods.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.2.2.1 and 8.2.2.3
Set a straightedge on the table, parallel to the ram movement (Z-axis) for a) vertically and b) horizon-
tally, or the lack of parallelism shall be considered in the measurement.
If the spindle can be locked, the dial gauge may be mounted on it. If the spindle cannot be locked, the
dial gauge shall be mounted on the ram face. The stylus shall be normal to the reference face of the
straightedge.
Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, in both direction of mo-
tion, with equally spaced steps not exceeding 300.
Measurement location shall be reported.
© ISO 2016 – All rights reserved 9
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ISO 3070-2:2016(E)
Object G4
Checking of the angular deviation of the ram movement (Z-axis):
a) in the vertical YZ plane, E (pitch);
AZ
b) in the vertical XY plane, E (roll);
CZ
c) in the horizontal ZX plane, E (yaw).
BZ
Diagram
Key
1 reference levels
2 measuring levels
3 auto-collimator
4 mirror
Tolerance for measurin
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3070-2
Fourth edition
Machine tools — Test conditions for
testing the accuracy of boring and
milling machines with horizontal
spindle —
Part 2:
Machines with movable column along
the X-axis (floor type)
Machines-outils — Conditions d’essai pour le contrôle de l’exactitude
des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale —
Partie 2: Machines à montant mobile le long de l’axe X (de type au sol)
PROOF/ÉPREUVE
Reference number
ISO 3070-2:2016(E)
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ISO 2016
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ISO 3070-2:2016(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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ISO 3070-2:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Terminology and designation of axes . 2
5 Special remarks concerning particular elements . 3
5.1 Spindle heads . 3
5.2 Tables . 4
6 Preliminary remarks . 5
6.1 Measurement units. 5
6.2 Reference to ISO 230 series of standards . 5
6.3 Testing sequence . 5
6.4 Tests to be performed . 5
6.5 Measuring instruments . 5
6.6 Software compensation . 6
6.7 Minimum tolerance . 6
7 Geometric tests . 7
7.1 Straightness and angular deviations of linear axes . 7
7.2 Squareness and parallelism between linear axes .13
7.3 Fixed table independent of the machine .18
7.4 Boring spindle .22
7.5 Milling spindle .26
7.6 Rotary and movable table .28
7.7 Indexing or rotary tables .35
8 Checking accuracy and repeatability of positioning by numerical control .37
Annex A (informative) Geometric accuracy of axis of rotation .44
Annex B (normative) Tests of accessory facing heads [see Figure 2 b)] .48
Annex C (informative) Nomenclature of machine tool components in other languages .52
Bibliography .53
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ISO 3070-2:2016(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 World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
The committee responsible for this document is ISO/TC 39 Machine tools, Subcommittee SC 2 Test
conditions for metal cutting machine tools.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 3070-2:2007), which has been technically
revised.
ISO 3070 consists of the following parts under the general title Machine tools — Test conditions for
testing the accuracy of boring and milling machines with horizontal spindle:
— Part 1: Machines with fixed column and movable table
— Part 2: Machines with movable column along the X-axis (floor type)
— Part 3: Machines with movable column and movable table
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ISO 3070-2:2016(E)
Introduction
Most horizontal spindle boring and milling machines fall into the following three categories
characterized by their particular configuration:
a) machines with fixed column and table movable on a cross slide;
b) machines with movable column along the X-axis (floor type);
c) machines with movable column along the Z-axis (T-bed type).
The object of ISO 3070 (all parts) is to supply information as wide and comprehensive as possible on
tests which can be carried out for comparison, acceptance, maintenance or any other purpose.
This revision of this part of ISO 3070 provides additional information on tests to be performed and
specifies new tolerances to better reflect the current technology.
Machining tests have been excluded from this revision of this part of ISO 3070 considering that such
tests can typically be the object of agreement between manufacturer/supplier and user, (possibly)
including tests that are specified in ISO 10791-7.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 3070-2:2016(E)
Machine tools — Test conditions for testing the accuracy of
boring and milling machines with horizontal spindle —
Part 2:
Machines with movable column along the X-axis (floor type)
1 Scope
This part of ISO 3070 specifies, with reference to ISO 230-1, ISO 230-7 and ISO 230-2, geometric tests,
spindle tests and tests for checking the accuracy and repeatability of positioning by numerical control
of horizontal spindle boring and milling machines having a movable column along the X-axis and also
specifies the applicable tolerances corresponding to general purpose, normal accuracy machines.
This type of machines are usually provided with sliding boring spindles and can be provided with
universal spindle heads of the following types, whose test conditions are covered by ISO 17543-1:
— fixed or indexable heads, with accessory spindle/s square to the Z-axis, with or without one spindle
parallel to the Z-axis;
— 45° split indexable heads, with mechanical indexing of the different angular positions of the two
bodies (e.g. Hirth couplings);
— 45° split continuous heads, provided with continuous positioning of the two numerically
controlled axes;
— swivel heads, with two numerically controlled rotary axes perpendicular to each other.
Test conditions for accessory facing heads are specified in Annex B.
This part of ISO 3070 concerns machines having movement of the column on the bed (X-axis), vertical
movement of the spindle head on the column (Y-axis), axial movement of the ram (Z-axis), axial
movement of the boring spindle (W-axis), and, in most cases, one or more tables moving on a bed
parallel to the spindle (R-axis) and rotating around a vertical axis (B-axis).
This part of ISO 3070 deals only with the verification of the accuracy of the machine. It does not apply to
the operational testing of the machine (e.g. vibration, abnormal noise, stick-slip motion of components)
nor to machine characteristics (e.g. speeds, feeds), as such checks are generally carried out before
testing the accuracy.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 230-1:2012, Test code for machine tools — Part 1: Geometric accuracy of machines operating under
no-load or quasi-static conditions
ISO 230-2:2014, Test code for machine tools — Part 2: Determination of accuracy and repeatability of
positioning of numerically controlled axes
ISO 230-7:2015, Test code for machine tools — Part 7: Geometric accuracy of axes of rotation
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ISO 3070-2:2016(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
boring operation
machining operation for generating holes of various sizes and geometries in which the principal cutting
motion is the rotation of a single-point cutting tool against the non-rotating workpiece and where the
cutting energy is brought by the cutting tool rotation
Note 1 to entry: Boring the diameter of cylindrical, conical, blind or through holes to the required size is achieved
by using a boring bar to locate the cutting edge of the boring tool in a well-defined position with respect to the
axis average line of the boring spindle.
Note 2 to entry: In the case of coaxial bores situated on opposite faces of the same workpiece, the operation may
be carried out using the sliding boring spindle, if it can work through all the workpiece, or turning the table 180º
to bore the opposite side of the workpiece (reverse boring).
3.2
milling operation
machining operation to generate surfaces of various geometries in which the principal cutting motion
is the rotation of a cutting tool with multiple cutting edges against the non-rotating workpiece and
where the cutting energy is brought by the cutting tool rotation
Note 1 to entry: Note to entry: Milling operations mostly involve face milling or end milling. The tools are mounted
either in the boring spindle taper (see Figure 2) or, as for face milling cutters, on the milling spindle nose.
3.3
boring and milling machine
machine tool in which boring and milling operations are executed
4 Terminology and designation of axes
In a boring and milling machine, cutting movement is generated by the rotation of the spindle(s) and,
possibly, of the facing head.
The feed movements are as follows:
a) transverse movements of the column on the bed (X-axis);
b) vertical movement of the spindle head (Y-axis);
c) axial movement of the ram (Z-axis);
d) axial movement of the spindle (W-axis);
e) axial movement of the table (R’-axis), where available;
f) possible (optional) movement of radial facing slide (U-axis);
g) possible (optional) movement of the rotary table (B’-axis).
Figure 1 shows two typical configurations of such machines.
The designation of the configuration with fixed table is: w b X Y Z W (C) t whereas the designation of the
configuration with roto-translating table is: w B’ R’ b X Y Z W (C) t.
NOTE The foundation is very important for these machine tool configurations. The designation “b” for these
machines typically includes the bed on the workpiece side, the foundation, and the bed on the tool side.
Table 1 provides the nomenclature for various structural components of machines shown in Figure 1.
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ISO 3070-2:2016(E)
NOTE For elements 1 to 10, see Table 1.
Figure 1 — Machine with movable column along the X-axis with (optional) roto-translating table
Table 1 — Nomenclature (see Figure 1)
Figure 1
English French Russian
ref.
1 bed Banc станина
2 column base base du montant основание стойки
3 spindle head chariot porte-bélier шпиндельная бабка
4 ram bélier подвижный корпус шпинделя
5 column montant du chariot porte-bélier стойка
6 spindle broche шпиндель
7 fixed table table fixe неподвижный стол
8 table bed banc de la table основание стола
9 rotary table saddle traînard de la table каретка поворотного стола
10 rotary table table tournante поворотный стол
NOTE In addition to the terms used in the three ISO official languages, Table C.1 provides the equivalent terms in German,
Italian and Persian; these are published under the responsibility of the member body for Germany (DIN), Italy (UNI) and
Iran (ISIRI) and are given for information only. Only the terms given in the official languages can be considered as ISO terms.
5 Special remarks concerning particular elements
5.1 Spindle heads
Reference should be made to Figure 2 for examples of the various types of head. Related nomenclature
is given in Table 2.
Facing heads generally have a radial facing slide and in most cases are accessories. Relevant geometric
tests are specified in Annex B.
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a) Headstock for boring b) Headstock with facing head c) Headstock with ram
and milling
NOTE For elements 1 to 5, see Table 2.
Figure 2 — Types of headstocks
Table 2 — Nomenclature (see Figure 2)
Figure 2
English French Russian
ref.
1 boring spindle broche à aléser расточный шпиндель
2 milling spindle broche à fraiser фрезерный шпиндель
3 facing head plateau à surfacer планшайба
4 headstock with facing head bélier avec plateau à surfacer шпиндельная бабка с
планшайбой
5 ram coulisseau подвижный корпус шпинделя
NOTE In addition to the terms used in the three ISO official languages, Table C.2 provides the equivalent terms in German,
Italian and Persian; these are published under the responsibility of the member body for Germany (DIN), Italy (UNI) and
Iran (ISIRI) and are given for information only. Only the terms given in the official languages can be considered as ISO terms.
5.2 Tables
In most cases, this type of machines is provided with both fixed tables and movable tables with linear
and rotary movements.
The rotary movement of the table may be used for the following purposes:
a) angular positioning of the workpiece;
b) as a circular work feed for milling operations;
c) circular cutting movements for turning operations.
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ISO 3070-2:2016(E)
6 Preliminary remarks
6.1 Measurement units
In this part of ISO 3070, all linear dimensions and deviations are expressed in millimetres. All angular
dimensions are expressed in degrees. Angular deviations are, in principle, expressed in ratios but
in some cases, microradians or arcseconds may be used for clarification purposes. The following
expression should be used for the conversion of the units of angular deviations or tolerances:
0,010/1 000 = 10 µrad ≈ 2”
6.2 Reference to ISO 230 series of standards
In applying this part of ISO 3070, reference shall be made to ISO 230-1, especially for the installation of
the machine before testing, warming up of the spindle and other moving components, description of the
measuring methods and recommended accuracy of the test equipment.
No tests related to checking thermal effects, based on ISO 230-3, are included in this part of ISO 3070. If
such tests are of interest, relevant tests in ISO 10791-10 shall be referred to.
In the “Observations” block of the tests described in the following subclauses, the instructions are
preceeded by a reference to the corresponding clause or subclause in ISO 230-1, ISO 230-2 or ISO 230-7
in cases where the test concerned is in compliance with the specifications of one or another of those
parts of ISO 230.
6.3 Testing sequence
The sequence in which the tests are presented in this part of ISO 3070 in no way defines the practical
order of testing. In order to make the mounting of instruments or gauging easier, tests may be performed
in any order.
It is nevertheless recalled that angular deviations affect straightness measurements; therefore,
best practice would suggest to perform tests related to angular error motions prior to straightness
measurements.
6.4 Tests to be performed
When testing a machine, it is not always necessary or possible to carry out all the tests described in this
part of ISO 3070. When the tests are required for acceptance purposes, it is 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. ISO 230-1:2012, Annex A provides valuable information
about selection of primary and secondary axes and associated tests. These tests are to be clearly
stated when ordering a machine. The mere reference to this part of ISO 3070 for the acceptance tests,
without specifying the tests to be carried out or without agreement on the relevant expenses, cannot be
considered as binding for any contracting party.
6.5 Measuring instruments
Measuring instruments indicated in the tests described in the following subclauses are examples
only. Other instruments capable of measuring the same quantities and having the same, or a smaller,
measurement uncertainty can be used. Reference shall be made to ISO 230-1:2012, Clause 5, which
indicates the relationship between measurement uncertainties and the tolerances.
When a “dial gauge” is referred to, it can mean not only dial test indicators (DTI), but any type
of linear displacement sensor such as analogue or digital dial gauges, linear variable differential
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ISO 3070-2:2016(E)
transformer (LVDTs), linear scale displacement gauges, or non-contact sensors, when applicable to the
test concerned (see ISO 230-1:2012, Clause 4).
Similarly, when a “straightedge” is referred to, it can mean any type of straightness reference artefact,
such as a granite or ceramic or steel or cast iron straightedge, one arm of a square, one generating line on
a cylinder square, any straight path on a reference cube, or a special, dedicated artefact manufactured
to fit in the T-slots or other references.
In the same way, when a “square” is mentioned, it can mean any type of squareness reference artefact,
such as a granite or ceramic or steel or cast iron square, a cylinder square, a reference cube, or, again, a
special, dedicated artefact.
When “3D probe” is referred to, it means three displacement sensors, housed in a nest, used to measure
the changes in the position of the centre of a precision sphere; when the nest and the sphere are moved
together along a programmed tool path.
6.6 Software compensation
When built-in software facilities are available for compensating geometric, positioning, contouring
and thermal deviations, their use during these tests should be based on agreement between
manufacturer/supplier and user, with due consideration to the machine tool intended use, e.g. if the
intended use of the machine tool is with or without software compensation for geometric errors. When
the software compensation is used, this shall be stated in the test report.
It shall be noted that when software compensation is used, some machine tool axes cannot be locked for
test purposes.
Valuable information on numerical compensation of geometric errors can be gathered in ISO/TR 16907.
6.7 Minimum tolerance
By mutual agreement, manufacturer/supplier and user can establish the tolerance for a measuring
length different from that given in the tests described in the following clauses. However, it shall be
considered that the minimum value of tolerance is 0,005 mm.
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ISO 3070-2:2016(E)
7 Geometric tests
7.1 Straightness and angular deviations of linear axes
Object G1
Checking of the straightness of the column movement (X-axis):
a) in the vertical XY plane, E ;
YX
b) in the horizontal ZX plane, E .
ZX
Diagram
for a) and b) for b) only
Key
1 alignment telescope
2 telescope target
3 microscope
4 taut wire
Tolerance for measuring length up to: Measured deviations
5 000 10 000 15 000 20 000
for a) 0,07 0,14 0,21 0,29 a)
for b) 0,06 0,11 0,16 0,21 b)
For measuring lengths over 20 000, the tolerance shall be agreed upon between manufac-
turer/supplier and user.
Measuring instruments
Optical methods and, for b) only, microscope and taut wire.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.2.2.1 and 8.2.2.3
a) Taut wire is not recommended because of the sag of the wire. The alignment telescope may be fixed on the work-hold-
ing table such that the optical beam is parallel to the X-axis movement of the column or the lack of parallelism shall be
considered in the measurement.
If the spindle can be locked, the telescope target may be mounted on it. If the spindle cannot be locked, mount the tele-
scope target on the spindle head.
b) The microscope shall be fixed on the spindle, if it can be locked, or on the spindle head.
For a) and b): Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 500.
Measurements shall be at mid travel of the ram travel with the spindle retracted or otherwise, measurement location shall
be reported.
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ISO 3070-2:2016(E)
Object G2
Checking of the angular deviation of the column movement (X-axis):
a) in the XY plane, E (pitch);
CX
b) in the YZ plane, E (roll);
AX
c) in the ZX plane, E (yaw).
BX
Diagram
Key
1 reference levels
2 measuring levels
3 mirror
4 auto-collimator
Tolerance Measured deviations
for a), b) and c):
X ≤ 4 000: 0,04/1 000 a)
X > 4 000: 0,06/1 000 b)
Local tolerance: 0,02/1 000 for any measuring length of 500 c)
Measuring instruments
a) Precision level, laser interferometer or other optical angular deviation measuring instruments.
b) Precision level.
c) Laser interferometer or other optical angular deviation measuring instruments.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 3.4.16 and 8.4
The measuring level or the mirror shall be placed on the ram.
a) E (pitch) in the X-axis direction (with optical instruments set vertically).
CX
b) E (roll) in the Z-axis direction.
AX
c) E (yaw) with optical instruments set horizontally.
BX
When levels are used, a reference level shall be located on the fixed table and the ram shall be in the middle of the travel
range (Z-axis). Several preliminary movements of the column should be carried out with the reference level in different
positions on the fixed table in order to check whether the X-axis motion causes an angular movement of any part of the
fixed table or the bed(s) of the rotary table(s). In this last case, differential measurements of the two angular movements
shall be made and this shall be stated.
For a), b) and c): Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 500.
Measurement location shall be reported.
8 PROOF/ÉPREUVE © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 3070-2:2016(E)
Object G3
Checking of the straightness of the ram movement (Z-axis):
a) in the vertical YZ plane, E ;
YZ
b) in the horizontal ZX-plane, E .
XZ
Diagram
Tolerance for measuring lengths up to: Measured deviations
1 000 1 500 2 000
a)
for a) and b): 0,02 0,03 0,04
b)
Local tolerance: 0,006 for any measuring length of 300.
For measuring lengths over 2 000, the tolerance shall be agreed upon
between manufacturer/supplier and user.
Measuring instruments
Dial gauge and straightedge with gauge blocks or optical methods.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.2.2.1 and 8.2.2.3
Set a straightedge on the table, parallel to the ram movement (Z-axis) for a) vertically and b) horizon-
tally, or the lack of parallelism shall be considered in the measurement.
If the spindle can be locked, the dial gauge may be mounted on it. If the spindle cannot be locked, the
dial gauge shall be mounted on the ram face. The stylus shall be normal to the reference face of the
straightedge.
Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, in both direction of mo-
tion, with equally spaced steps not exceeding 300.
Measurement location shall be reported.
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ISO 3070-2:2016(E)
Object G4
Checking of the angular deviation of the ram movement (Z-axis):
a) in the vertical YZ plane, E (pitch);
AZ
b) in the vertical XY plane, E (roll);
CZ
c) in the horizontal ZX plane, E (yaw).
BZ
Diagram
Key
1 reference levels
2 measuring levels
3 auto-collimator
4 mirror
Tolerance for measuring lengths up to: Measured dev
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 3070-2
Quatrième édition
2016-08-01
Version corrigée
2016-12-15
Machines-outils — Conditions d’essai
pour le contrôle de l’exactitude des
machines à aléser et à fraiser à broche
horizontale —
Partie 2:
Machines à montant mobile le long de
l’axe X (de type au sol)
Machine tools — Test conditions for testing the accuracy of boring
and milling machines with horizontal spindle —
Part 2: Machines with movable column along the X-axis (floor type)
Numéro de référence
ISO 3070-2:2016(F)
©
ISO 2016
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Terminologie et désignation des axes . 2
5 Observations spéciales concernant des éléments particuliers . 4
5.1 Chariots porte-broche. 4
5.2 Tables . 4
6 Observations préliminaires . 5
6.1 Unités de mesure . 5
6.2 Référence à la série de normes ISO 230 . 5
6.3 Ordre des essais . 5
6.4 Essais à réaliser . 5
6.5 Instruments de mesure . 5
6.6 Compensation par logiciel. 6
6.7 Tolérance minimale. 6
7 Essais géométriques . 7
7.1 Rectitude et écarts angulaires des axes linéaires . 7
7.2 Perpendicularité et parallélisme entre les axes linéaires .13
7.3 Table fixe indépendante de la machine .18
7.4 Broche d’alésage .22
7.5 Broche de fraisage .26
7.6 Table rotative et mobile .28
7.7 Tables indexables ou rotatives .35
8 Vérification de l’exactitude et de la répétabilité de positionnement par
commande numérique .37
Annexe A (informative) Exactitude géométrique de l’axe de rotation .46
Annexe B (normative) Essais des plateaux à surfacer accessoires [voir la Figure 2 b)] .50
Annexe C (informative) Nomenclature des composants de machine-outil dans d’autres langues .54
Bibliographie .55
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ISO 3070-2:2016(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 appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation
mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien
suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 39 Machines-outils, Sous-Comité
SC 2 Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 3070-2:2007), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
La présente version corrigée de l’ISO 3070-2:2016 inclut les corrections suivantes:
— la nomenclature de langue persane donnée dans le Tableau C.1 et le Tableau C.2 a été corrigée.
L’ISO 3070 est constituée des parties suivantes sous le titre général Machines-outils — Conditions d’essai
pour le contrôle de l’exactitude des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale:
— Partie 1: Machines à montant fixe sur une glissière transversale
— Partie 2: Machines à montant mobile le long de l’axe X (de type au sol)
— Partie 3: Machines à montant mobile le long de l’axe Z (de type à banc en T)
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ISO 3070-2:2016(F)
Introduction
La plupart des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale sont réparties dans les trois catégories
suivantes, caractérisées par leur configuration particulière:
a) les machines à montant fixe et à table mobile sur une glissière transversale;
b) les machines à montant mobile le long de l’axe X (de type au sol);
c) les machines à montant mobile le long de l’axe Z (de type à banc en T).
L’ISO 3070 a pour objet de fournir des informations aussi complètes et étendues que possible sur les
essais qui peuvent être effectués à des fins de comparaison, de réception, de maintenance ou autres.
Cette révision de la présente partie de l’ISO 3070 fournit des informations supplémentaires sur les
essais à réaliser et spécifie de nouvelles tolérances plus en accord avec la technologie actuelle.
Les essais d’usinage ont été exclus de la présente révision de la présente partie de l’ISO 3070 étant
donné que ces essais peuvent typiquement faire l’objet d’un accord entre le fabricant/fournisseur et
l’utilisateur, notamment (éventuellement) les essais qui sont spécifiés dans l’ISO 10791-7.
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NORME INTERNATIONALE ISO 3070-2:2016(F)
Machines-outils — Conditions d’essai pour le contrôle de
l’exactitude des machines à aléser et à fraiser à broche
horizontale —
Partie 2:
Machines à montant mobile le long de l’axe X (de type au
sol)
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 3070 spécifie, par référence aux ISO 230-1, ISO 230-7 et ISO 230-2, les essais
géométriques, les essais de la broche et les essais pour la vérification de l’exactitude et de la répétabilité
de positionnement par commande numérique des machines à aléser et à fraiser à broche horizontale
munies d’un montant mobile le long de l’axe X, et elle spécifie également les tolérances applicables
correspondant aux machines d’usage général et d’exactitude normale.
Ce type de machines est généralement équipé de broches d’alésage coulissantes et peut être équipé
de chariots porte-broche universels des types suivants, dont les conditions d’essai sont couvertes par
l’ISO 17543-1:
— chariots fixes ou indexables avec broche(s) accessoire(s) perpendiculaire(s) à l’axe Z, avec ou sans
broche parallèle à l’axe Z;
— chariots indexables fendus à 45° avec indexation mécanique des différentes positions angulaires
des deux corps (par exemple, raccords Hirth);
— chariots continus fendus à 45° avec positionnement continu des deux axes à commande numérique;
— chariots rotatifs avec deux axes de rotation à commande numérique perpendiculaires l’un par
rapport à l’autre.
Les conditions d’essai pour les plateaux à surfacer accessoires sont spécifiées dans l’Annexe B.
La présente partie de l’ISO 3070 concerne les machines comportant un déplacement du montant sur
le banc (axe X), un mouvement vertical du chariot porte-broche sur le montant (axe Y), un mouvement
axial du coulant (axe Z), un mouvement axial de la broche d’alésage (axe W) et, dans la plupart des cas,
une ou plusieurs tables se déplaçant sur un banc parallèle à la broche (axe R) et tournant autour d’un
axe vertical (axe B).
La présente partie de l’ISO 3070 ne traite que du contrôle de l’exactitude de la machine. Elle ne s’applique
ni à l’examen de son fonctionnement (par exemple, vibrations, bruit anormal, points durs dans les
déplacements d’organes) ni à celui des caractéristiques de la machine (par exemple, vitesses, avances),
puisque de telles vérifications sont, en général, effectuées avant le contrôle de l’exactitude.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
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ISO 3070-2:2016(F)
ISO 230-1:2012, Code d’essai des machines-outils — Partie 1: Exactitude géométrique des machines
fonctionnant à vide ou dans des conditions quasi-statiques
ISO 230-2:2014, Code d’essai des machines-outils — Partie 2: Détermination de l’exactitude et de la
répétabilité de positionnement des axes à commande numérique
ISO 230-7:2015, Code d’essai des machines-outils — Partie 7: Exactitude géométrique des axes de rotation
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
alésage
opération d’usinage engendrant des trous de tailles et de géométries variées, dans laquelle le principal
mouvement de coupe est la rotation de l’outil de coupe en un seul point contre la pièce qui n’est pas en
rotation et où l’énergie de coupe est transmise par la rotation de l’outil de coupe
Note 1 à l’article: L’alésage à la taille requise du diamètre de trous cylindriques, coniques, borgnes ou débouchants
est réalisé par une barre d’alésage afin de déterminer l’angle de coupe de l’outil d’alésage dans une position bien
définie par rapport à la ligne moyenne d’axe de la broche d’alésage.
Note 2 à l’article: Dans le cas des alésages coaxiaux situés sur les faces opposées de la même pièce, l’opération
peut être réalisée au moyen de la broche d’alésage coulissante, si elle peut parcourir toute la pièce, ou en faisant
tourner la table de 180° pour aléser le côté opposé de la pièce (alésage avec inversion).
3.2
fraisage
opération d’usinage engendrant des surfaces de géométries variées, dans laquelle le principal
mouvement de coupe est la rotation de l’outil de coupe avec des angles de coupe multiples contre la
pièce qui n’est pas en rotation et où l’énergie de coupe est transmise par la rotation de l’outil de coupe
Note 1 à l’article: Les opérations de fraisage impliquent essentiellement un fraisage frontal ou un fraisage en
bout. Les outils sont montés soit dans le cône de la broche d’alésage (voir la Figure 2), soit, comme pour une fraise
à surfacer, sur le nez de la broche de fraisage.
3.3
machine à aléser et à fraiser
machine-outil avec laquelle des alésages et des fraisages sont effectués
4 Terminologie et désignation des axes
Dans une machine à aléser et à fraiser, le mouvement de coupe est engendré par la rotation de la (des)
broche(s) et, éventuellement, du plateau à surfacer.
Les mouvements d’avance sont les suivants:
a) mouvements transversaux du montant sur le banc (axe X);
b) mouvement vertical du chariot porte-broche (axe Y);
c) mouvement axial du coulant (axe Z);
d) mouvement axial de la broche (axe W);
e) mouvement axial de la table (axe R’), le cas échéant;
f) mouvement possible (facultatif) du coulant radial (axe U);
g) mouvement possible (facultatif) de la table rotative (axe B’).
La Figure 1 illustre deux configurations types de ces machines.
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ISO 3070-2:2016(F)
La désignation de la configuration avec une table fixe est: w b X Y Z W (C) t alors que la désignation de la
configuration avec une table à rototranslation est: w B’ R’ b X Y Z W (C) t.
NOTE Le socle est très important pour ces configurations de machine-outil. La désignation «b» de ces
machines comprend généralement le banc sur le côté pièce, le socle et le banc sur le côté outil.
Le Tableau 1 donne la nomenclature des différents composants de la structure des machines illustrées
à la Figure 1.
NOTE Pour les éléments 1 à 10, voir le Tableau 1.
Figure 1 — Machine à montant mobile le long de l’axe X avec une table à rototranslation
(facultative)
Tableau 1 — Nomenclature (voir la Figure 1)
Figure 1
Anglais Français Russe
réf.
1 bed banc станина
2 column base base du montant основание стойки
3 spindle head chariot porte-broche шпиндельная бабка
4 ram coulant подвижный корпус шпинделя
5 column montant стойка
6 spindle broche шпиндель
7 fixed table table fixe неподвижный стол
8 table bed banc de la table основание стола
9 rotary table saddle traînard de la table rotative каретка поворотного стола
10 rotary table table rotative поворотный стол
NOTE En complément des termes utilisés dans les trois langues officielles de l’ISO, fournit dans ce tableau, le Tableau C.1
fournit les termes équivalents en italien et en persan; ceux-ci sont publiés sous la responsabilité du Comité Membre pour
l’Italie (UNI) et l’Iran (ISIRI) et sont donnés à titre informatif uniquement. Seuls les termes donnés dans les langues
officielles peuvent être considérés comme des termes ISO.
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ISO 3070-2:2016(F)
5 Observations spéciales concernant des éléments particuliers
5.1 Chariots porte-broche
Il convient de se référer à la Figure 2 pour des exemples de divers types de chariots. La nomenclature
afférente est donnée dans le Tableau 2.
Les plateaux à surfacer sont généralement munis d’un coulant radial et sont, dans la plupart des cas, des
accessoires. Les essais géométriques pertinents sont spécifiés dans l’Annexe B.
a) Bélier pour alésage et fraisage b) Bélier avec plateau à surfacer c) Bélier avec coulant
NOTE Pour les éléments 1 à 5, voir le Tableau 2.
Figure 2 — Types de béliers
Tableau 2 — Nomenclature (voir la Figure 2)
Figure 2
Anglais Français Russe
réf.
1 boring spindle broche d’alésage расточный шпиндель
2 milling spindle broche de fraisage фрезерный шпиндель
3 facing head plateau à surfacer планшайба
4 headstock with facing head bélier avec plateau à surfacer шпиндельная бабка с планшайбой
5 ram coulant подвижный корпус шпинделя
NOTE En complément des termes utilisés dans les trois langues officielles de l’ISO, fournit dans ce tableau, le Tableau C.2
fournit les termes équivalents en italien et en persan; ceux-ci sont publiés sous la responsabilité du Comité Membre pour
l’Italie (UNI) et l’Iran (ISIRI) et sont donnés à titre informatif uniquement. Seuls les termes donnés dans les langues
officielles peuvent être considérés comme des termes ISO.
5.2 Tables
Dans la plupart des cas, ce type de machines est équipé à la fois de tables fixes et de tables mobiles avec
des mouvements linéaires et rotatifs.
Le mouvement rotatif de la table peut être utilisé pour les besoins suivants:
a) positionnement angulaire de la pièce;
b) comme dispositif d’alimentation circulaire pour les opérations de fraisage;
c) mouvements de coupe circulaires pour les opérations de tournage.
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ISO 3070-2:2016(F)
6 Observations préliminaires
6.1 Unités de mesure
Dans la présente partie de l’ISO 3070, toutes les dimensions linéaires et tous les écarts sont exprimés en
millimètres. Toutes les dimensions angulaires sont exprimées en degrés. Les écarts angulaires sont, en
principe, exprimés sous forme de ratios mais, dans certains cas, des microradians ou des secondes d’arc
peuvent être utilisés pour des besoins de clarification. Il convient d’utiliser l’expression suivante pour
la conversion des unités des écarts angulaires ou des tolérances:
0,010/1 000 = 10 µrad ≈ 2”
6.2 Référence à la série de normes ISO 230
Pour l’application de la présente partie de l’ISO 3070, la référence à l’ISO 230-1 doit être faite, notamment
en ce qui concerne l’installation de la machine avant essais, la mise en température de la broche et des
autres organes mobiles, la description des méthodes de mesure, ainsi que l’exactitude recommandée
pour les appareils de contrôle.
Aucun essai consistant à vérifier les effets thermiques, basé sur l’ISO 230-3, n’est inclus dans la présente
partie de l’ISO 3070. Si de tels essais présentent un intérêt, les essais pertinents de l’ISO 10791-10
doivent être pris comme référence.
Dans la case «Observations» des essais décrits dans les paragraphes suivants, les instructions sont
précédées d’une référence à l’article ou au paragraphe correspondant de l’ISO 230-1, de l’ISO 230-2 ou
de l’ISO 230-7, dans les cas où l’essai concerné est conforme aux spécifications de l’une ou l’autre de ces
parties de l’ISO 230.
6.3 Ordre des essais
L’ordre dans lequel les essais sont présentés dans la présente partie de l’ISO 3070 ne définit nullement
l’ordre pratique des essais. Pour faciliter le montage des instruments ou le contrôle, les essais peuvent
être réalisés dans n’importe quel ordre.
Il est cependant rappelé que les écarts angulaires affectent les mesurages de rectitude; les meilleures
pratiques suggèrent donc d’effectuer les essais relatifs aux erreurs angulaires de mouvement avant les
mesurages de rectitude.
6.4 Essais à réaliser
Lors de l’essai d’une machine, il n’est pas toujours nécessaire ni possible d’effectuer la totalité des essais
décrits dans la présente partie de l’ISO 3070. Lorsque les essais sont requis à des fins de réception,
il appartient à l’utilisateur de choisir en accord avec le fournisseur/fabricant les essais relatifs aux
composants et/ou aux propriétés de la machine qui l’intéressent. L’ISO 230-1:2012, Annexe A fournit de
précieuses informations sur le choix des axes primaire et secondaire et des essais associés. Les essais
doivent être clairement précisés lors de la passation de la commande d’une machine. La simple référence
à la présente partie de l’ISO 3070 pour les essais de réception, sans spécification des essais à effectuer
ou sans accord sur les dépenses correspondantes, ne peut être considérée comme un engagement pour
aucun des contractants.
6.5 Instruments de mesure
Les instruments de mesure indiqués dans les essais décrits dans les paragraphes suivants ne sont
que des exemples. D’autres instruments, permettant de mesurer les mêmes grandeurs et ayant
une incertitude de mesure égale ou inférieure, peuvent être utilisés. Il doit être fait référence à
l’ISO 230-1:2012, Article 5, qui indique la relation entre les incertitudes de mesure et les tolérances.
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ISO 3070-2:2016(F)
Lorsqu’un «comparateur» est mentionné, ceci peut faire référence non seulement à des comparateurs
à cadran, mais à tout type de capteur de mouvement linéaire tel que des comparateurs à cadran
analogiques ou numériques, des transformateurs différentiels à variation linéaire, des capteurs
de mouvement à échelle linéaire ou des capteurs sans contact, s’ils s’appliquent à l’essai concerné
(voir l’ISO 230-1:2012, Article 4).
De même, lorsqu’une «règle» est mentionnée, ceci peut faire référence à tout type de pièce de référence
de rectitude, telle qu’une règle en granit, en céramique, en acier ou en fonte, la branche d’une équerre, la
génératrice d’un cylindre-équerre, toute trajectoire rectiligne sur un cube de référence ou une pièce de
référence spéciale fabriquée pour s’adapter dans les rainures en T ou d’autres références.
De la même manière, lorsqu’une «équerre» est mentionnée, ceci peut faire référence à tout type de pièce
de référence de perpendicularité, telle qu’une équerre en granit, en céramique, en acier ou en fonte, un
cylindre-équerre, un cube de référence ou, là encore, une pièce de référence spéciale.
Lorsqu’une «sonde 3D» est mentionnée, ceci fait référence à trois capteurs de mouvement, logés dans
un combiné, utilisés pour mesurer les changements de position du centre d’une sphère de précision;
lorsque le combiné et la sphère sont déplacés ensemble le long d’une trajectoire d’outil programmée.
6.6 Compensation par logiciel
Lorsque des logiciels intégrés permettent de compenser les écarts géométriques, de positionnement, de
contournage et thermiques, il convient que leur utilisation pendant ces essais soit basée sur un accord
entre le fabricant/fournisseur et l’utilisateur en tenant compte de l’utilisation prévue de la machine-outil,
par exemple, si l’utilisation prévue de la machine-outil comprend ou non une compensation par logiciel
pour les erreurs géométriques. Lorsqu’une compensation par logiciel est utilisée, cela doit être indiqué
dans les rapports d’essai.
Il doit être noté que, lorsqu’une compensation par logiciel est utilisée, certains axes de la machine-outil
ne peuvent pas être bloqués pour les besoins de l’essai.
De précieuses informations sur la compensation numérique des erreurs géométriques peuvent être
obtenues de l’ISO/TR 16907.
6.7 Tolérance minimale
Par consentement mutuel, le fabricant/fournisseur et l’utilisateur peuvent établir la tolérance pour une
longueur de mesurage différente de celle donnée dans les essais décrits dans les articles suivants. Il
doit cependant être pris en considération que la valeur minimale de tolérance est 0,005 mm.
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ISO 3070-2:2016(F)
7 Essais géométriques
7.1 Rectitude et écarts angulaires des axes linéaires
Objet G1
Vérification de la rectitude du déplacement du montant (axe X):
a) dans le plan XY, E ;
YX
b) dans le plan horizontal ZX, E .
ZX
Schéma
pour a) et b) pour b) seulement
Légende
1 télescope d’alignement
2 cible du télescope
3 microscope
4 fil tendu
Tolérance pour toute longueur mesurée jusqu’à: Écarts mesurés
5 000 10 000 15 000 20 000
pour a) 0,07 0,14 0,21 0,29 a)
pour b) 0,06 0,11 0,16 0,21 b)
Pour des longueurs mesurées supérieures à 20 000, la tolérance doit faire l’objet d’un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Instruments de mesure
Procédés optiques et, pour b) seulement, microscope et fil tendu.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 8.2.2.1 et 8.2.2.3
a) Le fil tendu n’est pas recommandé à cause du fléchissement du fil. Le télescope d’alignement peut être fixé sur la table porte-pièce de
façon que le faisceau optique soit parallèle au déplacement du montant sur l’axe X, ou le défaut de parallélisme doit être pris en considé-
ration dans le mesurage.
Si la broche peut être bloquée, la cible du télescope peut être montée sur celle-ci. Si la broche ne peut pas être bloquée, monter la cible du
télescope sur le chariot porte-broche.
b) Le microscope doit être fixé sur la broche, si elle peut être bloquée, ou sur le chariot porte-broche.
Pour a) et b): Les mesurages doivent être effectués à au moins six positions le long de la course, avec des pas régulièrement espacés ne
dépassant pas 500.
Les mesurages doivent avoir lieu à mi-course du coulant avec la broche rentrée ou sinon, la position du mesurage doit être consignée.
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ISO 3070-2:2016(F)
Objet G2
Vérification de l’écart angulaire du déplacement du montant (axe X):
a) dans le plan XY, E (tangage);
CX
b) dans le plan YZ, E (roulis);
AX
c) dans le plan ZX, E (lacet).
BX
Schéma
et
Légende
1 niveaux de référence
2 niveaux de mesure
3 miroir
4 auto-collimateur
Tolérance Écarts mesurés
pour a), b) et c): a)
X ≤ 4 000: 0,04/1 000 b)
X > 4 000: 0,06/1 000 c)
Tolérance locale: 0,02/1 000 pour toute longueur mesurée de 500
Instruments de mesure
a) Niveau de précision, interféromètre laser ou autres instruments de mesure optiques de l’écart angulaire.
b) Niveau de précision.
c) Interféromètre laser ou autres instruments de mesure optiques de l’écart angulaire.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 3.4.16 et 8.4
Le nivea
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.