ISO 26303:2022
(Main)Machine tools — Short-term capability evaluation of machining processes on metal-cutting machine tools
Machine tools — Short-term capability evaluation of machining processes on metal-cutting machine tools
This document specifies procedures for acceptance of metal-cutting machine tools based on the tests of their capability in machining a specified workpiece (i.e. indirect testing). It gives recommendations for test conditions, applicable measurement systems and the requirements for machine tools. This document is consistent with ISO 22514 (all parts) describing statistical methods for process management and deals with the specific application of those methods to machine tools and machining of a sample batch of test pieces. This document covers neither functional tests, which are generally carried out before testing the accuracy performance, nor the testing of the safety conditions of the machine tool. Annex A gives additional information related to statistical evaluation, Annexes B and C provide agreement and evaluations forms for short-term capability tests, while Annex D gives an example. NOTE 1 Direct testing aims to investigate individual machine tool properties, such as geometric or positioning accuracy. Short-term capability evaluation is meant to prove that a machine tool has the capability to fulfil a specific process task. It is, therefore, important to recognize that the short-term capability test is focused only on the manufactured product. This means that direct testing methods are more suited for the determination of error sources on the machine tool and for deriving constructive improvements of a machine tool that is used in a wide production spectrum; a short-term capability test is less suited for detection of error sources of the machine tool. Therefore, it is expected that short-term capability evaluation for the acceptance of metal-cutting machine tools in machining processes be primarily carried out on workpiece-dependent special-purpose machines, e.g. working stations of transfer lines, with a process-determined cycle time of less than 10 min, so that at least 50 workpieces are manufactured in one shift as the statistical uncertainty increases strongly for a smaller number. In principle, short-term capability evaluation can also be performed on universal machine tools, such as machining centres used for large batch production if they meet the above-mentioned statistical requirements. NOTE 2 The term “short-term capability”, which is a widely used term in machine tool industry, corresponds to the term “process performance index” specified in ISO 3534-2:2006 for normal distribution.
Machines-outils — Évaluation de la capacité des procédés d'usinage des machines-outils travaillant par enlèvement de métal
Le présent document spécifie les procédures de réception des machines-outils travaillant par enlèvement de métal reposant sur l’essai de leur aptitude à usiner une pièce spécifiée (c’est-à-dire essai indirect). Il formule des recommandations pour les conditions d’essai/les systèmes de mesure applicables et les prescriptions requises pour les machines-outils. Le présent document est en cohérence avec l'ISO 22514 (toutes les parties) qui décrit les méthodes statistiques dans la gestion de processus; il traite de l’application spécifique de ces méthodes aux machines-outils et à l’usinage d’un lot d’éprouvettes. Le présent document ne couvre ni les essais fonctionnels qui sont généralement réalisés avant le contrôle des performances d'exactitude, ni l’essai des conditions de sécurité de la machine-outil. L’Annexe A apporte des informations complémentaires sur l’analyse statistique, les Annexes B et C fournissent des formulaires d’accord et d’évaluation pour les essais d’aptitude à court terme, tandis que l’Annexe D fournit un exemple. NOTE 1 L’essai direct vise à analyser les différentes propriétés de la machine-outil, notamment en termes d'exactitude géométrique et de positionnement. L’étude d’aptitude à court terme vise à démontrer qu’une machine‑outil est capable d’exécuter une tâche spécifique au sein d’un processus. Il est donc important d’avoir conscience que l’essai d’aptitude à court terme se concentre uniquement sur le produit manufacturé. Cela signifie que les méthodes d’essai direct conviennent davantage à l’identification des sources d’erreurs sur la machine‑outil et permettent de déduire des améliorations de conception d’une machine-outil utilisée sur un large spectre de production; l’essai d’aptitude à court terme est moins bien adapté à l’identification des sources d’erreurs sur la machine-outil. Il est donc prévu de réaliser l’étude d’aptitude à court terme pour la réception des machines‑outils travaillant par enlèvement de métal dans les processus d’usinage en premier lieu sur des machines dédiées spécifiquement à un type de pièce unique, par exemple les stations de travail des lignes de transfert, avec une durée de cycle déterminée par le processus qui soit inférieure à 10 minutes, de sorte qu’au moins 50 pièces sont manufacturées par rotation, car l’incertitude statistique augmente fortement quand le nombre de pièces produites diminue. En principe, l’étude d’aptitude à court terme peut également être réalisée sur des machines‑outils universelles, par exemple les centres d’usinage utilisé pour la production en grande série, si ces machines répondent aux critères statistiques décrits ci-dessus. NOTE 2 L’expression «aptitude à court terme», utilisée dans l’industrie de la machine-outil, correspond à l’expression «indice de performance du processus» définie dans l'ISO 3534‑2:2006 pour une distribution normale.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 26303
Second edition
2022-03
Machine tools — Short-term capability
evaluation of machining processes on
metal-cutting machine tools
Machines-outils — Évaluation de la capacité des procédés d'usinage
des machines-outils travaillant par enlèvement de métal
Reference number
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Published in Switzerland
ii
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ISO 26303:2022(E)
Contents
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 4
4.1 Uppercase letters . 4
4.2 Lowercase letters. 5
4.3 Greek letters . 5
5 Preliminary remarks . 6
6 Procedure for short-term capability evaluation . 7
6.1 General . 7
6.2 Agreements . 8
6.3 Warm-up procedure . 10
6.4 Adjustment . 10
6.5 Production . 11
6.6 Measurement . 11
6.7 Computation and analysis . 12
6.7.1 General . 12
6.7.2 Trend correction . 14
6.7.3 Outlier management . 15
6.7.4 Stability of the process . 15
6.7.5 Calculation of indices . 16
7 Factors influencing short-term capability evaluation . 17
7.1 General . 17
7.2 Thermal influences . 18
7.3 Influences due to measuring uncertainty . 19
7.4 Influences arising from statistical analysis . 19
7.4.1 Confidence level and sample size . 19
7.4.2 Type of distribution . 19
Annex A (informative) Additional information related to statistical evaluations . 21
Annex B (informative) Agreement forms . 29
Annex C (informative) Evaluation forms . 33
Annex D (informative) Examples of capability agreements and analysis . 37
Bibliography . 45
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ISO 26303:2022(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 of the voluntary nature of standards, 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
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2, Test
conditions for metal cutting machine tools.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 26303:2012), which has been technically
revised. The main changes compared with the previous edition are as follows:
— additional explanations have been added in 6.6 "Measurement" and for Formula (23);
— the indices of variables in Formulae (3) and (18) have been corrected;
— agreement forms 2 to 4 of Annex B, analysis form 2 of Annex C, agreement forms 3 and 4 of Annex D
and analysis forms 1 and 2 of Annex D have been corrected;
— the references in Figure 2 have been revised;
— Figure A.1 has been improved;
— the status of Annexes B and C has been changed to informative;
— the formulae in analysis form 4 of Annex C and in analysis form 4 of Annex D have been corrected;
— the Bibliography has been updated.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO 26303:2022(E)
Introduction
The evaluation of the short-term capability of the machining process is a different approach in machine
tool assessment compared with machine tool performance testing methods, which are covered by a
number of International Standards, e.g. ISO 230 (all parts) and other machine tool type specific standards.
The main differences are machining a sample batch of test pieces and definition of the relevant
influencing factors as well as the statistical conditioning and analysis of the workpiece quality related
data obtained during such tests.
This document is the result of a project guided closely by an international working group, and
summarized in order to make the information available to as many interested parties as possible.
Especially for large batch production, short-term process capability estimates, as well as capacity
measures, are very often applied in addition to testing of machine tool performances. In fact, machine
tool users increasingly employ statistical process control (SPC) techniques in their activities and
frequently ask the machine suppliers/manufacturers to become system suppliers as well, giving them
responsibilities for the machining process too.
Statistical methods in process management are covered by ISO 22514 (all parts).
For the purposes of machine tool acceptance based on the test of its capability in machining a specified
workpiece, both requirements and methods stated by individual users differ widely, due to the absence
of a recognized International Standard. Long-winded discussions and adaptation processes during the
acceptance tests are, therefore, often necessary, delaying delivery to the customer and causing great time-
and cost-related expenditure. This document provides a unified procedure for the acceptance test of a
machine tool based on its short-term process capability. It introduces:
— the short-term capability of a given process, which employs the machine tool under test, the
machining process, tooling and clamping applied, as well as the workpiece properties;
— the estimate of relevant machine capability indexes.
This document adapts to and conforms to the specifications established in ISO 22514 (all parts).
However, the term “process performance index” specified in ISO 3534-2:2006 and used in
ISO 22514-3:2020 corresponds for normal distribution to the term “short-term capability” in this
document. The term “short-term capability” has been widely used in the machine tool industry for many
years; therefore, ISO/TC 39/SC 2 decided to maintain this term.
Combined with the statistical evaluation, many influencing factors significantly restrict the fraction of
tolerance interval covered by machine tool variations. As a consequence, the machine capability indices
are specified in conjunction with the test conditions and the required tolerance limits.
© ISO 2022 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 26303:2022(E)
Machine tools — Short-term capability evaluation of machining
processes on metal-cutting machine tools
1 Scope
This document specifies procedures for acceptance of metal-cutting machine tools based on the tests of
their capability in machining a specified workpiece (i.e. indirect testing). It gives recommendations for
test conditions, applicable measurement systems and the requirements for machine tools.
This document is consistent with ISO 22514 (all parts) describing statistical methods for process
management and deals with the specific application of those methods to machine tools and machining of
a sample batch of test pieces. This document covers neither functional tests, which are generally carried
out before testing the accuracy performance, nor the testing of the safety conditions of the machine tool.
Annex A gives additional information related to statistical evaluation, Annexes B and C provide
agreement and evaluations forms for short-term capability tests, while Annex D gives an example.
NOTE 1 Direct testing aims to investigate individual machine tool properties, such as geometric or positioning
accuracy. Short-term capability evaluation is meant to prove that a machine tool has the capability to fulfil a specific
process task. It is, therefore, important to recognize that the short-term capability test is focused only on the
manufactured product. This means that direct testing methods are more suited for the determination of error
sources on the machine tool and for deriving constructive improvements of a machine tool that is used in a wide
production spectrum; a short-term capability test is less suited for detection of error sources of the machine tool.
Therefore, it is expected that short-term capability evaluation for the acceptance of metal-cutting machine tools in
machining processes be primarily carried out on workpiece-dependent special-purpose machines, e.g. working
stations of transfer lines, with a process-determined cycle time of less than 10 min, so that at least 50 workpieces
are manufactured in one shift as the statistical uncertainty increases strongly for a smaller number. In principle,
short-term capability evaluation can also be performed on universal machine tools, such as machining centres used
for large batch production if they meet the above-mentioned statistical requirements.
NOTE 2 The term “short-term capability”, which is a widely used term in machine tool industry, corresponds to
the term “process performance index” specified in ISO 3534-2:2006 for normal distribution.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4288, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Rules and
procedures for the assessment of surface texture
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
© ISO 2022 – All rights reserved 1
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ISO 26303:2022(E)
3.1
short-term capability
ability of a manufacturing unit to produce a given part within specified tolerances at a specified
confidence level, a concept mainly applied to batch production
Note 1 to entry: A manufacturing unit may be a single machine tool, one spindle of a multi-spindle machine tool, one
station of a transfer line, etc.
Note 2 to entry: In this document, short-term capability indices, C and C , are estimated under the assumption of
s sk
normal distribution of the characteristic value considered. If this assumption is not fulfilled, short-term range values,
R , (3.4) and critical short-term range value, R , (3.5) are evaluated instead of capability indices.
V,s V,sk
Note 3 to entry: This document adapts to and conforms to the specifications established in ISO 22514 (all parts).
However, the term “process performance index” specified in ISO 3534-2:2006 and used in ISO 22514-3 corresponds
for normal distribution to the term “short-term capability” in this document. The term “short-term capability” is
widely used in the machine tool industry; therefore, ISO/TC 39/SC 2 decided to maintain this term.
3.2
short-term capability index
C
s
ratio of the specified tolerance itself to the standard deviation of the measured values quantifying the
scatter
Note 1 to entry: See Formula (14).
Note 2 to entry: Measured values are also known as characteristic values.
3.3
critical short-term capability index
C
sk
ratio of the specified tolerance itself to the standard deviation of the measured values quantifying the
scatter under consideration of the location of the mean value
Note 1 to entry: If the mean value of the measured values is in the centre of the tolerance zone, this is called a centred
distribution; if the mean value is not in the centre of the tolerance zone, this is called a shifted distribution. For the
relationship between centred and shifted distributions, see A.1.
Note 2 to entry: Measured values are also known as characteristic values.
3.4
short-term range value
R ,
V s
ratio of the range of the measured values to the specified tolerance itself
3.5
critical short-term range value
R
V,sk
ratio of the range of the measured values to the specified tolerance itself under consideration of the
location of the mean value
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ISO 26303:2022(E)
3.6
control chart
chart on which some statistical measure of a series of samples is plotted in a particular order to steer the
process with respect to that measure and to control and reduce variation
Note 1 to entry: The particular order is usually based on time or sample number order.
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.3.1, modified — Note 2 to entry has been deleted.]
3.7
control chart for individuals
individuals control chart
variables control chart (3.6) for evaluating the process level in terms of the individual observations in the
sample
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.3.15, modified — The preferred term has been added and the notes to
entry have been deleted.]
3.8
control limit
line on a control chart (3.6) used for judging the stability of a process
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.4.2, modified — The notes to entry have been deleted.]
3.9
lower specification limit
LSL
L
SL
specification limit that defines the lowest value a quality characteristic might have and still be considered
conforming
[SOURCE: ISO 22514-1:2014, 3.1.13, modified — The symbol has been changed from L and Note 1 to
entry has been deleted.]
3.10
upper specification limit
USL
U
SL
specification limit that defines the highest value a quality characteristic can have and still be considered
conforming
[SOURCE: ISO 22514-1:2014, 3.1.12, modified — The symbol has been changed from U and Note 1 to
entry has been deleted.]
3.11
upper control limit
UCL
UCL
control limit (3.9) that defines the upper control boundary
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.4.8]
© ISO 2022 – All rights reserved 3
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ISO 26303:2022(E)
3.12
lower control limit
LCL
L
CL
control limit (3.9) that defines the lower control boundary
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.4.9]
4 Symbols
4.1 Uppercase letters
C capability index
C critical capability index
k
C short-term capability index (corresponds to process performance index P in
s P
ISO 3534-2:2006 for normal distribution);
C nominal short-term capability index
s,nom
C critical short-term capability index
sk
C nominal critical short-term capability index
sk,nom
C actual capability index
act
th
Ki i class (histogram)
U uncertainty (of measurement or capability index)
U upper control limit for the standard deviation s
i
CL,s
i
U
x
upper control limit for the average values
CL,
xj
j
U upper specification limit
SL
R range
R short-term range value
V,s
R nominal short-term range value
V,s,nom
R short-term critical range value
V,sk
R nominal short-term critical range value
V,sk,nom
T tolerance
T minimum usable tolerance for capability evaluation
min
L
CL,sj lower control limit for the standard deviation sj
L
x
lower control limit for the average values
CL,xj
j
L lower specification limit
SL
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ISO 26303:2022(E)
4.2 Lowercase letters
e shift of the average value
f feed in mm/min or in mm/rev
i running index for measurements
j running index for groups of measurements
k running index for measurements within one group
m number of groups of parts for control charts
n sample size (number of evaluated parts)
n number of manufactured parts
mp
n number of classes (histogram)
K
n minimum value of necessary parts
min
r resolution of the measuring device
s estimator of the standard deviation
s average standard deviation of the samples (groups)
s actual standard deviation of process
act
s standard deviation of the measurement (gauging) system
g
th
s standard deviation of the j sample (group)
j
t time
t manufacturing time
m
t total manufacturing time
tot
x
mean value of population (of 50 measurements)
x '
mean value of population with shifted distribution
x
mean value of group means x
j
th
x i measurement value
i
th
x i measurement value (trend corrected)
i,T
th
xu,k upper class limit of the k class (histogram)
th
mean of the j sample (group)
x
j
x maximum value
max
x minimum value
min
4.3 Greek letters
δ X total trend (in relation to all values)
tot,T
total trend per workpiece
δ X
tot,w
trend due to thermal distortion
δ X
td
© ISO 2022 – All rights reserved 5
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ISO 26303:2022(E)
trend due to thermal distortion per workpiece
δ X
td,w
permissible trend due to thermal distortion per workpiece in X-direction
δ X
td,perm
trend due to tool wear
δ X
a
expected trend due to tool wear
δ X
a,exp
distance between the maximum value and the upper tolerance limit
∆d
u
distance between the minimum value and the lower tolerance limit
∆d
l
critical distance between the extreme values and the tolerance limits
∆d
c
class width (histogram)
∆X
k
border line of class (histogram)
∆X
K,k
critical distance of the average value to the tolerance limits
∆X
c
distance between the average value and the upper tolerance limit
∆X
u
distance between the average value and the lower tolerance limit
∆X
l
Δx(t) thermal displacement as a function of time t
Δxmax maximum displacement
ambient temperature gradient
∆υ
amb
maximum ambient temperature gradient
∆υ
amb,max
ϑ temperature
ambient temperature at beginning of test
ϑ
amb,0
maximum temperature
ϑ
max
minimum temperature
ϑ
min
δY permissible trend due to thermal distortion per workpiece in Y-direction
td,perm
δZ permissible trend due to thermal distortion per workpiece in Z-direction
td,perm
ˆ estimation of the standard deviation of the population
σ
τ
thermal time constant
Ψ shift ratio for shifted distribution
5 Preliminary remarks
Short-term capability evaluation belongs to the class of indirect testing methods and, hence, is a different
approach to machine tool acceptance testing in comparison to the direct testing defined in several series
of International Standards, e.g. ISO 230 (all parts).
The measured feature shall be machined on one machining unit only. If the same feature is machined on
different, but similar, machining units, the statistical analysis shall be carried out separately for each
machining unit.
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ISO 26303:2022(E)
6 Procedure for short-term capability evaluation
6.1 General
The basic procedure during a short-term capability evaluation is shown in Figure 1. Acceptance according
to a short-term capability evaluation is only recommended for machine tools used in large batch
production with a process cycle time of less than 10 min. In addition, the adequate short-term capability
(see 6.6) of the measuring process is a necessary requirement for measuring the workpieces.
NOTE In some cases, preparatory studies are performed in order to demonstrate that the operator can
successfully interact with the machining process and that the subsequent process capability study will be successful
(see ASME B89.7.3.1).
Before initiating the test and evaluation process, the supplier/manufacturer and the user shall reach
necessary agreements concerning the test plan, including the workpiece features to be measured and
analysed, the procedure, the test conditions and the characteristic values. Hereinafter, all agreements
which are referred to are between the supplier/manufacturer and the user. The evaluations process is
started by warming-up the machine tool. The subsequent adjustment is for the setting of the
manufacturing process to the required tolerances (e.g. the middle of the tolerance zone in the case of
characteristic with two-sided tolerances or zero for a zero-limited characteristic). The 50 workpieces are
then manufactured in series and measured with a suitable measuring device. The measurements attained
are then statistically evaluated in the final step.
If the short-term capability indices or the short-term range values and, if applicable, thermal distortion
are beyond specified tolerances, the reasons shall be investigated. These can be, for example, faults which
can be recognized as outlier values in the outlier management (see 6.7.3). If improvements are possible,
these shall be carried out and the tests shall be repeated in part or whole.
NOTE This is recommended only for large batch production machine tools with cycle time <10 min.
Figure 1 — Basic procedure for short-term capability evaluation
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ISO 26303:2022(E)
6.2 Agreements
Before the actual acceptance test is carried out, agreements between the manufacturer/supplier and the
user are necessary in order to ensure that:
a) the machine tool and the applied machining process are evaluated with as few interfering influences
as possible;
b) requirements, which cannot be fulfilled due to the various influencing factors and the narrowing of
the tolerance caused by the statistical analysis, are not set;
c) contractual agreements between the manufacturer/supplier and the user can be formulated,
defining the scope, procedure and evaluation factors for the acceptance;
d) tolerances that are subject to a short-term capability evaluation are identified considering the
associated costs.
The relevant agreements are listed in the forms provided in Annex B; Annex D provides an example. The
test conditions under which the machine tool is evaluated shall be negotiated between the
manufacturer/supplier and the user. These include, among others, the ambient temperature and its
allowable variation during the test period. The limits depend on the manufacturing task, as does the
location where the machine tool is installed in the machine shop or in an air-conditioned room. The
following limits shall be used as default values for normal manufacturing tasks: ambient temperature, i.e.
temperature change within ±3 °C during time of test; temperature gradient, i.e. within a maximum of
+2 °C/h or −2 °C/h.
Since the aim of the acceptance test is to prove the short-term capability and not the long-term capability,
which is influenced by additional factors, a defined and uniform quality of the oversized blanks shall be
ensured. The composition and characteristics of the material shall not be influenced by a change of batch.
An oversize tolerance shall be agreed upon by the manufacturer/supplier and the user in order to limit
the differences in static deformation due to back forces (component of the total cutting force
perpendicular to the working plane) for varying oversizes.
Machining of blanks can have a direct influence (e.g. differences in machined dimension) and an indirect
influence (e.g. differences in flatness of machined clamping faces) on the scattering of the measured
features resulting from the process. Therefore, tolerances for machining of blanks shall be compatible
with the required process short-term capability. In addition, it can be necessary to further limit the
tolerances of the blanks depending on the machining process and sequence.
Fifty workpieces shall be manufactured in series. The total manufacturing time shall not exceed 8 h,
resulting in a permissible manufacturing time of 10 min per workpiece. In special circumstances of longer
manufacturing times per workpiece, a lower number of workpieces may be agreed upon by the
manufacturer/supplier
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 26303
Deuxième édition
2022-03
Machines-outils — Évaluation de
la capacité des procédés d'usinage
des machines-outils travaillant par
enlèvement de métal
Machine tools — Short-term capability evaluation of machining
processes on metal-cutting machine tools
Numéro de référence
ISO 26303:2022(F)
© ISO 2022
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ii
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ISO 26303:2022(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 4
4.1 Lettres majuscules . 4
4.2 Lettres minuscules . 4
4.3 Lettres grecques . 5
5 Remarques préliminaires .6
6 Procédure d’étude de l’aptitude à court terme . 6
6.1 Généralités . 6
6.2 Accords . 7
6.3 Procédure de mise en température . 10
6.4 Réglage. 10
6.5 Production . 11
6.6 Mesurage . 11
6.7 Calcul et analyse . .12
6.7.1 Généralités .12
6.7.2 Correction de tendance . 13
6.7.3 Gestion des aberrations . 14
6.7.4 Stabilité du processus .15
6.7.5 Calcul des indices . 16
7 Facteurs influençant l’étude d’aptitude à court terme .17
7.1 Généralités . 17
7.2 Influences thermiques . 18
7.3 Influences imputables à l’incertitude de mesure . 19
7.4 Influences résultant de l’analyse statistique . 19
7.4.1 Seuil de confiance et taille de l’échantillon . 19
7.4.2 Type de distribution .20
Annexe A (informative) Informations complémentaires relatives aux études statistiques .21
Annexe B (informative) Formulaires d’accord .30
Annexe C (informative) Formulaires d’évaluation.34
Annexe D (informative) Exemples d’accords et d’analyses relatifs à l’aptitude .39
Bibliographie .48
iii
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ISO 26303:2022(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO, participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 39, Machines-outils, sous-comité SC 2,
Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 26303:2012), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont:
— des explications supplémentaires au 6.6 «Mesurage», et pour la Formule (23) ont été ajoutées;
— les indices des variables dans les Formules (3) et (18) ont été corrigés;
— les formulaires d'accord 2 à 4 de l'Annexe B, le formulaire d'analyse 2 de l'Annexe C, les formulaires
d'accord 3 et 4 de l'Annexe D, les formulaires d'analyse 1 et 2 de l'Annexe D ont été corrigés;
— les références à la Figure 2 ont été révisées;
— la Figure A.1 a été améliorée;
— les Annexes B et C sont devenues des annexes informatives;
— les formules dans le formulaire d'analyse 4 de l'Annexe C et dans le formulaire d'analyse 4 de
l'Annexe D ont été corrigées;
— la Bibliographie a été mise à jour.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
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ISO 26303:2022(F)
Introduction
L’étude de l’aptitude à court terme du processus d’usinage des machines-outils implique d’adopter
une approche différente des méthodes d’essai des performances des machines-outils, abordées dans
plusieurs Normes internationales, par exemple, ISO 230 (toutes les parties) et dans d’autres normes
spécifiques à un type de machine-outil. Les principales différences portent sur l’usinage d’un lot
échantillon d’éprouvettes et la définition des paramètres influents et pertinents, mais également sur
le traitement statistique et l’analyse des données concernant la qualité de la pièce qui sont obtenues à
l’occasion de ces essais.
Le présent document est le résultat d’un projet piloté avec précision par un groupe de travail
international, synthétisé pour rendre les informations accessibles au plus grand nombre de parties
intéressées.
Pour la production en grande série en particulier, on utilise très souvent des estimations de l’aptitude
à court terme du processus et des mesures de capacité en complément de l’essai des performances
des machines-outils. Concrètement, les utilisateurs de machines-outils emploient de plus en plus les
techniques de maîtrise statistique du processus (MSP) dans leurs activités et demandent souvent aux
fournisseurs/fabricants des machines de se positionner également comme fournisseurs de système, en
leur donnant également la responsabilité du processus d’usinage.
Les méthodes statistiques dans la gestion de processus sont couvertes par l'ISO 22514 (toutes les
parties).
L’absence de Norme internationale reconnue explique la variété des conditions requises et des méthodes
présentées par chaque utilisateur pour réaliser la réception d’une machine-outil reposant sur l’essai de
son aptitude à usiner une pièce spécifique. Par conséquent, les essais de réception impliquent souvent
un long processus préalable de discussion et d’adaptation, ce qui prend du temps, augmente les coûts et
occasionne des retards de livraison au client. Le présent document apporte une procédure unifiée pour
réaliser les essais de réception d’une machine-outil reposant sur l’examen de son aptitude processus à
court terme. Il présente:
— l’aptitude à court terme d’un processus donné, qui utilise la machine-outil mise à l’essai, le processus
d’usinage, l’outillage et les dispositifs de maintien, ainsi que les caractéristiques de la pièce;
— propose des indices d’aptitude pertinents pour la machine.
Le présent document s’adapte et est conforme aux spécifications établies par l'ISO 22514 (toutes les
parties). Cependant, dans le présent document, l'expression «aptitude à court terme» correspond
à la «l'indice de performance du processus» spécifié dans l'ISO 3534-2:2006 et utilisé dans
l'ISO 22514-3:2020. L'utilisation de l’expression «aptitude à court terme» s’est généralisée dans
l’industrie de la machine-outil depuis plusieurs années; le sous-comité ISO/TC 39/SC 2 a donc décidé de
conserver ce terme.
Associés à l’analyse statistique, plusieurs paramètres influents limitent de façon significative l’intervalle
de tolérance couvert par les variations de la machine-outil. Par conséquent, les indices d’aptitude
machine sont spécifiés en lien avec les conditions de réception et les limites de tolérance prescrites.
v
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NORME INTERNATIONALE ISO 26303:2022(F)
Machines-outils — Évaluation de la capacité des procédés
d'usinage des machines-outils travaillant par enlèvement
de métal
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les procédures de réception des machines-outils travaillant par
enlèvement de métal reposant sur l’essai de leur aptitude à usiner une pièce spécifiée (c’est-à-dire
essai indirect). Il formule des recommandations pour les conditions d’essai/les systèmes de mesure
applicables et les prescriptions requises pour les machines-outils.
Le présent document est en cohérence avec l'ISO 22514 (toutes les parties) qui décrit les méthodes
statistiques dans la gestion de processus; il traite de l’application spécifique de ces méthodes aux
machines-outils et à l’usinage d’un lot d’éprouvettes. Le présent document ne couvre ni les essais
fonctionnels qui sont généralement réalisés avant le contrôle des performances d'exactitude, ni l’essai
des conditions de sécurité de la machine-outil.
L’Annexe A apporte des informations complémentaires sur l’analyse statistique, les Annexes B et C
fournissent des formulaires d’accord et d’évaluation pour les essais d’aptitude à court terme, tandis que
l’Annexe D fournit un exemple.
NOTE 1 L’essai direct vise à analyser les différentes propriétés de la machine-outil, notamment en termes
d'exactitude géométrique et de positionnement. L’étude d’aptitude à court terme vise à démontrer qu’une
machine-outil est capable d’exécuter une tâche spécifique au sein d’un processus. Il est donc important d’avoir
conscience que l’essai d’aptitude à court terme se concentre uniquement sur le produit manufacturé. Cela
signifie que les méthodes d’essai direct conviennent davantage à l’identification des sources d’erreurs sur la
machine-outil et permettent de déduire des améliorations de conception d’une machine-outil utilisée sur un
large spectre de production; l’essai d’aptitude à court terme est moins bien adapté à l’identification des sources
d’erreurs sur la machine-outil. Il est donc prévu de réaliser l’étude d’aptitude à court terme pour la réception
des machines-outils travaillant par enlèvement de métal dans les processus d’usinage en premier lieu sur des
machines dédiées spécifiquement à un type de pièce unique, par exemple les stations de travail des lignes de
transfert, avec une durée de cycle déterminée par le processus qui soit inférieure à 10 minutes, de sorte qu’au
moins 50 pièces sont manufacturées par rotation, car l’incertitude statistique augmente fortement quand le
nombre de pièces produites diminue. En principe, l’étude d’aptitude à court terme peut également être réalisée
sur des machines-outils universelles, par exemple les centres d’usinage utilisé pour la production en grande
série, si ces machines répondent aux critères statistiques décrits ci-dessus.
NOTE 2 L’expression «aptitude à court terme», utilisée dans l’industrie de la machine-outil, correspond à
l’expression «indice de performance du processus» définie dans l'ISO 3534-2:2006 pour une distribution normale.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 4288, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Règles et
procédures pour l’évaluation de l’état de surface
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
1
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ISO 26303:2022(F)
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
aptitude à court terme
aptitude d’une unité de fabrication à produire une pièce donnée en respectant les tolérances spécifiées
avec un seuil de confiance donné. Ce concept s’applique principalement à la production en série
Note 1 à l'article: Une unité de fabrication peut être une machine-outil, une broche d’une machine-outil
multibroche, une station d’une ligne de transfert, etc.
Note 2 à l'article: Dans le présent document, les indices d’aptitude à court terme C et C , sont estimés sur
s sk
l’hypothèse d’une distribution normale de la valeur caractéristique considérée. Si cette hypothèse n’est pas
satisfaite, les valeurs d’étendue à court terme, R , (3.4) et les valeurs d’étendue critique à court terme, R (3.5)
V s V,sk
sont évaluées à la place des indices d’aptitude.
Note 3 à l'article: Le présent document s’adapte et est conforme aux spécifications établies par l'ISO 22514 (toutes
les parties). Cependant, dans le présent document, l'expression «aptitude à court terme» correspond à «l'indice
de performance du processus» spécifié dans l'ISO 3534-2:2006 et utilisée dans l'ISO 22514-3 pour la distribution
normale. L’utilisation de l’expression «aptitude à court terme» s’est généralisée dans l’industrie de la machine-
outil; le sous-comité ISO/TC 39/SC 2 a donc décidé de conserver ce terme.
3.2
indice d’aptitude à court terme
C
s
rapport de la tolérance spécifiée par rapport à l’écart-type des valeurs mesurées quantifiant la
dispersion
Note 1 à l'article: Voir la Formule (14).
Note 2 à l'article: Les valeurs mesurées sont également appelées valeurs caractéristiques.
3.3
indice d’aptitude critique à court terme
C
sk
rapport de la tolérance spécifiée par rapport à l’écart-type des valeurs mesurées quantifiant la
dispersion, en tenant compte du positionnement de la valeur moyenne
Note 1 à l'article: Si la valeur moyenne des valeurs mesurées est au centre de la zone de tolérance, la distribution
est dite centrée; si la valeur moyenne n’est pas au centre de la zone de tolérance, la distribution est dite décentrée.
Pour la relation entre distribution centrée et distribution décentrée, voir A.1.
Note 2 à l'article: Les valeurs mesurées sont également appelées valeurs caractéristiques.
3.4
valeur d’étendue à court terme
R ,
V s
rapport d’étendue des valeurs mesurées par rapport à la tolérance spécifiée
3.5
valeur d’étendue critique à court terme
R
V,sk
rapport de l'amplitude des valeurs mesurées par rapport à la tolérance spécifiée, en tenant compte de
la position de la valeur moyenne
2
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ISO 26303:2022(F)
3.6
carte de contrôle
graphique sur lequel sont reportées les valeurs d’une mesure statistique faite sur une série
d’échantillons dans un ordre particulier pour orienter le processus par rapport à cette mesure et pour
vérifier et réduire la variation
Note 1 à l'article: L'ordre particulier est généralement fondé sur l'ordre chronologique ou le numéro d'échantillon.
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.3.1, modifiée — La Note 2 à l’article a été supprimée.]
3.7
carte de contrôle d'observations individuelles
carte de contrôle individuel
carte de contrôle (3.6) par mesures pour évaluer le niveau du processus en se basant sur les observations
individuelles faites sur l’échantillon
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.3.15, modifiée — Le terme préféré a été ajoutée et les notes à l'article ont
été supprimées.]
3.8
limite de contrôle
valeur d’une carte de contrôle (3.6) utilisée pour déterminer la stabilité d’un processus
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.4.2, modifiée — Les notes à l'article ont été supprimées.]
3.9
limite de spécification inférieure
LSL
L
SL
limite de spécification qui définit la valeur limite la moins élevée pouvant être attribuée à une
caractéristique qualité et pouvant par ailleurs être considérée conforme
[SOURCE: ISO 22514-1:2014, 3.1.13, modifiée — Le symbole L a été modifié et la Note 1 à l'article a été
supprimée.]
3.10
limite de spécification supérieure
USL
U
SL
limite de spécification qui définit la valeur limite la plus élevée pouvant être attribuée à une
caractéristique qualité et pouvant par ailleurs être considérée conforme
[SOURCE: ISO 22514-1:2014, 3.1.12, modifiée – Le symbole U a été modifié et la Note 1 à l'article a été
supprimée.]
3.11
limite de contrôle supérieure
UCL
U
CL
limite de contrôle (3.9) qui délimite la frontière de contrôle supérieure
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.4.8]
3.12
limite de contrôle inférieure
LCL
L
CL
limite de contrôle (3.9) qui délimite la frontière de contrôle inférieure
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.4.9]
3
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ISO 26303:2022(F)
4 Symboles
4.1 Lettres majuscules
C indice d’aptitude
C indice d’aptitude critique
k
C indice d’aptitude à court terme (correspond à l’indice de performance machine P défini dans
s P
l'ISO 3534-2:2006 pour la distribution normale)
C indice d’aptitude nominale à court terme
s,nom
C indice d’aptitude critique à court terme
sk
C indice d’aptitude critique nominale à court terme
sk,nom
C indice d’aptitude réelle
act
ème
K i classe (histogramme)
i
U incertitude (de mesure ou de l’indice d’aptitude)
U limite de contrôle supérieure pour l’écart-type s
CL,si i
U limite de contrôle supérieure pour les valeurs moyennes x
CL,xj j
U limite de spécification supérieure
SL
R étendue
R valeur d’étendue à court terme
V,s
R valeur d’étendue nominale à court terme
V,s,nom
R valeur d’étendue critique à court terme
V,sk
R valeur d’étendue critique nominale à court terme
V,sk,nom
T tolérance
T tolérance minimale utilisable pour l’étude d’aptitude
min
L limite de contrôle inférieure pour l’écart-type s
CL,sj j
L limite de contrôle inférieure pour les valeurs moyennes x
CL,xj j
L limite de spécification inférieure
SL
4.2 Lettres minuscules
e déplacement de la valeur moyenne
f vitesse en mm/min ou en mm/tr
i indice de marche des mesurages
j indice de marche des groupes de mesurages
k indice de marche des mesurages d’un même groupe
4
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ISO 26303:2022(F)
m nombre de groupes d’éléments pour les cartes de contrôle
n taille de l’échantillon (nombre de pièces évaluées)
n nombre de pièces produites
mp
n nombre de classes (histogramme)
K
n valeur minimale de pièces nécessaires
min
r résolution du dispositif de mesure
s estimateur de l’écart-type
s
écart-type moyen des échantillons (groupes)
s écart-type réel du processus
act
s écart-type du système de mesure (étalonnage)
g
ème
s écart-type moyen du j échantillon (groupe)
j
t temps
t temps de fabrication
m
t temps total de fabrication
tot
x
valeur moyenne de population (sur 50 mesurages)
x '
valeur moyenne de population avec distribution décentrée
valeur moyenne des moyennes de groupe x
x
j
ème
x i valeur du mesurage
i
ème
x i valeur du mesurage (tendance corrigée)
i,T
x limite de classe supérieure de la classe k (histogramme)
u,k
ème
x moyenne du j échantillon (groupe)
j
x valeur maximale
max
x valeur minimale
min
4.3 Lettres grecques
δ X tendance totale (par rapport à toutes les valeurs)
tot,T
δ X tendance totale par pièce
tot,w
δ X tendance imputable à la déformation thermique
td
δ X tendance imputable à la déformation thermique par pièce
td,w
δ X tendance admissible imputable à la déformation thermique par pièce dans la direction X
td,perm
δ X tendance imputable à l’usure de l’outil
a
δ X tendance anticipée imputable à l’usure de l’outil
a,exp
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ISO 26303:2022(F)
Δd distance entre la valeur maximale et la limite de tolérance supérieure
u
Δd
distance entre la valeur minimale et la limite de tolérance inférieure
l
Δd distance critique entre les valeurs extrêmes et les limites de tolérance
c
ΔX largeur de classe (histogramme)
k
ΔX frontière de classe (histogramme)
K,k
ΔX distance critique entre la valeur moyenne et les limites de tolérance
c
ΔX distance entre la valeur moyenne et la limite de tolérance supérieure
u
ΔX distance entre la valeur moyenne et la limite de tolérance inférieure
l
Δx(t) déplacement thermique en fonction du temps t
Δx déplacement maximal
max
Δυ gradient de température ambiante
amb
Δυ gradient maximal de température ambiante
amb,max
ϑ
température
ϑ température ambiante au début de l’essai
amb,0
ϑ
température maximale
max
ϑ température minimale
min
δY tendance admissible imputable à la déformation thermique par pièce dans la direction Y
td,perm
δZ tendance admissible imputable à la déformation thermique par pièce dans la direction Z
td,perm
ˆ
σ
estimation de l’écart-type de la population
τ
constante de temps thermique
Ψ
rapport de décalage pour la distribution décentrée
5 Remarques préliminaires
L’étude d’aptitude à court terme relève des méthodes de contrôle indirect, elle implique par conséquent
d’adopter une approche différente pour les contrôles de réception des machines-outils par rapport aux
contrôles directs définis dans plusieurs séries de normes internationales, par exemple ISO 230 (toutes
les parties).
La fonctionnalité mesurée doit être usinée sur une seule unité d’usinage. Si la même fonctionnalité
est usinée sur des unités d’usinage différentes, mais similaires, l’analyse statistique sera réalisée
séparément pour chaque unité d’usinage.
6 Procédure d’étude de l’aptitude à court terme
6.1 Généralités
La Figure 1 illustre la procédure de base pour l’étude de l’aptitude à court terme. Il est recommandé de
réserver la procédure de réception selon l’étude d’aptitude à court terme aux machines-outils utilisées
dans la production en grande série, présentant une durée de cycle processus inférieure à 10 minutes.
6
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ISO 26303:2022(F)
L’aptitude à court terme adéquate (voir 6.6) du processus de mesure est une exigence préalable et
nécessaire au mesurage des pièces.
NOTE Dans certains cas, des recherches préliminaires sont réalisées pour démontrer que l’opérateur peut
interagir de façon satisfaisante avec le processus d’usinage et que donc l’étude d’aptitude du processus qui suivra
sera probante (voir ASME B89.7.3.1).
Avant de lancer le processus d’essai et d’évaluation, le fournisseur/fabricant et l’utilisateur doivent
décider conjointement du plan d’essai, des fonctionnalités de la pièce à mesurer et analyser, de la
procédure, des conditions de l’essai et des valeurs caractéristiques. Dans la suite du document, toute
mention d’un accord fait référence à un accord entre le fournisseur/fabricant et l’utilisateur. Le
processus d’évaluation commence par la mise en température de la machine-outil. Le régl
...
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2022-03-10
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Secrétariat: ASI
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Machines-outils — Évaluation de la capacité des procédés d'usinage des
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machines-outils travaillant par enlèvement de métal
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Machine tools — Short-term capability evaluation of machining processes on metal-
Style Definition: Figure subtitle
cutting machine tools
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Bold
Formatted: Font: Not Bold
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ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet ou sur un Intranet, sans
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ii
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Sommaire Page
Avant-propos . 4
Introduction . 6
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 4
4.1 Lettres majuscules. 4
4.2 Lettres minuscules . 5
4.3 Lettres grecques . 6
5 Remarques préliminaires . 7
6 Procédure d’étude de l’aptitude à court terme . 7
6.1 Considérations Générales . 7
6.2 Accords . 8
6.3 Procédure de mise en température . 12
6.4 Réglage . 12
6.5 Production . 13
6.6 Mesure . 13
6.7 Calcul et analyse . 14
6.7.1 Considérations Générales . 14
6.7.2 Correction de tendance . 16
6.7.3 Gestion des aberrations . 17
6.7.4 Stabilité du processus . 17
6.7.5 Calcul des indices . 18
7 Facteurs influençant l’étude d’aptitude à court terme . 20
7.1 Généralités . 20
7.2 Influences thermiques . 21
7.3 Influences imputables à l’incertitude de mesure . 22
7.4 Influences résultant de l’analyse statistique . 22
7.4.1 Seuil de confiance et taille de l’échantillon . 22
7.4.2 Type de distribution . 23
Annexe A (informative) Informations complémentaires relatives aux études statistiques . 24
Annexe B (informative) Formulaires d’accord . 32
Annexe C (informative) Formulaires d’évaluation . 36
Annexe D (informative) Exemples d’accords et d’analyses relatifs à l’aptitude . 41
Bibliographie . 50
Avant-propos . iv
Introduction . vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 4
© ISO 2022 – Tous droits réservés
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 26303:2022(F)
4.1 Lettres majuscules . 4
4.2 Lettres minuscules . 5
4.3 Lettres grecques . 6
5 Remarques préliminaires . 7
6 Procédure d’étude de l’aptitude à court terme . 8
6.1 Considérations Générales . 8
6.2 Accords . 9
6.3 Procédure de mise en température . 12
6.4 Réglage . 12
6.5 Production . 13
6.6 Mesure . 13
6.7 Calcul et analyse . 14
6.7.1 Considérations Générales . 14
6.7.2 Correction de tendance . 16
6.7.3 Gestion des aberrations . 17
6.7.4 Stabilité du processus . 17
6.7.5 Calcul des indices . 18
7 Facteurs influençant l’étude d’aptitude à court terme . 20
7.1 Généralités . 20
7.2 Influences thermiques . 21
7.3 Influences imputables à l’incertitude de mesure . 22
7.4 Influences résultant de l’analyse statistique . 22
7.4.1 Seuil de confiance et taille de l’échantillon . 22
7.4.2 Type de distribution . 23
Annexe A (informative) Informations complémentaires relatives aux études statistiques . 24
Annexe B (informative) Formulaires d’accord . 32
Annexe C (informative) Formulaires d’évaluation . 36
Annexe D (informative) Exemples d’accords et d’analyses relatifs à l’aptitude . 43
Bibliographie . 55
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ISO 26303:2022(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).www.iso.org/directives). Commented [eXtyles1]: The URL www.iso.org/directives
has been redirected to https://www.iso.org/directives. Please
verify the URL.
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l'élaboration
du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l'ISO (voir www.iso.org/brevets).www.iso.org/brevets). Commented [eXtyles2]: The URL www.iso.org/brevets
has been redirected to https://www.iso.org/brevets. Please
verify the URL.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.www.iso.org/avant-propos. Commented [eXtyles3]: The URL www.iso.org/avant-
propos has been redirected to https://www.iso.org/avant-
propos. Please verify the URL.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 39, Machines-outils, sous-comité SC 2,
Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 26303:2012), qui a fait l’objet d’une Formatted: Pattern: Clear
révision technique. Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont:
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
— des explications supplémentaires au 6.6 «MesureMesurage», et pour la Formule (23) ont été
ajoutées;
— les indices des variables dans les Formules (3) et (18) ont été corrigés;
— les formulaires d'accord 2 à 4 de l'Annexe B, le formulaire d'analyse 2 de l'Annexe C, les formulaires
d'accord 3 et 4 de l'Annexe D, les formulaires d'analyse 1 et 2 de l'Annexe D ont été corrigés;
— les références à la Figure 2 ont été révisées;
— la Figure A.1 a été améliorée;
— les Annexes B et C sont devenues des annexes informatives;
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ISO 26303:2022(F)
—les formules dans le formulaire d'analyse 4 de l'Annexe C et dans le formulaire d'analyse 4 de
l'Annexe D ont été corrigées;
— la Bibliographie a été mise à jour.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.www.iso.org/fr/members.html.
Commented [eXtyles5]: The URL
www.iso.org/fr/members.html has been redirected to
https://www.iso.org/fr/members.html. Please verify the URL.
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ISO 26303:2022(F)
Introduction
L’étude de l’aptitude à court terme du processus d’usinage des machines-outils implique d’adopter une
approche différente des méthodes d’essai des performances des machines-outils, abordées dans
plusieurs normes internationales, par ex. ISO 230 (toutes les parties) et dans d’autres normes spécifiques
Formatted: Pattern: Clear
à un type de machine-outil. Les principales différences portent sur l’usinage d’un lot échantillon
Formatted: Pattern: Clear
d’éprouvettes et la définition des paramètres influents et pertinents, mais également sur le traitement
Formatted: Pattern: Clear
statistique et l’analyse des données concernant la qualité de la pièce qui sont obtenues à l’occasion de ces
essais.
Le présent document est le résultat d’un projet piloté avec précision par un groupe de travail
international, synthétisé pour rendre les informations accessibles au plus grand nombre de parties
intéressées.
Pour la production en grande série en particulier, on utilise très souvent des estimations de l’aptitude à
court terme du processus et des mesures de capacité en complément de l’essai des performances des
machines-outils. Concrètement, les utilisateurs de machines-outils emploient de plus en plus les
techniques de maîtrise statistique du processus (MSP) dans leurs activités et demandent souvent aux
fournisseurs/fabricants des machines de se positionner également comme fournisseurs de système, en
leur donnant également la responsabilité du processus d’usinage.
Les méthodes statistiques dans la gestion de processus sont couvertes par la norme ISO 22514 (toutes Formatted: Pattern: Clear
les parties).).
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
L’absence de norme internationale reconnue explique la variété des conditions requises et des méthodes
Commented [eXtyles7]: Invalid reference: "ISO 22514
présentées par chaque utilisateur pour réaliser la réception d’une machine-outil reposant sur l’essai de
(toutes les parties)"
son aptitude à usiner une pièce spécifique. Par conséquent, les essais de réception impliquent souvent un
long processus préalable de discussion et d’adaptation, ce qui prend du temps, augmente les coûts et
occasionne des retards de livraison au client. Le présent document apporte une procédure unifiée pour
réaliser les essais de réception d’une machine-outil reposant sur l’examen de son aptitude processus à
court terme. Elle présente:
— l’aptitude à court terme d’un processus donné, qui utilise la machine-outil mise à l’essai, le processus
d’usinage, l’outillage et les dispositifs de maintien, ainsi que les caractéristiques de la pièce,
— propose des indices d’aptitude pertinents pour la machine.
Le présent document s’adapte aux spécifications établies par l'ISO 22514 (toutes les parties) et s'y Formatted: Pattern: Clear
conforme. Cependant, dans le présent document, «l’aptitude à court terme» correspond à la «indice
Formatted: Pattern: Clear
de performance du processus» définie dans l'ISO 3534-2:2006 et utilisé dans l'ISO 22514-3. L’expression
Formatted: Pattern: Clear
«aptitude à court terme» s’est généralisée dans l’industrie de la machine-outil depuis plusieurs années;
Formatted: Pattern: Clear
le sous-comité ISO/TC 39/SC 2 a donc décidé de conserver ce terme.
Formatted: Pattern: Clear
Associés à l’analyse statistique, plusieurs paramètres influents limitent de façon significative l’intervalle
Formatted: Pattern: Clear
de tolérance couvert par les variations de la machine-outil. Par conséquent, les indices d’aptitude
Formatted: Pattern: Clear
machine sont spécifiés en lien avec les conditions de réception et les limites de tolérance prescrites.
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
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NORME INTERNATIONALE ISO 26303:2022(F)
Machines-outils — Évaluation de la capacité des procédés
d'usinage des machines-outils travaillant par enlèvement de
métal
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les procédures de réception des machines-outils travaillant par enlèvement
de métal reposant sur l’essai de leur aptitude à usiner une pièce spécifiée (c’est-à-dire essai indirect). Elle
formule des recommandations pour les conditions d’essai / /les systèmes de mesure applicables et les
prescriptions requises pour les machines-outils.
Le présent document est en cohérence avec l'ISO 22514 (toutes les parties) qui décrit les méthodes Formatted: Pattern: Clear
statistiques dans la gestion de processus; elle traite de l’application spécifique de ces méthodes aux
Formatted: Pattern: Clear
machines-outils et à l’usinage d’un lot d’éprouvettes. Le présent document ne couvre ni les essais
Formatted: Pattern: Clear
fonctionnels qui sont généralement réalisés avant le contrôle des performances d'exactitude, ni l’essai
des conditions de sécurité de la machine-outil.
L’Annexe A apporte des informations complémentaires sur l’analyse statistique, les Annexes B et C
Formatted: Pattern: Clear
fournissent des formulaires d’accord et d’évaluation pour les essais d’aptitude à court terme, tandis que
Formatted: Pattern: Clear
l’Annexe D fournit un exemple.
Formatted: Pattern: Clear
NOTE 1 L’essai direct vise à analyser les différentes propriétés de la machine-outil, notamment en termes
d'exactitude géométrique et de positionnement. L’étude d’aptitude à court terme vise à démontrer qu’une machine-
outil est capable d’exécuter une tâche spécifique au sein d’un processus. Il est donc important d’avoir conscience
que l’essai d’aptitude à court terme se concentre uniquement sur le produit manufacturé. Cela signifie que les
méthodes d’essai direct conviennent davantage à l’identification des sources d’erreurs sur la machine-outil et
permettent de déduire des améliorations de conception d’une machine-outil utilisée sur un large spectre de
production; l’essai d’aptitude à court terme est moins bien adapté à l’identification des sources d’erreurs sur la
machine-outil. Il est donc prévu de réaliser l’étude d’aptitude à court terme pour la réception des machines-outils
travaillant par enlèvement de métal dans les processus d’usinage en premier lieu sur des machines dédiées
spécifiquement à un type de pièce unique, par exemple les stations de travail des lignes de transfert, avec une durée
de cycle déterminée par le processus qui soit inférieure à 10 minutes, de sorte qu’au moins 50 pièces sont
manufacturées par rotation, car l’incertitude statistique augmente fortement quand le nombre de pièces produites
diminue. En principe, l’étude d’aptitude à court terme peut également être réalisée sur des machines-outils
universelles, par exemple les centres d’usinage utilisé pour la production en grande série, si ces machines répondent
aux critères statistiques décrits ci-dessus.
NOTE 2 L’expression «aptitude à court terme», utilisée dans l’industrie de la machine-outil, correspond à
l’expression «indice de performance du processus» définie dans l'ISO 3534-2:2006 pour une distribution normale.
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
2 Références normatives
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
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ISO 26303:2022(F)
ISO 4288, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil —
Règles et procédures pour l’évaluation de l’état de surface Commented [eXtyles10]: The reference is to a withdrawn
standard which has been replaced
3 Termes et définitions
ISO 21920-3, Spécification géométrique des produits (GPS)
— État de surface: Méthode du profil — Partie 3: Opérateurs
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent. de spécification
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse
https://www.iso.org/obphttps://www.iso.org/obp Commented [eXtyles11]: The URL
https://www.iso.org/obp has been redirected to
https://www.iso.org/obp/ui. Please verify the URL.
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse
https://www.electropedia.org/https://www.electropedia.org/
3.1
aptitude à court terme
aptitude d’une unité de fabrication à produire une pièce donnée en respectant les tolérances spécifiées
avec un seuil de confiance donné. Ce concept s’applique principalement à la production en série
Note 1 à l’article: Une unité de fabrication peut être une machine-outil, une broche d’une machine-outil multibroche,
une station d’une ligne de transfert, etc.
Formatted: Not Highlight
Note 2 à l’article: Dans le présent document, les indices d’aptitude à court terme C et C , sont estimés sur
s sk
l’hypothèse d’une distribution normale de la valeur caractéristique considérée. Si cette hypothèse n’est pas
satisfaite, les valeurs d’étendue à court terme, R , (3.4) R et les valeurs d’étendue critique à court terme, R (3.5)
V s V,sk Formatted: Pattern: Clear
V,s
sont évaluées à la place des indices d’aptitude.
Formatted: Subscript, Not Raised by / Lowered by
Note 3 à l’article: Le présent document s’adapte et est conforme aux spécifications établies par l'ISO 22514 (toutes
Formatted: Pattern: Clear
les parties).). Cependant, dans le présent document, l'expression «aptitude à court terme» correspond à «l'index de
Formatted: Pattern: Clear
performance du processus» spécifié dans l'ISO 3534-2:2006 et utilisée dans l'ISO 22514-3 pour la distribution
Formatted: Pattern: Clear
normale. L’utilisation de l’expression «aptitude à court terme» s’est généralisée dans l’industrie de la machine-outil;
le sous-comité ISO/TC 39/SC 2 a donc décidé de conserver ce terme.
Commented [eXtyles12]: Invalid reference: "ISO 22514
(toutes les parties)"
3.2
Formatted: Pattern: Clear
indice d’aptitude à court terme
Formatted: Pattern: Clear
C
s
Formatted: Pattern: Clear
rapport de la tolérance spécifiée par rapport à l’écart-type des valeurs mesurées quantifiant la dispersion
Formatted: Pattern: Clear
Note 1 à l’article: Voir la Formule (14).
Formatted: Pattern: Clear
Formatted: Pattern: Clear
Note 2 à l’article: Les valeurs mesurées sont également appelées valeurs caractéristiques.
Formatted: Pattern: Clear
3.3
Formatted: Pattern: Clear
indice d’aptitude critique à court terme
C
sk
rapport de la tolérance spécifiée par rapport à l’écart-type des valeurs mesurées quantifiant la dispersion,
en tenant compte du positionnement de la valeur moyenne
Note 1 à l’article: Si la valeur moyenne des valeurs mesurées est au centre de la zone de tolérance, la distribution
est dite centrée; si la valeur moyenne n’est pas au centre de la zone de tolérance, la distribution est dite décentrée.
Pour la relation entre distribution centrée et distribution décentrée, voir A.1.
Formatted: Pattern: Clear
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ISO 26303:2022(F)
Note 2 à l’article: Les valeurs mesurées sont également appelées valeurs caractéristiques.
3.4
valeur d’étendue à court terme
R ,
V s
rapport d’étendue des valeurs mesurées par rapport à la tolérance spécifiée
3.5
valeur d’étendue critique à court terme
R
V,sk
rapport de l'amplitude des valeurs mesurées par rapport à la tolérance spécifiée, en tenant compte de la
position de la valeur moyenne
3.6
carte de contrôle
graphique sur lequel sont reportées les valeurs d’une mesure statistique faite sur une série d’échantillons
dans un ordre particulier pour orienter le processus par rapport à cette mesure et pour vérifier et réduire
la variation
Note 1 à l’article: L'ordre particulier est généralement fondé sur l'ordre chronologique ou le numéro d'éc
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.