ISO 26303:2022

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.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 09-Mar-2022
• ICS: 25.080.01 - Machine tools in general
• Technical Committee: ISO/TC 39/SC 2 - Test conditions for metal cutting machine tools
• Drafting Committee: ISO/TC 39/SC 2 - Test conditions for metal cutting machine tools
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 10-Mar-2022
• Due Date: 28-May-2022
• Completion Date: 10-Mar-2022

Relations

• Revises: ISO 26303:2012 - Machine tools — Short-term capability evaluation of machining processes on metal-cutting machine tools
• Effective Date: 17-Jul-2021

Standards Content (Sample)

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
ISO 26303:2022(E)
© ISO 2022
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ISO 26303:2022(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2022

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on

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Published in Switzerland
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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

© ISO 2022 – All rights reserved iii
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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.
iv © ISO 2022 – All rights reserved
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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

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

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
V,sk

ratio of the range of the measured values to the specified tolerance itself under consideration of the

location of the mean value
2 © ISO 2022 – All rights reserved
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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

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

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]
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ISO 26303:2022(E)
3.12
lower control limit
LCL
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
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
C nominal critical short-term capability index
sk,nom
C actual capability index
act
Ki i class (histogram)
U uncertainty (of measurement or capability index)
U upper control limit for the standard deviation s
CL,s
upper control limit for the average values
CL,
U upper specification limit
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
CL,sj lower control limit for the standard deviation sj
lower control limit for the average values
CL,xj
L lower specification limit
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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
n number of classes (histogram)
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
s standard deviation of the j sample (group)
t time
t manufacturing time
t total manufacturing time
tot
mean value of population (of 50 measurements)
x '
mean value of population with shifted distribution
mean value of group means x
x i measurement value
x i measurement value (trend corrected)
i,T
xu,k upper class limit of the k class (histogram)
mean of the j sample (group)
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
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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
expected trend due to tool wear
δ X
a,exp
distance between the maximum value and the upper tolerance limit
distance between the minimum value and the lower tolerance limit
critical distance between the extreme values and the tolerance limits
class width (histogram)
border line of class (histogram)
K,k
critical distance of the average value to the tolerance limits
distance between the average value and the upper tolerance limit
distance between the average value and the lower tolerance limit
Δx(t) thermal displacement as a function of time t
Δxmax maximum displacement
ambient temperature gradient
amb
maximum ambient temperature gradient
amb,max
ϑ temperature
ambient temperature at beginning of test
amb,0
maximum temperature
max
minimum temperature
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
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
...

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2022-03-24
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ISO 26303:2022(F)
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ISO/TC 39/SC 2
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2022-03-10
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Secrétariat: ASI
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17.3 pt
Machines-outils — Évaluation de la capacité des procédés d'usinage des
Style Definition: Body Text_Center
machines-outils travaillant par enlèvement de métal
Style Definition: Dimension_100
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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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Style Definition: List Number 1
Style Definition: AMEND Terms Heading: Font: Bold
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Bold
Formatted: Font: Not Bold
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ISO 26303:2022(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne

peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique

ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet ou sur un Intranet, sans

autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 26303:2022(F)
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
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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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vii
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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
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

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
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

...

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
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 26303:2022(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2022

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Sommaire Page

Avant-propos .............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction .................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ...................................................................................................................................................................................1

2 Références normatives ..................................................................................................................................................................................1

3 Termes et définitions ...................................................................................................................................................................................... 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
© ISO 2022 – Tous droits réservés
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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.
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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.

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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.

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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

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

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
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
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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

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

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
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
limite de contrôle (3.9) qui délimite la frontière de contrôle inférieure
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 2.4.9]
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ISO 26303:2022(F)
4 Symboles
4.1 Lettres majuscules
C indice d’aptitude
C indice d’aptitude critique

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
C indice d’aptitude critique nominale à court terme
sk,nom
C indice d’aptitude réelle
act
ème
K i classe (histogramme)
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
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
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
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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
n nombre de classes (histogramme)
n valeur minimale de pièces nécessaires
min
r résolution du dispositif de mesure
s estimateur de l’écart-type
écart-type moyen des échantillons (groupes)
s écart-type réel du processus
act
s écart-type du système de mesure (étalonnage)
ème
s écart-type moyen du j échantillon (groupe)
t temps
t temps de fabrication
t temps total de fabrication
tot
valeur moyenne de population (sur 50 mesurages)
x '
valeur moyenne de population avec distribution décentrée
valeur moyenne des moyennes de groupe x
ème
x i valeur du mesurage
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)
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
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
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
distance entre la valeur minimale et la limite de tolérance inférieure
Δd distance critique entre les valeurs extrêmes et les limites de tolérance
ΔX largeur de classe (histogramme)
ΔX frontière de classe (histogramme)
K,k
ΔX distance critique entre la valeur moyenne et les limites de tolérance
ΔX distance entre la valeur moyenne et la limite de tolérance supérieure
ΔX distance entre la valeur moyenne et la limite de tolérance inférieure
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
température
ϑ température ambiante au début de l’essai
amb,0
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
estimation de l’écart-type de la population
constante de temps thermique
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.

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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

...