ISO 3650:1978
(Main)Gauge blocks
Gauge blocks
Cales-étalons
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL STANDARD 3650
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDlZATION.ME)IG9YHAPOAHAR OPrAHM3AUMR fl0 CTAHAAPTM3AUMH.ORGANlSATlON INTERNATlONALE DE NORMALISATION
Gauge blocks
Caies-étaions
First edition - 1978-07-15
UDC 531,711.51 : 681.2 Ref, No. IS0 3650-1978 (E)
hriptorc : block gauges, dimensions, dimensional tolerances, form tolerance, flatness, measuring.
Price based on 9 pages
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FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 member bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 technical committees. Every
member body interested in a subject for which a technical committee has been set
up 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.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated
to the member bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the IS0 Council.
International Standard IS0 3650 was developed by Technical Committee
ISO/TC3, Limits and fits, and was circulated to the member bodies in
January 1975.
It has been approved by the member bodies of the following countries :
Austria Hungary South Africa, Rep. of
Belgium India Sweden
Canada Italy Switzerland
Czechoslovakia Netherlands Turkey
Finland New Zealand U S.S. R.
France Poland Yugoslavia
Germany Romania
The member bodies of the following countries expressed disapproval of the docu-
ment on technical grounds :
Australia
Japan
United Kingdom
Q International Organization for Standardization, 1978 0
Printed in Switzerland
ii
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CONTENTS Page
1 Scope and field of application . 1
2 Nomenclature. terminology and definitions . 1
3 Basis of measurement . 2
4 General dimensions. material and marking . 3
5 Accuracy . 4
Annexes
A Derivation of tolerances - Formulae . 7
B Conditions for the measurement of length . 8
iii
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 3650-1978 (E)
Gauge blocks
used solely for measuring the lengths of other gauge blocks
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
by comparison, as well as for gauge blocks used for a
This International Standard specifies the most important
variety of measuring purposes.
dimensional and quality characteristics of gauge blocks with
a rectangular cross-section and a length ranging from 0,5 up
2 NOMENCLATURE, TERMINOLOGY AND
to and including 1 O00 mm.
DE FIN ITIONS
Deviations and tolerances are specified for four grades of
2.1 Nomenclature of gauge blocks
accuracy, i.e. 00, O, 1 and 2, and information concerning a
See figure 1.
"calibration" grade is given, thus providing for gauge blocks
.t
faces
/
/
'\
/
FIGURE 1 - Nomenclature
1
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IS0 3650-1978 (E)
2.6 variation in length : The difference between the
2.2 gauge block : A block of rectangular section, made of
maximum and minimum lengths at any points on the
durable material, with one pair of plane, mutually parallel
measuring faces of a gauge block (see figure 4).
measuring surfaces.
NOTE - It is a characteristic of a gauge block that the measuring
2.7 wringing : The property of the measuring faces of a
faces are made with such surface quality that they will adhere to
gauge block enabling them to adhere to other similarly
measuring faces of other gauge blocks or to similarly finished plane
surfaces. (Adhering is commonly described as "wringing"; see 2.7.) flat and well-finished surfaces by molecular forces.
2.3 length of a gauge block : The length of a gauge block
3 BASIS OF MEASUREMENT
at a particular point of the measuring face is the perpen-
dicular distance between this point and a rigid plane surface
3.1 The unit of length, the metre, is defined as equal to
of the same material and surface texture upon which the
1 650 763,73 wavelengths in vacuum of the unperturbed
other measuring face has been wrung (see figure 2).
radiation corresponding to the transition between the
levels 2p,, and 5d, of the krypton atom of mass number 86
NOTES
(1 Ith General Conference of Weights and Measures, 1960).
1 The length takes into account one wringing.
In practice, this wavelength may be produced by means
of a 86Kr gas discharge lamp (Engelhard lamp) under
2 Requirements for the conditions of measurement by inter-
ferometty and by comparison are given in annex B.
specified conditions of operation.
2.4 central length : The length of a gauge block according
3.2 When a gauge block of high grade is to be used as a
to 2.3, taken at the centre point of a measuring face.
reference standard of length, i.e. for transference of length
to other gauge blocks by use of a comparator, then its
lengths, as defined in 2.3, and located at the centre of the
2.5 deviation from flatness : The minimum distance
block, shall be measured in terms of wavelengths of light
between two parallel planes which just envelop the
using the method known as interferometry (see annex 8).
measuring face (see figure 3).
FIGURE 2 - Length of e gauge block
2
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FIGURE 3 - Deviation from fiatness (see table 3)
A -
A -
5 m
ES
gc
27
c2
.E 2
.e m
Ca
Permissible deviation
G .s
O:!
.-
+-a ‘5 E (see table 4)
.- mo
m22 or
>
FIGURE 4 - Variations in length (see table 4)
3.3 The nominal length and measured length of a gauge 4 GENERAL DIMENSIONS, MATERIAL AND
block apply at the reference temperature of 2OoC and MARKING
standard air pressure of 101,325 kPa (1 013,25 mbar).
4.1 General dimensions
NOTE - The effect on the length of a gauge block of variations
The dimensions of the cross-section and their tolerances
from the standard air pressure encountered under normal atmos-
are given in table 1.
pheric conditions may be ignored.
TABLE 1
Values in millimetres
3.4 The lengths of gauge blocks up to and including
I I 1 I 1
100mm refer to the length of the gauge block in the
vertical position, i.e. with the measuring faces horizontal.
The lengths of gauge blocks over 100mm refer to the
length of the gauge block in the horizontal position, the
block being supported on one of the smaller side faces
without additional stress by two suitable supports, each
at a distance of 0,211 times the nominal length from the
ends.
3
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IS0 3650-1978 (E)
TABLE 2
Where longer gauge blocks are provided with holes for
coupling blocks together and for supporting the wrung
Values in micrometres ipm)
joint, the dimensions and location shall be as shown in
-
figure 5.
Grades Maximum permissible change in length per year
lengths below 1 mm may be
NOTE - Gauge blocks of nominal
O0
made with sections other than 30 mm X 9 mm.
* (0,02 t- 0,000 5 I)
O
I
I i
f (0,05 t- 0,001 I)
I:I
B'
~~ ~
I = nominal length in millimetres
I I il
4.3 Marking
Measuring face
Each gauge block shall be legibly and permanently marked
with its nominal size, in figures at least 1,5 mm high, and
with the name of the manufacturer, or a trademark.
Yi
Gauge blocks smaller than 6 mm nominal length may be
i
marked on a measuring face but an area of 9 mm x 12 mm
at the centre of the measuring faces shall be left clear of
I I
any marking.
U 25 * 0.5 mm
00, O and "calibration grade" blocks shall be
Grades
marked with a serial number.
It is desirable for gauge blocks of other grades also to be
FIGURE 5 - Position of hole for coupling longer gauge blocks
identifiable.
Gauge blocks of nominal lengths greater than 100 mm shall
4.2 Material
bear marks located (0,211 XI) mm from the measuring
faces, indicating the support positions (see 3.4).
4.2.1 Gauge blocks shall be made of a wear-resistant
material, capable of being worked to give a fine finish that
will readily wring and which by nature, or when suitably
5 ACCURACY
treated, will be constant in length.
5.1 General
4.2.2 The coefficient of thermal expansion of steel gauge
blocks in the temperature range 10 to 30 OC shall be within
Each gauge block shall conform to the requirements for
the limits (1 1,5 f 1,0) x per degree Celsius.
accuracy appropriate to its grade, as given beiow.
If other materials are used, the manufacturer shall state
The requirements for accuracy apply to an area of the
the coefficient of expansion and its limits.
measuring face omitting a border zone of 0,8 mm maximum,
as measured from the side faces.
4.2.3 The surface hardness of the measuring faces of
In this excluded border zone the surface shall not lie above
steel gauge blocks shall be not less than 800 HV.
the plane of the measuring face.
4.2.4 When gauge blocks are made of materials other than
The requirements specified below are related in all cases to
steel, the physical properties of these materials (coefficient
the definitions in clause 2, the basis of measurement in
of expansion, modulus of elasticity, etc.) shall be given by
clause 3 and the conditions of measurement set out in
the manufacturer and shall be taken into account as appro-
annex B.
priate.
NOTE - In addition to the four grades for which deviations and
tolerances are given in tables 3 and 4, a grade known as "calibration
4.2.5 Dimensional stability of a material shall beconfirmed
grade" is also recognized. Blocks of this grade are intended solely
by tests on samples over a period, during which the
for calibrating other gauge blocks where it is the actual length of
temperature of the samples shall be kept within the range
the block that is used in computations. For this reason it is there-
fore less important that it should be very close to nominal than
10 to 3OoC, and the influence of other forces such as
that it should be accurately known. "Calibration grade" blocks are
vibration, shock and magnetic fields shall be avoided.
thus required to have a high quality of geometrical form but
relatively large deviations from nominal length are permissible and
The maximum permissible changes in lengt
...
NORME INTERNATIONALE 3650
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR mANDARDIZATION.MEWUIYHAPO~HAR OPrAHHBAUHR no CrAHL\AmH3AUHmoRGANisATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
tm Cales-étalons
Gauge blocks
Première édition - 1978-07-15
-
U.
CDU 531.711.51 : 681.2
Réf. no : IS0 3650-1978 (F)
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D.rn*rtuin : caledtalon, dimension, tolérance de dimension, tolérance de forme, planéité, mesurag.
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Prix basé sur 9 pages
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AVANT-PROPOS
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de 1'60). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partiedu comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comites techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I'ISO.
La Norme internationale IS0 3650 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 3, Ajustements, et a été soumise aux comités membres en janvier 1975.
Les comités membres des pays suivants l'ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d' Hongrie Suède
Allemagne Inde Suisse
Autriche Italie Tchécoslovaquie
Nouvel le-Zélande Turquie
Belgique
Pays-Bas U. R S.S.
Canada
Pologne Yougoslavie
Finlande
Roumanie
France
Les comités membre
techniques : E
e
Australie
Japon
Royaume-Uni
O Organisation internationale de normalisation, 1978 0
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
SOMMAI RE Page
1 Objet et domaine d'application . 1
2 Terminologie et définitions . 1
3 Données de base pour la mesure . 2
4 Dimensions générales. matériau et marquage . 3
5 Précision . 4
Annexes
A Formules donnant les valeurs des tolérances . 7
B Conditions de mesurage des longueurs . 8
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
NORME INTERNATIONALE IS0 3650-1978 (F)
Cales-étalons
1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION l'utilisation des cales soit comme étalon de référence pour
déterminer la longueur d'autres cales par comparaison, soit
La présente Norme internationale spécifie les caractéris-
comme étalon de mesure de longueur.
tiques dimensionnelles et qualitatives les plus importantes
des cales-étalons de section rectangulaire, ayant des lon-
2 TERMINOLOGIE ET DÉFINITIONS
gueurs nominales comprises entre 0,5 et 1 O00 mm.
Elle spécifie les écarts et les tolérances pour quatre classes
2.1 Terminologie des cales-étalons
de précision : 00, O, 1 et 2, et donne certains renseignements
concernant la classe ((pour étalonnage)), permettant ainsi Voir figure 1.
1 O 1 O
rn rn
O O
-I -I
- Faces Facesdemesure de mesure
latérales latérales
.Faces Faces
FIGURE 1 - Terminokgis
1
---------------------- Page: 4 ----------------------
maximale et la longueur minimale en un point quelconque
2.2 cale-étalon : Parallélépipède rectangle exécuté en
des faces de mesure d'une cale-étalon (voir figure 4).
matériau résistant à l'usure, présentant deux faces de
mesure planes parallèles entre elles.
2.7 accolement: Propriété des faces de mesure d'une
NOTE - Une caractéristique des cales-étalons est que leurs faces
à d'autre surfaces
cale-étalon leur permettant d'adhérer
de mesure ont une qualité de surface telle qu'elles peuvent adhérer
similaires planes et bien finies, sous l'action de forces
aux faces de mesure d'autres cafes-étalons ou à des surfaces planes
de même qualité (cette adhérence est communément désignée par moléculaires.
2.7).
«accolement»; voir
2.3 longueur d'une caleétalon: La longueur d'une
3 DONNÉES DE BASE POUR LA MESURE
la face de mesure est
cale-étalon en un point déterminé de
3.1 L'unité de longueur, le mètre, est définie comme étant
la distance entre ce point et une surface plane rigide du
la longueur égale, sous vide à 1650 763,73 longueurs
même matériau et du même état de surface, à laquelle est
d'ondes de la radiation correspondant à la transition entre
accolée l'autre face de mesure (voir figure 2).
les niveaux Zp,, et 5d, de l'atome de krypton 86
NOTES
(Ile Conférence générale des poids et mesures en 1960).
En fait, cette longueur d'onde peut être émise par une
1 La longueur tient compte de l'épaisseur d'une couche d'adhérence.
lampe à décharge de gaz 86Kr (lampe d'Engelhard) dans des
2 Les conditions de mesurage par interférométrie et de mesurage
conditions déterminées de fonctionnement.
par comparaison sont décrites à l'annexe B.
2.4 longueur au centre : Longueur d'une cale-étalon
3.2 Lorsqu'on veut utiliser une cale-étalon de classe de
selon 2.3, prise au centre de l'une des faces de mesure.
précision élevée comme étalon de longueur, par exemple
pour transmettre l'unité de longueur à d'autres cales-étalons
2.5 écart de planéité : Distance minimale entre deux plans
à l'aide d'un comparateur, sa longueur, définie en 2.3, et
parallèles qui enveloppent la face de mesure (voir figure 3).
prise au centre doit être mesurée par rapport aux longueurs
d'onde particulières de la lumière suivant la méthode
le nom d'interférométrie (voir annexe BI.
2.6 variation de longueur : Différence entre la longueur connue sous
FIGURE 2 - Longueur d'une cale-&talon
2
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 3650-1978 (F)
FIGURE 3 - Écart de planbit6 (voir tableau 3)
-
A
+
ngueur nominale
-
-
-L’
A
- -
I
L
al
-
3
m
.-
ZlG
E
ga
r
-I
L
p”P a Écart admissible
cc!
3 (voir tableau 4) -
OL
.- .-
rn
3 B - x
m-
m
-
>
al
U
-
m
‘U
I
I
FIGURE 4 - Variations de longueur (voir tableau 4)
3.3 La longueur nominale et la longueur mesurée d‘une 4 DIMENSIONS GÉNÉRALES, MATÉRIAU ET
MARQUAGE
cale-étalon se rapportent à la température de référence de
2OoC et à la pression atmosphérique normale de
101,325 kPa (1 013.25 mbar).
4.1 Dimensions générales
Le tableau 1 donne les dimensions et les tolérances de la
NOTE - La variation de longueur de la cale-étalon due aux varia-
section.
tions de la pression atmosphérique normale dans des conditions
d’atmosphère normales est négligeable.
TABLEAU 1
Valeurs en millimètres
3.4 Les longueurs des cales-étalons jusqu‘à 100 mm se
Longueur nominale, I
rapportent à la position verticale, les faces de mesure étant
Section
au-dessus jusqu‘à Longueur Largeur
donc horizontales.
de I inclus
Les longueurs supérieures à 100mm se rapportent à la
position horizontale, la cale reposant sous son propre poids,
par une de ses plus petites faces latérales sur deux supports
appropriés situés à une distance des extrémités égale à
0,211 fois la longueur nominale,
3
---------------------- Page: 6 ----------------------
IS0 3650-1978 (FI
TABLEAU 2
Pour les cales-étalons plus longues, les trous permettant
d'assembler plusieurs cales ou de recevoir le joint doivent
Valeurs en micromètres (pm)
avoir les dimensions et la position indiquées à la figure 5.
I 1
'lasses de
Variation maximale de longueur admise par an
NOTE - Les cales-étalons de longueur nominale inférieure à 1 mm
orécision I I
peuvent avoir une section autre que 30 mm X 9 mm.
* (0,02 + 0,000 5 1)
O0 O I
1
k (0,05 + 0,001 I)
2
I = longueur nominale en millimètres
4.3 Marquage
Chaque cale-étalon doit porter, inscrits de façon lisible et
indélébile, sa dimension nominale en chiffres d'au moins
1,5 mm de hauteur, et le nom ou la marque du fabricant.
Les cales-étalons de longueur nominale inférieure à 6 mm
peuvent être marquées sur l'une des faces de mesure, mais
une surface de 9 mm x 12 mm doit être laissée libre au
centre de cette face.
Les cales de classe 00, O et ((pour étalonnage)) doivent être
marquées d'un numéro de série.
FIGURE 5 - Position du trou d'assemblage II est souhaitable, en outre, d'identifier les cales-étalons des
autres classes de précision.
Les cales-étalons de longueur nominale supérieureà 100 mm
doivent porter, à (0,211 x 1) mm des faces de mesure, des
2 Matériau
repères indiquant la position des supports prévus (voir 3.4).
4.2.1 Les cales-étalons doivent être exécutées en un
matériau résistant à l'usure, capable d'être usiné pour
5 PRÉCISION
donner un fini fin permettant d'assurer les propriétés
d'adhérence et étant, par nature ou traitement convenable,
5.1 Généralités
stable en longueur.
Chaque cale-étalon doit répondre aux exigences de préci-
4.2.2 Le coefficient de dilatation thermique des cales-
sion de la classe à laquelle elle appartient (voir ci-après).
étalons en acier, à une température comprise entre 10 et
Les exigences de précision se rapportent à toute la surface
30 OC, doit être de (1 1,5 k 1,O) x IOd6 par degré Celsius.
des faces de mesure, à l'exception d'une bordure de largeur
Pour d'autres matériaux, le fabricant doit indiquer le
maximale égale à 0,8 mm, mesurée à partir des faces laté-
coefficient de dilatation et ses limites.
rales.
Dans la bordure ainsi exclue, la surface ne doit pas dépasser
4.2.3 La dureté superficielle des faces de mesure des cales
le plan de la face de mesure.
en acier ne doit pas être inférieure à 800 HV.
Les caractéristiques spécifiées ci-après se réfèrent dans tous
4.2.4 Lorsque les cales-étalons ne sont pas en acier, les
les cas aux définitions du chapitre 2, aux données de base
propriétés physiques des matériaux utilisés (coefficient de
pour la mesure du chapitre 3 et aux conditionsde l'annexe B.
dilatation, module d'élasticité, etc.) doivent être indiquées
par le fabricant et prises en considération.
NOTE - Outre les quatre classes de précision pour lesquelles des
écarts et tolérances figurent aux tableaux 3 et 4, on admet également
une classe dite ((pour étalonnage)). Les cales de cette classe ne sont
4.2.5 La stabilité dimensionnelle du matériau doit être
où la longueur
prévues que pour l'étalonnage d'autres cales-étalons,
vérifiée par des essais sur échantillon durant un certain
réelle de la cale est prise en compte dans les calculs. Pour cette
temps au cours duquel la température des échantillons est
raison, il est donc moins important que cette longueur soit aussi
maintenue entre 10 et 30 OC, en évitant l'influence d'autres
voisine que possible de la longueur nominale que de connaître cette
longueur avec précision. Les cales de classe ((pour étalonnage#
facteurs tels que vibrations, chocs et champs magnétiques.
doivent donc être de haute qualité du point de vue de la forme
géométrique, mais on peut admettre d'assez grands écarts par
les variations de longueur maximales
Le tableau 2 donne
rapport à la longueur nominale; ces cales doivent d'autre part
à une période suffisamment longue pour
admises rapportées
respecter les valeurs de la classe O0 pour la tolérance de planéité
permettre de déceler toute modification de longueur autre
et la variation de longueur et les valeurs
...
Questions, Comments and Discussion
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