Cutting tool data representation and exchange — Part 201: Creation and exchange of 3D models — Regular inserts

ISO 13399-201:2014 specifies a concept for the design of cutting items, limited to regular inserts, with the usage of the related properties and domains of values. It specifies a common way of designing simplified models that contain definitions and identification of the design features of regular inserts, with a link to the properties used, and definitions and identification of the internal structure of the 3D model that represents features and properties of regular inserts. Outside the scope of ISO 13399-201:2014 are applications where these standard data can be stored or referenced, and the creation and exchange of simplified 3D models for cutting tools, or for tool items, other cutting items not described, adaptive items or for assembly and auxiliary items.

Représentation et échange des données relatives aux outils coupants — Partie 201: Création et échange de modèles 3D — Plaquettes régulières

La présente partie de l'ISO 13399 spécifie un concept pour la conception des éléments coupants, limité à tous les types de plaquettes régulières, utilisant les propriétés et domaines de valeurs associés. La présente partie de l'ISO 13399 spécifie une façon commune de concevoir des modèles simplifiés contenant les éléments suivants: — des définitions et identifications des caractéristiques de conception des plaquettes régulières, avec un lien vers les propriétés utilisées; — des définitions et identifications de la structure interne du modèle 3D qui représente les caractéristiques et les propriétés des plaquettes régulières; Les éléments suivants n'entrent pas dans le domaine d'application de la présente partie de l'ISO 13399: — les applications où les données standards peuvent être stockées ou référencées; — la création et l'échange de modèles 3D simplifiés pour outils coupants; — la création et l'échange de modèles 3D simplifiés pour des éléments relatifs aux outils; — la création et échange de modèles 3D simplifiés pour d'autres éléments coupants non décrits dans la présente partie de la norme ISO 13399; — la création et l'échange de modèles 3D simplifiés pour les éléments relatifs aux attachements; — la création et l'échange de modèles 3D simplifiés pour les éléments relatifs aux assemblages et éléments auxiliaires.

General Information

Status
Published
Publication Date
29-Jun-2014
Current Stage
9093 - International Standard confirmed
Completion Date
13-Sep-2021
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Technical specification
ISO/TS 13399-201:2014 - Cutting tool data representation and exchange
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ISO/TS 13399-201:2014 - Représentation et échange des données relatives aux outils coupants
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Standards Content (Sample)

TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 13399-201
First edition
2014-07-01
Cutting tool data representation and
exchange —
Part 201:
Creation and exchange of 3D models
— Regular inserts
Représentation et échange des données relatives aux outils
coupants —
Partie 201: Création et échange de modèles 3D — Plaquettes
régulières
Reference number
ISO/TS 13399-201:2014(E)
©
ISO 2014

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Starting elements, coordinate systems, planes . 1
3.1 General . 1
3.2 Reference system . 2
3.3 Coordinate systems . 2
3.4 Planes . 4
4 Design of the model . 4
5 Detailed geometry . 4
5.1 Equilateral and equiangular inserts and equilateral but non-equiangular inserts . 4
5.2 “Non-equilateral but equiangular” and “non-equilateral and non-equiangular” inserts .17
5.3 Round inserts .21
5.4 Fixing hole geometry of the inserts .22
5.5 Insert thickness total .24
6 Attributes of surfaces — visualization of the model features .26
7 Structure of design elements (tree of model) .26
7.1 General .26
7.2 Examples of the model structure .26
8 Data exchange model .29
Annex A (informative) Information about nominal dimensions .31
Bibliography .32
© ISO 2014 – All rights reserved iii

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 29, Small tools.
ISO/TS 13399 consists of the following parts, under the general title Cutting tool data representation and
exchange:
— Part 1: Overview, fundamental principles and general information model
— Part 2: Reference dictionary for the cutting items [Technical Specification]
— Part 3: Reference dictionary for tool items [Technical Specification]
— Part 4: Reference dictionary for adaptive items [Technical Specification]
— Part 5: Reference dictionary for assembly items [Technical Specification]
— Part 50: Reference dictionary for reference systems and common concepts [Technical Specification]
— Part 60: Reference dictionary for connection systems [Technical Specification]
— Part 80: Creation and exchange of 3D models — Overview and principles [Technical Specification]
— Part 100: Definitions, principles and methods for reference dictionaries [Technical Specification]
— Part 150: Usage guidelines [Technical Specification]
— Part 201: Creation and exchange of 3D models — Regular inserts [Technical Specification]
— Part 301: Concept for the design of 3D models based on properties according to ISO/TS 13399‑3: Modelling
of thread‑cutting taps, thread‑forming taps and thread‑cutting dies [Technical Specification]
— Part 302: Concept for the design of 3D models based on properties according to ISO/TS 13399‑3:
Modelling of solid drills and countersinking tools [Technical Specification]
The following parts are under preparation:
iv © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

— Part 51: Designation system for customer solution cutting tools
— Part 202: Creation and exchange of 3D models — Irregular inserts [Technical Specification]
— Part 203: Creation and exchange of 3D models — Replaceable inserts for drilling [Technical Specification]
— Part 204: Creation and exchange of 3D models — Inserts for reaming [Technical Specification]
— Part 303: Creation and exchange of 3D models — Solid end mills [Technical Specification]
— Part 304: Creation and exchange of 3D models — Solid milling cutter with arbor hole [Technical
Specification]
— Part 307: Creation and exchange of 3D models — End mills for indexable inserts [Technical Specification]
— Part 308: Creation and exchange of 3D models — Milling cutter with arbor hole for indexable inserts
[Technical Specification]
— Part 309: Creation and exchange of 3D models — Tool holders for indexable inserts [Technical
Specification]
— Part 311: Creation and exchange of 3D models — Solid reamers [Technical Specification]
— Part 312: Creation and exchange of 3D models — Reamers for indexable inserts [Technical Specification]
— Part 401: Creation and exchange of 3D models — Converting, extending and reducing adaptive items
[Technical Specification]
— Part 405: Creation and exchange of 3D models — Collets [Technical Specification]
© ISO 2014 – All rights reserved v

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Introduction
This part of ISO 13399 defines the concept, terms, and definitions regarding the creation and exchange
of simplified 3D models of regular inserts that can be used with 3D models of cutting tools for NC-
programming, simulation of manufacturing processes, and the collision determination within machining
processes. It is not intended to standardize the design of the indexable insert itself, nor the cutting tool.
A regular insert is used in combination with a cutting tool in a machine to remove material from a
workpiece by a shearing action at the cutting edges of the tool. Cutting tool data that can be described
by ISO 13399 include, but are not limited to, everything between the workpiece and the machine tool.
Information about inserts, solid tools, assembled tools, adaptors, components, and their relationships
can be represented by this part of ISO 13399. The increasing demand providing the end user with 3D
models for the purposes defined above is the basis for the development of this series of International
Standards.
The objective of ISO 13399 is to provide the means to represent the information that describes cutting
tools in a computer sensible form that is independent from any particular computer system. The
representation will facilitate the processing and exchange of cutting tool data within and between
different software systems and computer platforms and support the application of this data in
manufacturing planning, cutting operations, and the supply of tools. The nature of this description
makes it suitable not only for neutral file exchange, but also as a basis for implementing and sharing
product databases and for archiving. The methods that are used for these representations are those
developed by ISO TC184/SC4 for the representation of product data by using standardized information
models and reference dictionaries.
Definitions and identifications of dictionary entries are defined by means of standard data that consist
of instances of the EXPRESS entity data types defined in the common dictionary schema, resulting from
a joint effort between ISO TC184/SC4/WG2 “Standard for the neutral representation of standard parts”
and IEC “International electro technical commission”, TC 3 “Information structures, documentation and
graphical symbols”, SC3D “Product properties and classes and their identification”, and in its extensions
defined in ISO 13584-24 and ISO 13584-25.
vi © ISO 2014 – All rights reserved

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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 13399-201:2014(E)
Cutting tool data representation and exchange —
Part 201:
Creation and exchange of 3D models — Regular inserts
1 Scope
This part of ISO 13399 specifies a concept for the design of cutting items, limited to regular inserts, with
the usage of the related properties and domains of values.
This part of ISO 13399 specifies a common way of designing simplified models that contain the following:
— definitions and identification of the design features of regular inserts, with a link to the properties
used;
— definitions and identification of the internal structure of the 3D model that represents features and
properties of regular inserts.
The following are outside the scope of this part of ISO 13399:
— applications where these standard data can be stored or referenced;
— creation and exchange of simplified 3D models for cutting tools;
— creation and exchange of simplified 3D models for tool items;
— creation and exchange of simplified 3D models for other cutting items not described in this part of
ISO 13399;
— creation and exchange of simplified 3D models for adaptive items;
— creation and exchange of simplified 3D models for assembly items and auxiliary items.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 1832, Indexable inserts for cutting tools — Designation
ISO/TS 13399-2, Cutting tool data representation and exchange — Part 2: Reference dictionary for the
cutting items
1)
ISO/TS 13399-80 , Cutting tool data representation and exchange — Part 80: Concept for the design of 3D
models based on properties according to ISO 13399: Overview and principles
3 Starting elements, coordinate systems, planes
3.1 General
The creation of 3D models shall be done by means of nominal dimensions.
1) To be published.
© ISO 2014 – All rights reserved 1

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

WARNING — There is no guarantee that the 3D model, created according to the methods
described in this part of ISO 13399, is a true representation of the physical tool supplied by the
tool manufacturer. If the models are used for simulation purposes, e.g. CAM simulation, it shall
be taken into consideration that the real product dimensions can differ from those nominal
dimensions.
NOTE Some of the definitions have been taken from ISO/TS 13399-50.
3.2 Reference system
The reference system consists of the following standard elements:
— standard coordinate system: right-handed rectangular Cartesian system in three dimensional
space, called “primary coordinate system” (PCS);
— three orthogonal planes: planes in the coordinate system that contain the axes of the system,
named “XY plane” (XYP), “XZ plane” (XZP), and “YZ plane” (YZP);
— three orthogonal axes: axes built as intersections of the three orthogonal plane lines respectively,
named “x-axis” (XA), “y-axis” (YA), and “z-axis” (ZA).
3.3 Coordinate systems
3.3.1 General
In principle, an insert has two coordinate systems:
— the primary coordinate system, which determines the insert position in space (see Figure 1);
— the secondary coordinate system that helps to mount the insert on to a tool body (see Figure 2).
3.3.2 Coordinate system for insert location
The reference coordinate system “PCS” (primary coordinate system) defines the insert position in space.
The determinations are as follows:
— the insert is located in the XY quadrant;
— the cutting edges are colinear with the XY plane;
— the major cutting edge is colinear with the positive x-axis;
— the theoretical sharp cutting point is on the y-axis;
— the direction of the insert thickness is parallel to the negative z-axis.
These determinations are valid for right-handed or neutral inserts. Left-handed inserts are mirrored
through the YZ plane.
2 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Figure 1 — Reference coordinate system “PCS”
3.3.3 Coordinate system for insert mounting
The reference coordinate system “MCS” (mounting coordinate system) is placed on the XY-plane of the
PCS with the same orientation as the PCS, as in Figure 2, with the following determinations:
— at the centre of the inscribed circle of all equilateral and equiangular inserts (styles T, S, O, P, H
according to ISO 1832);
— at the centre of the inscribed circle of all equilateral but non-equiangular inserts (styles C, D, E, M,
V, W according to ISO 1832);
— at the centre of the inscribed circle of all round inserts (style R according to ISO 1832);
— at the intersection of the two diagonal lines of all non-equilateral but equiangular inserts (style L
according to ISO 1832) and of all non-equiangular and non-equilateral inserts (style A, B, K according
to ISO 1832);
— if it is not possible to create the diagonal lines on the inserts of style A, B, K and L, the origin of the
MCS shall be created by means of using reference planes that are perpendicular to the XY-plane and
located in the middle of the insert length (INSL) and the insert width (W1) and parallel to them.
a) b)
Figure 2 — Reference coordinate system “MCS”
© ISO 2014 – All rights reserved 3

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

If regular inserts have a specific design and are not interchangeable between vendors, the location of the
MCS is at the manufacturer’s discretion; either on the top face or on the bottom face. The orientation of
the coordinate system shall follow the definitions in this part of ISO 13399.
3.4 Planes
To distinguish between the PCS and the MCS planes, the MCS planes shall be given the prefix “M”:
— XYP (PCS) → MXYP (MCS)
— XZP (PCS) → MXZP (MCS)
— YZP (PCS) → MYZP (MCS)
4 Design of the model
The sketches (outline contour) and features of the basic model shall not contain details like chip breakers,
face land geometry, or tipped cutting parts made of other cutting materials. Those features shall be
designed as separate design elements after the basic geometry and shall be grouped as detail geometry,
as described in Clause 5.
The structure and sequence of the modelling shall be kept as described. The defined preferred symbols
shall be taken as names for the variables.
The models of the regular inserts shall contain the following design features:
— basic geometry;
— corner configuration geometry;
— mounting geometry.
The total amount of design features depends on the desired level of modelling and the complexity of the
insert.
Within 3D CAD systems, the specified model structure of the basic shapes of the inserts are described
in Clause 5.
5 Detailed geometry
5.1 Equilateral and equiangular inserts and equilateral but non-equiangular inserts
5.1.1 Necessary properties
This clause describes equilateral and equiangular inserts of the ISO shapes T, S, H, O, P and equilateral
but non-equiangular inserts of the ISO shapes C, D, E, M, V, W. The modelling of the shapes C, D, E, M,
V, and S is defined in this clause because of the special characteristic of the shape S (square) which is
similar to the rhombic shape with an insert included angle (EPSR) of 90°.
For this group of inserts, the properties listed in Table 1 are valid.
4 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Table 1 — Properties for the modelling of equilateral and equiangular inserts and equilateral
but non-equiangular inserts
Preferred name Preferred symbol
clearance angle major AN
clearance angle wiper edge AS
b
corner chamfer length BCH
c
wiper edge length BS
insert included angle EPSR
inscribed circle diameter IC
b
corner chamfer angle KCH
c
cutting edge angle major KRINS
a a
cutting edge length L
b
corner radius RE
insert thickness S
a
Shall be calculated; is dependent on IC and EPSR.
b
Dependent on corner configuration, either rounded or chamfered.
c
Shall be used if a wiper edge is on the insert.
Information about the connection interface code shall be filed as properties within the model and is
necessary for using the model.
NOTE The information above and other relevant properties could be incorporated into the model as
parameters or taken as a separate file.
5.1.2 Insert, triangular shape
5.1.2.1 General
Figure 3 indicates the properties that shall be used for the modelling of triangular inserts.
Figure 3 — Properties of triangular insert
© ISO 2014 – All rights reserved 5

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

5.1.2.2 Basic geometry
The geometry shall be designed as a solid model, containing all design features within the primary
coordinate system “PCS”. The position of the insert is according to ISO/TS 13399-2.
Design of the contour:
— A sketch without definition of the corner geometry shall be defined for the extrusion and the cutting
edges shall be tangential to the inscribed circle; the model shall be designed with its theoretical
sharp corners.
— Dimensioning shall be done with the listed properties (see Table 1).
The sketch shall be extruded with the property “insert thickness” (symbol “S”) along the negative
z-axis, with a negative inclination of “clearance angle major” (symbol “AN”). The basic model is shown
in Figure 4.
Figure 4 — Basic geometry of triangular insert
5.1.2.3 Detailed contour with corner geometry
5.1.2.3.1 General
This geometry shall also be designed as solid model. It shall have the same determinations as described
in 5.1.2.2.
Three different detailed contours are possible:
— contour with corner radius;
— contour with corner chamfer;
— contour with wiper edge and corner chamfer.
5.1.2.3.2 Detailed contour with corner radius
The extrusion sketch shall contain all parameters describing the corner radius. The sketch shall be
positioned with its theoretical sharp corner on the y-axis as defined in ISO/TS 13399-2.
The sketch shall be extruded as described in 5.1.2.2. Basic contour are illustrated in Figure 5.
6 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Figure 5 — Triangular insert with corner radius
5.1.2.3.3 Detailed contour with corner chamfer
The extrusion sketch shall contain all parameters describing the corner chamfer. The sketch shall be
positioned with its theoretical sharp corner on the y-axis as defined in ISO/TS 13399-2.
The sketch shall be extruded as described in 5.1.2.2. Basic contour are illustrated in Figure 6.
Figure 6 — Triangular insert with corner chamfer
5.1.2.3.4 Detailed contour with wiper edge and corner chamfer
The extrusion sketch shall contain all parameters describing the wiper edge and the corner chamfer. The
sketch shall be positioned with its theoretical sharp corner on the y-axis as defined in ISO/TS 13399-2.
The sketch shall be extruded as described in 5.1.2.2. Basic contour are illustrated in Figure 7.
Figure 7 — Triangular insert with wiper edge and corner chamfer
© ISO 2014 – All rights reserved 7

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

5.1.3 Inserts, square and rhombic shapes
5.1.3.1 General
Figure 8 indicates the properties that shall be used for the modelling of square and rhombic inserts.
Figure 8 — Properties of insert of square or rhombic shape
5.1.3.2 Basic geometry
The structure is defined in 5.1.2.2 and the design is given in Figures 9 and 10.
Figure 9 — Basic geometry of square insert
Figure 10 — Basic geometry of rhombic insert
5.1.3.3 Detailed contour with corner geometry
5.1.3.3.1 General
The structure and design are defined in 5.1.2.2.
For the design of rhombic inserts, three additional properties describing the geometry of the corner on
the minor cutting edge are needed, as indicated in Table 2.
8 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Table 2 — Properties for the determination of the corner geometry on the minor cutting edge
Preferred name Preferred symbol
a
corner chamfer length minor BCHN
a
corner chamfer angle minor KCHN
a
corner radius minor REN
a
Dependent on the corner configuration, either rounded or chamfered corner.
5.1.3.3.2 Detailed contour with corner radius
The structure is defined in 5.1.2.3.2 and the design of the contour with corner radius is given in Figures 11
and 12.
Figure 11 — Square insert with corner radius
Figure 12 — Rhombic insert with corner radius
5.1.3.3.3 Detailed contour with corner chamfer
The structure is defined in 5.1.2.3.3 and the design of the contour with corner chamfer is given in
Figures 13 and 14.
Figure 13 — Square insert with corner chamfer
© ISO 2014 – All rights reserved 9

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Figure 14 — Rhombic insert with corner chamfer
5.1.3.3.4 Detailed contour with wiper edge and corner chamfer
The structure is defined in 5.1.2.3.4 and the design of the contour with wiper edge and corner chamfer
is given in Figures 15 and 16.
Figure 15 — Square insert with wiper edge and corner chamfer
Figure 16 — Rhombic insert with wiper edge and corner chamfer
5.1.4 Pentagonal, hexagonal, and octagonal inserts
5.1.4.1 General
Figure 17 indicates the properties used for modelling pentagonal, hexagonal, and octagonal inserts.
10 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Figure 17 — Properties of pentagonal, hexagonal, and octagonal inserts
5.1.4.2 Basic geometry
The structure is defined in 5.1.2.2 and the design is given in Figures 18, 19, and 20.
Figure 18 — Basic geometry for pentagonal insert
Figure 19 — Basic geometry for hexagonal insert
© ISO 2014 – All rights reserved 11

---------------------- Page: 17 ----------------------
ISO/TS 13399-201:2014(E)

Figure 20 — Basic geometry for octagonal insert
5.1.4.3 Detailed contour with corner geometry
5.1.4.3.1 General
The structure and design are defined in 5.1.2.2.
5.1.4.3.2 Detailed contour with corner radius
The structure is defined in 5.1.2.3.2 and the design of the contour with corner radius is given in
Figures 21, 22, and 23.
Figure 21 — Pentagonal insert with corner radius
Figure 22 — Hexagonal insert with corner radius
12 © ISO 2014 – All rights reserved

---------------------- Page: 18 ----------------------
ISO/TS 13399-201:2014(E)

Figure 23 — Octagonal insert with corner radius
5.1.4.3.3 Detailed contour with corner chamfer
The structure is defined in 5.1.2.3.3 and the design of the contour with corner chamfer is given in
Figures 24, 25, and 26.
Figure 24 — Pentagonal insert with corner chamfer
Figure 25 — Hexagonal insert with corner chamfer
© ISO 2014 – All rights reserved 13

---------------------- Page: 19 ----------------------
ISO/TS 13399-201:2014(E)

Figure 26 — Octagonal insert with corner chamfer
5.1.4.3.4 Detailed contour with wiper edge and corner chamfer
The structure is defined in 5.1.2.3.4 and the design of the contour with wiper edge and corner chamfer
is given in Figures 27, 28, and 29.
Figure 27 — Pentagonal insert with wiper edge and corner chamfer
Figure 28 — Hexagonal insert with wiper edge and corner chamfer
14 © ISO 2014 – All rights reserved

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ISO/TS 13399-201:2014(E)

Figure 29 — Octagonal insert with wiper edge and corner chamfer
5.1.5 Insert, trigon shape (triangular with enlarged included angle)
5.1.5.1 General
Figure 30 indicates the properties used for modelling trigon inserts.
Figure 30 — Properties of trigon inserts
5.1.5.2 Basic geometry
For the design of trigon inserts, an additional property describing the minor cutting edge angle is
needed, as indicated in Table 3.
Table 3 — Property for the determination of the included angle of the minor cutting edge
Preferred name Preferred symbol
insert included angle minor EPSRN
The structure is defined in 5.1.2.2 and the design of the basic geometry is given in Figure 31.
© ISO 2014 – All rights reserved 15

---------------------- Page: 21 ----------------------
ISO/TS 13399-201:2014(E)

Figure 31 — Basic geometry of trigon insert
5.1.5.3 Detailed contour with corner geometry
5.1.5.3.1 General
The structure and design are defined in 5.1.2.2.
5.1.5.3.2 Detailed contour with corner radius
The structure is defined in 5.1.2.3.2 and the design of the contour with corner radius is given in Figure 32.
Figure 32 — Trigon insert with corner radius
5.1.5.3.3 Detailed contour
...

SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 13399-201
Première édition
2014-07-01
Représentation et échange des
données relatives aux outils
coupants —
Partie 201:
Création et échange de modèles 3D —
Plaquettes régulières
Cutting tool data representation and exchange —
Part 201: Creation and exchange of 3D models — Regular inserts
Numéro de référence
ISO/TS 13399-201:2014(F)
©
ISO 2014

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ISO/TS 13399-201:2014(F)

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ii © ISO 2014 – Tous droits réservés

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ISO/TS 13399-201:2014(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Éléments de départ, systèmes de coordonnées, plans . 2
3.1 Généralités . 2
3.2 Système de référence . 2
3.3 Systèmes de coordonnées . 2
3.3.1 Généralités . 2
3.3.2 Système de coordonnées pour l'emplacement de la plaquette . 2
3.3.3 Système de coordonnées pour le montage de la plaquette . 3
3.4 Plans . 4
4 Conception du modèle . 4
5 Géométrie détaillée . 4
5.1 Plaquettes équilatérales et équiangles et plaquettes équilatérales mais non-équiangles . 4
5.1.1 Propriétés nécessaires . 4
5.1.2 Plaquette, forme triangulaire . 5
5.1.3 Plaquettes, formes carrées et rhombiques . 8
5.1.4 Plaquettes pentagonales, hexagonales et octogonales .10
5.1.5 Plaquette, forme trigone (triangulaire avec un angle de pointe élargi) .15
5.2 Plaquettes «non-équilatérales mais équiangles» et «non-équilatérales et non-
équiangles» .17
5.2.1 Propriétés nécessaires .17
5.2.2 Plaquette, forme de parallélogramme non-équilatéral .18
5.3 Plaquettes rondes .21
5.3.1 Généralités .21
5.3.2 Forme de base de la plaquette ronde .22
5.4 Géométrie du trou de fixation des plaquettes .22
5.4.1 Types de trous de fixation .23
5.4.2 Modèle du trou de fixation .24
5.5 Épaisseur totale de la plaquette .24
6 Attributs des surfaces – Visualisation des caractéristiques du modèle .26
7 Structure des éléments de conception (arborescence du modèle) .26
7.1 Généralités .26
7.2 Exemples de la structure du modèle .26
8 Modèle d’échanges de données .29
Annexe A (informative) Informations sur les dimensions nominales .31
Bibliographie .32
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ISO/TS 13399-201:2014(F)

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de l'ISO aux principes de l'Organisation
mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien
suivant: www .iso .org/iso/fr/foreword .html.
Le comité chargé de l'élaboration du présent document est l'ISO/TC 29, Petit outillage.
L’ISO 13399 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Représentation et échange
des données relatives aux outils coupants:
— Partie 1: Vue d'ensemble, principes fondamentaux et modèle général d'informations
— Partie 2: Dictionnaire de référence pour les éléments coupants [Spécification technique]
— Partie 3: Dictionnaire de référence pour les éléments relatifs aux outils [Spécification technique]
— Partie 4: Dictionnaire de référence pour les éléments relatifs aux attachements [Spécification technique]
— Partie 5: Dictionnaire de référence pour les éléments d'assemblage [Spécification technique]
— Partie 50: Dictionnaire de référence pour les systèmes de référence et les concepts communs [Spécification
technique]
— Partie 60: Dictionnaire de référence pour les systèmes de connexion [Spécification technique]
— Partie 80: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399: Vue d'ensemble et
principes [Spécification technique]
— Partie 100: Définitions, principes et méthodes pour les dictionnaires de référence [Spécification
technique]
— Partie 150: Lignes directrices d'utilisation [Spécification technique]
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés

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ISO/TS 13399-201:2014(F)

— Partie 201: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-2: Modélisation des
plaquettes régulières [Spécification technique]
— Partie 301: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
tarauds, tarauds à refouler et filières de filetage [Spécification technique]
— Partie 302: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
forets monoblocs et des outils de lamage [Spécification technique]
Les parties suivantes sont en cours d'élaboration:
— Partie 51: Système de désignation des outils coupants de solution client
— Partie 70: Format des données graphiques - Réglage des calques pour la représentation de l'outil
[Spécification technique]
— Partie 71: Format des données graphiques - Création de documents pour l'échange de données
normalisées: Informations graphiques des produits [Spécification technique]
— Partie 72: Création de documents pour l’échange de données normalisées — Définition des propriétés
pour les dessins d'en-tête et leur échange de données en XML [Spécification technique]
— Partie 202: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-2: Modélisation des
plaquettes irrégulières [Spécification technique]
— Partie 203: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-2: Modélisation des
plaquettes de perçage échangeables [Spécification technique]
— Partie 204: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-2: Modélisations des
plaquettes d'alésage [Spécification technique]
— Partie 303: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
fraises cylindriques à arêtes de coupe non amovibles [Spécification technique]
— Partie 304: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
fraises à alésage et arêtes de coupe non amovibles [Spécification technique]
— Partie 307: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
fraises cylindriques pour plaquettes amovibles [Spécification technique]
— Partie 308: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
fraises à alésage pour plaquettes amovibles [Spécification technique]
— Partie 309: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Porte-outils pour
plaquettes amovibles [Spécification technique]
— Partie 311: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
alésoirs monoblocs [Spécification technique]
— Partie 312: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-3: Modélisation des
alésoirs pour plaquettes amovibles [Spécification technique]
— Partie 401: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-4: Modélisation des
attachements de conversion, de rallonge et de réduction [Spécification technique]
— Partie 405: Description des modèles 3D basés sur les propriétés de l'ISO/TS 13399-4: Modélisation des
pinces [Spécification technique]
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ISO/TS 13399-201:2014(F)

Introduction
La présente partie de l'ISO 13399 définit le concept, les termes et les définitions relatifs à la création et
à l'échange de modèles 3D simplifiés de plaquettes régulières pouvant être utilisées avec des modèles
3D d'outils coupants pour la programmation CN, la simulation des processus de fabrication et la
détermination des collisions dans les processus d'usinage. Il n'est pas prévu de normaliser la conception
de la plaquette amovible de perçage elle-même, ni l'outil coupant.
Une plaquette régulière est utilisée en combinaison avec un outil coupant dans une machine pour
enlever la matière d'une pièce par une action de cisaillement sur les arêtes de coupe de l'outil. Les
données de l'outil coupant qui peuvent être décrites par l'ISO 13399 comprennent, sans s' y limiter,
tout ce qui se trouve entre la pièce et la machine-outil. Les informations relatives aux plaquettes, outils
solides, outils assemblés, adaptateurs, composants et leurs relations peuvent être représentées par la
présente partie de l'ISO 13399. La demande croissante de fournir à l'utilisateur final des modèles 3D
pour les besoins définis ci-dessus est à la base de l'élaboration de cette série de Normes Internationales.
L'objectif de l’ISO 13399 est de fournir les moyens de représenter les informations décrivant les outils
coupants sous une forme informatisable indépendante d'un système informatique particulier. Cette
représentation facilitera le traitement et les échanges de données relatives aux outils coupants par et
entre les différents logiciels et plates-formes informatiques, et permettra l'application de ces données
dans la planification de la production, les opérations de coupe et l'approvisionnement en outils. La
nature de cette description la rend adaptée, non seulement pour l'échange de fichiers neutres mais
également en tant que base pour la mise en œuvre et le partage de bases de données produits et pour
l'archivage. Les méthodes utilisées pour ces représentations sont celles développées par l'ISO/TC 184/
SC 4 pour la représentation de données produits en utilisant des modèles d'informations normalisés et
des dictionnaires de référence.
Les définitions et identifications des entrées du dictionnaire sont définies par des données standards
qui consistent en des instances de types de données d'entité EXPRESS définis dans le schéma commun
du dictionnaire, qui résulte des efforts conjoints entre l'ISO/TC 184/SC 4/WG 2 «Caractéristiques du
produit et leurs bibliothèques», l'IEC/TC 3 «Structures d'informations, documentation et symboles
graphiques», le SC3D «Propriétés et classes des produits et leur identification» et de ses extensions
définies dans l’ISO 13584-24 et l'ISO 13584-25.
vi © ISO 2014 – Tous droits réservés

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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 13399-201:2014(F)
Représentation et échange des données relatives aux outils
coupants —
Partie 201:
Création et échange de modèles 3D — Plaquettes
régulières
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 13399 spécifie un concept pour la conception des éléments coupants, limité à
tous les types de plaquettes régulières, utilisant les propriétés et domaines de valeurs associés.
La présente partie de l'ISO 13399 spécifie une façon commune de concevoir des modèles simplifiés
contenant les éléments suivants:
— des définitions et identifications des caractéristiques de conception des plaquettes régulières, avec
un lien vers les propriétés utilisées;
— des définitions et identifications de la structure interne du modèle 3D qui représente les
caractéristiques et les propriétés des plaquettes régulières;
Les éléments suivants n'entrent pas dans le domaine d'application de la présente partie de l'ISO 13399:
— les applications où les données standards peuvent être stockées ou référencées;
— la création et l'échange de modèles 3D simplifiés pour outils coupants;
— la création et l'échange de modèles 3D simplifiés pour des éléments relatifs aux outils;
— la création et échange de modèles 3D simplifiés pour d'autres éléments coupants non décrits dans la
présente partie de la norme ISO 13399;
— la création et l'échange de modèles 3D simplifiés pour les éléments relatifs aux attachements;
— la création et l'échange de modèles 3D simplifiés pour les éléments relatifs aux assemblages et
éléments auxiliaires.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 1832, Plaquettes amovibles pour outils coupants — Désignation
ISO/TS 13399-2, Représentation et échange des données relatives aux outils coupants — Partie 2:
Dictionnaire de référence pour les éléments coupants
1)
ISO/TS 13399-80, Représentation et échange des données relatives aux outils coupants — Partie 80:
Création et échange de modèles 3D — Vue d’ensemble et principes
1) En cours de publication.
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ISO/TS 13399-201:2014(F)

3 Éléments de départ, systèmes de coordonnées, plans
3.1 Généralités
La création de modèles 3D doit être réalisée à l'aide de dimensions nominales.
AVERTISSEMENT — Il n'est pas garanti que le modèle 3D, créé selon les méthodes décrites dans
la présente partie de l'ISO 13399, soit une représentation fidèle de l'outil physique fourni par
le fabricant. Si les modèles sont utilisés à des fins de simulation, par exemple, simulation FAO,
il doit être tenu compte du fait que les dimensions réelles du produit peuvent différer de ces
dimensions nominales.
NOTE Certaines définitions proviennent de l'ISO/TS 13399-50.
3.2 Système de référence
Le système de référence se compose des éléments standard suivants:
— système de coordonnées standard: système de coordonnées cartésiennes rectangulaires dans un
espace tridimensionnel, appelé «système de coordonnées principal» (PCS);
— trois plans orthogonaux: plans situés dans le système de coordonnées contenant les axes du
système, appelés «plan XY» (XYP), «plan XZ» (XZP) et «plan YZ» (YZP);
— trois axes orthogonaux: axes construits comme intersections des 3 lignes de plan orthogonal,
respectivement, nommés «axe x» (XA), «axe y» (YA) et «axe z» (ZA).
3.3 Systèmes de coordonnées
3.3.1 Généralités
En principe, une plaquette a deux systèmes de coordonnées:
— le système de coordonnées principal, qui détermine la position de la plaquette dans l'espace (voir la
Figure 1);
— le système de coordonnées secondaire, qui aide à monter la plaquette sur le corps d'un l'outil (voir
la Figure 2).
3.3.2 Système de coordonnées pour l'emplacement de la plaquette
Le système de coordonnées de référence «PCS» (système de coordonnées principal) définit
l'emplacement de la plaquette dans l'espace. Les déterminations sont les suivantes:
— la plaquette est située dans le quadrant XY;
— les arêtes de coupe sont colinéaires avec le plan XY;
— l'arête de coupe principale est colinéaire à l'axe x positif;
— le point de coupe théorique est sur l'axe y;
— la direction de l'épaisseur de la plaquette est parallèle à l'axe z négatif.
Ces déterminations sont valides pour les plaquettes à droite ou neutres. Les plaquettes à gauche doivent
être réfléchies dans le plan YZ.
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ISO/TS 13399-201:2014(F)

Figure 1 — Système de coordonnées de référence «PCS»
3.3.3 Système de coordonnées pour le montage de la plaquette
Le système de coordonnées de référence «MCS» (système de coordonnées de montage) est placé sur
le plan XY du PCS avec la même orientation que le PCS, comme à la Figure 2, avec les déterminations
suivantes:
— au centre du cercle inscrit de toutes les plaquettes équilatérales et équiangles (styles T, S, O, P, H
selon l’ISO 1832);
— au centre du cercle inscrit de toutes les plaquettes équilatérales mais non-équiangles (styles C, D, E,
M, V, W selon l’ISO 1832);
— au centre du cercle inscrit de toutes les plaquettes rondes (style R selon l’ISO 1832);
— à l'intersection des deux lignes diagonales de toutes les plaquettes non-équilatérales mais équiangles
(style L selon I’SO 1832) et de toutes les plaquettes non-équilatérales et non-équiangles (style A, B, K
selon l’ISO 1832);
— s'il n'est pas possible de créer les lignes diagonales sur les plaquettes de style A, B, K et L, l'origine du
MCS doit être créée au moyen de plans de référence perpendiculaires au plan XY et situés au milieu
de la longueur de plaquette (INSL) et de la largeur de plaquette (W1) et parallèles à ceux-ci.
a) b)
Figure 2 — Système de coordonnées de référence «MCS»
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ISO/TS 13399-201:2014(F)

Si des plaquettes régulières ont une conception spécifique et ne sont pas interchangeables entre les
vendeurs, l'emplacement du MCS est à la discrétion du fabricant; soit sur la face supérieure, soit sur la
face inférieure. L'orientation du système de coordonnées doit suivre les définitions de la présente partie
de l’ISO 13399.
3.4 Plans
Pour faire la distinction entre les plans PCS et MCS, on doit attribuer le préfixe «M» aux plans MCS:
— XYP (PCS) → MXYP (MCS);
— XZP (PCS) → MXZP (MCS);
— YZP (PCS) → MYZP (MCS).
4 Conception du modèle
Les schémas (contour extérieur) et les caractéristiques du modèle de base ne doivent pas contenir de
détails tels que les brise-copeaux, la géométrie de la face ou les parties coupantes inclinées en d'autres
matériaux de coupe. Ces caractéristiques doivent être conçues en tant qu'éléments de conception
séparés après la géométrie de base et regroupées en tant que géométrie détaillée, comme décrit à
l’Article 5.
La structure et la séquence de la modélisation doivent être conservées dans l’ordre décrit. Les symboles
privilégiés définis doivent être pris comme des noms pour les variables.
Les modèles des plaquettes régulières doivent présenter les caractéristiques de conception suivantes:
— géométrie de base;
— géométrie de la configuration des angles;
— géométrie de montage.
Le nombre total de caractéristiques de conception dépend du niveau de modélisation souhaité et de la
complexité des plaquettes.
Dans les systèmes de CAO en 3D, la structure de modèle spécifiée des formes de base des plaquettes est
décrite dans l’Articles 5.
5 Géométrie détaillée
5.1 Plaquettes équilatérales et équiangles et plaquettes équilatérales mais non-
équiangles
5.1.1 Propriétés nécessaires
Le présent article décrit les plaquettes équilatérales et équiangles des formes ISO T, S, H, O, P et les
plaquettes équilatérales mais non-équiangles des formes ISO C, D, E, M, V, W. La modélisation des formes
C, D, E, M, V et S est définie dans le présent article en raison de la caractéristique particulière de la forme
S (carré) qui est similaire à la forme rhombique avec un angle de pointe de la plaquette (EPSR) de 90°.
Pour ce groupe de plaquettes, les propriétés listées dans le Tableau 1 sont valides.
4 © ISO 2014 – Tous droits réservés

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ISO/TS 13399-201:2014(F)

Tableau 1 — Propriétés pour la modélisation des plaquettes équilatérales et équiangles et des
plaquettes équilatérales mais non-équiangles
Nom privilégié Symbole privilégié
arête de coupe principale de l'angle de dépouille AN
angle de dépouille de l’arête de planage AS
b
longueur du chanfrein de pointe BCH
c
longueur de l’arête de planage BS
angle de pointe de la plaquette EPSR
diamètre du cercle inscrit IC
b
angle du chanfrein de pointe KCH
c
angle de direction de l’arête de coupe principale KRINS
a a
longueur d’arête de coupe L
b
rayon de pointe RE
épaisseur de la plaquette S
a
Doit être calculé, dépend de IC et ESPR.
b
Dépend de la configuration de la pointe, ronde ou chanfreinée.
c
Doit être utilisé si une arête de planage est sur la plaquette.
Les informations relatives au code d'interface de connexion doivent être classées en tant que propriétés
dans le modèle et sont nécessaires à l'utilisation du modèle.
NOTE Les informations ci-dessus et d'autres propriétés pertinentes pourraient être incorporées dans le
modèle sous forme de paramètres ou dans un fichier séparé.
5.1.2 Plaquette, forme triangulaire
5.1.2.1 Généralités
La Figure 3 indique les propriétés qui doivent être utilisées pour la modélisation des plaquettes
triangulaires.
Figure 3 — Propriétés d'une plaquette triangulaire
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ISO/TS 13399-201:2014(F)

5.1.2.2 Géométrie de base
La géométrie doit être conçue en tant que modèle solide, comprenant toutes les caractéristiques de
conception dans le système de coordonnées principal «PCS». La position de la plaquette est conforme à
l’ISO/TS 13399-2.
Conceptions du contour:
— Un schéma sans définition de la géométrie des pointes doit être défini pour l'extrusion et les arêtes
coupantes doivent être tangentes au cercle inscrit; le modèle doit être conçu avec ses pointes vives
théoriques;
— Le dimensionnement doit être effectué avec les propriétés listées (voir le Tableau 1).
Le schéma doit être extrudé avec la propriété «épaisseur de la plaquette» (symbole «S») le long de
l'axe z négatif, avec une inclinaison négative de l’«arête de coupe principale de l'angle de dépouille»
(symbole «AN»). Le modèle de base est indiqué à la Figure 4.
Figure 4 — Géométrie de base de la plaquette triangulaire
5.1.2.3 Contour détaillé avec géométrie des pointes
5.1.2.3.1 Généralités
Cette géométrie doit également être conçue en tant que modèle solide. Elle doit avoir les mêmes
déterminations que celles décrites en 5.1.2.2.
Trois contours détaillés différents sont possibles:
— contour avec rayon de pointe;
— contour avec chanfrein de pointe;
— contour avec arête de planage et chanfrein de pointe.
5.1.2.3.2 Contour détaillé avec rayon de pointe
Le schéma d'extrusion doit contenir tous les paramètres décrivant le rayon de pointe. Le schéma doit
être positionné avec sa pointe vive théorique sur l'axe y, comme indiqué dans l’ISO/TS 13399-2.
Le schéma doit être extrudé comme décrit au 5.1.2.2. Les contours de base sont illustrés à la Figure 5.
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ISO/TS 13399-201:2014(F)

Figure 5 — Plaquette triangulaire avec rayon de pointe
5.1.2.3.3 Contour détaillé du chanfrein de pointe
Le schéma d'extrusion doit contenir tous les paramètres décrivant le chanfrein de pointe. Le schéma
doit être positionné avec sa pointe vive théorique sur l'axe y, comme indiqué dans l’ISO/TS 13399-2.
Le schéma doit être extrudé comme décrit au 5.1.2.2. Les contours de base sont illustrés à la Figure 6.
Figure 6 — Plaquette triangulaire avec chanfrein de pointe
5.1.2.3.4 Contour détaillé avec arête de planage et chanfrein de pointe
Le schéma d'extrusion doit contenir tous les paramètres décrivant l’arête de planage
...

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