【国家标准(GB)】 单刃车削刀具寿命试验

GB/T 16461-1996
本标准等同采用国际标准ISO)3685：1903《单刃年制刀具寿命试验》。本标摊于1996年7月5日甘次发布。本标湘从1997年2月1日起实施。本标准附录A、附录B.附录C.附录I)、附录E、附录F、附录G都是标准的附录本标准附录H是提示的附录。
本标准由全国刀具标准化技术委员会提出并门口。本标准负责起草单位：成都工只研究所。本标准主要起草人：登国兵，许祖德、汪军飞、,?
GE/T16461-1996
ISO前言
IS()(国际标摊化组织)是一个世界性的国家标准闭体(ISO成员体)的联盟。国际标准的制定一般山IS)的技术委员会进行。每个成员体如对某个为此凹建立技术委员会的题目感兴趣，均有权派代表参加该技术委员会的上作，与IS门有联络的政府性和非政府的国际组织也可参加国际标准工作。ISO上iIEC(国际电工委员会)在所有电工标摊化事务方面紧密合作。由技术委员会采纳的国际标准草案，均提交给成员体批准。国际标准的发布需75%以上的投票成员体的赞成。
国际标准 IS0 3685 由 [S0/1C 20 工其技术委员会制定。木第二版度止和代替第--版（ISO3685:1977),它构成技术修改。附录 A,B,C,D,E、F 和 G 成为本国际标推完整的一部分。附录 H 仅为信息性的。GB/T 164611996
由十I503685:1977中的推荐值被工业和试验团体所采用，产生了出版其他常见切削过程的类似推荐值的要求，
铣削刀具寿命试验包括在ISO8688-1和IS08688-2中。早在它们制定的最后阶段.就已认识到需要对单刃车削力具寿命试验的推荐值进行更新。本标准包括可用于实验室和制造单位的推值。当对切削具、工件材料，切削参数或切削液进行比较时,这些推荐值旨在统一步骤以提高试验结果的可靠性和可比性。为了尽可能接近这些日标,包括在标准中的各推荐的参考材料，都应尽实标所能地采用。此外，标谁中的推荐值可用来帮助确定推荐的切削数据或确定限制因素和加工特性值，如切削力、已加工表面特性值和切屑形式等。为！述目的，即使本来已给出推荐值的某些参数，可能必须作为变量用。
本标准所推荐的试验条件本打算用来对具有正带显微组织的钢和铸铁试件用整体高速钢刀具、硬质合金或陶瓷刀具进行车削试验。但是，本标准可进行适当修改后使用，例如，用来对其他工件材料或所开发的专用刀具进行车削试验。规定的推荐值的精度应认为是一个最低要求。与推荐值的任何偏离都应在试验报告中详细说明。心,
中华人民共和国国家标准
单刃车削刀具寿命试验
T'l-life testing with single-point turning toolsGB/T 164611996
idt 1S0 3685 : 1993
本标准观定了用高速钢、硬质合金和陶瓷单刃车削刀具车削钢和铸铁的命试验的推存程序，它适用于实验室和生产实际
在个削中.叫按下列两种类型来考虑切削条件：a）刀其要出于损而失效的案件，b）刀具主要出于H他现象、如切削刃被裂或塑性变形而失效的条件，本标准专们号虑以刀且磨损为主的试验的推伴值，上述第一种类型条件的试验还需进一步研究，本标准规定了用单刃车制刀具作寿命试验时，下列各因索的规池，工件、刀具、切前液、切削条件、设各、刀其失效和为具寿命的评定、试验步骤以及结果的记录、评估和报告。进步的一般资料在附录A(标准的附录)中给出。注1：本标准未规定验收试验，也不作此种使用。2引用标准
下列标准所包含的条文，通过征本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GK699:-88优质碳素结树钢技术条件GB1031—95表面粗糙度参数及其数值CB2075—87切削加工用硬质合金分类、分组代号(GB2079—87尤孔硬质合金可转位刀片GB/T5343.1—93可转位车刀及刀夹型号表示规则GB/T5343.2-93可转位车刀型式尺寸和技术条件GB 6078—85 中心站
GB9239—88刚性转子平衡品质许用不平衡的确定GB9439-88灰铸铁件
GB994388高速上具钢棒技术条件金属切削基本术语
G13/T 12204—91
G13/T15306.1—94陶瓷可转位刀片无孔刀片尺寸（C级）GB/T15306.2—94陶瓷可转位刀片带孔刀片尺寸数字控制机床坐标利运动方询的命名JH3051-83
ISO 185:1988
版铸铁
IS()229:1973抗床—速度剂进给一第一部分：各种黑色可萍硬非合金和低合金锻150)6831:1987热处理钢、合金钢和易切削钢—国家技术监督局1996-07-05批准1997-02-01实施
3定义
本标准采用下列定义。
GB/T16461—1996
3.1刀具糜损切削时，由丁刀具材料的逐渐失去或变形，造成刀具形状与其原始形状的变化，3.2刀具磨损量度为表明刀具的磨损量所要测量的尺计3.3刀具寿命判据刀具磨损量度的预定门槛值或出现某个现象。3.4刀具寿命达到刀具寿命判据所需的时间。4 工件
4.1工件材料
原则上.各试验者可按其需要任选工件材料，但是，为了提高各试验者所得试验结果间的可比性，建选用下列材料之一作为参考材料，即按GB699的45或按GB9439的HT250铸铁。这些材料的谢细规范列在附录B(标准的附录)中。材料在规范内的变化会对其可加工性产生影响。若要求供应规范较严格的工件材料以减少此类形响,应与供方协商。
有关工件材料的信息，例如，牌号、化学成分、物理性能、显微组织，硬度、工件材料的生产工艺过程（如热轧、锻造、铸造或冷拉)和各种热处理的全部细节，建谋在试验报告中列出（见4.2条和附录B)。为了在相当长的时间内都鞘比较试验结果，建议试验者持有足够量的参考材料以满足长时期对材料的需求。
4.2工件的标准条件
除需检验表皮的影响以外，试验前应将所有轧制氧化残或铸造表皮切除干净。为了最大限度地减小前一次试验所残留下来的亚表面变形，工件台阶上的塑性变形表面，即“过度表面\以及其他任何会与试验刀具相接触的熨光或不正常加工硬化的表面均应在试验前用锐利的刀具切除干净。但是，这不包括应把前一次走刀在试棒上正常生的加工硬化表面切除。工件的长度与直径比不得大于会发生振动的最小值，当发生振动时，试验必须停止。不推荐长度与直径比大于10。
应在每个试棒或管形试件的一端的整个横截面上测定工件材料的硬度。在预计硬度有明显变化的地方，应进行测量以确切地了解硬度值是否落在规定的界限内。应在试验报告中说明测量点的位置和测量方法。建议一批材料的硬度变化应尽可能的小。参考材料和类似材料的实际硬度值在平均硬度值的土5%以内。切削试验只应在硬度处于原始硬度规范所规定的界限内的直径范围内进行。推荐对工件材料作定金相学分析(如显微组织、晶粒大小、杂质计算等），当这不切合实际时，在报告中应有显微照片，其放大比在×100至×500范围内。在生产零件上进行切削试验时，应利用该切削工序中正常使用的具。卡盘和主轴应稳定，并经良好平衡（平衡的评价方袜见GB9239）。当把工件固紧在卡盘或拨盘与顶尖之间时，应特别小心，以免在工件上产牛任何弯出载。当工件直径大于90mm时，推荐使用拨盘。推荐采用按GB6078的直径为6.3mm带120°护锥的中心孔。5刀具
原则上，各试验者可按其需要任选试验刀具。是，伪「提高各试验者所得试验结果间的可比性，推荐使用下面所规定的参考力具形状和刀具材料中的一应?
GB/T16461—1996
5.1刀具材料
在乃具材料本身不是试验变量的所有切削试验中，试验者应确定一合适的参考刀具材料进行研究。原则上，试验者可按其需要任选试验刀具材料。但是，为了提高各试验者所得试验结果闻的可比性，摊荐采用本条指定的参考材料中的一种作为试验材料、在规范内的材料可能并不相同从而影响性能，为将其影响减小到最低程度，应与供方协商对刀具材料规定较严的条款以保证尽可能人的一致性。为了在相当长的时间内能比较试验结果，建议试验者持有足够量的参考刀具材料以满足长时期对材料的需求，
参考刀只材料应未经任何涂层和表面处理。如果刀具材料本身、涂层或表面处理是试验变量则对材料的分类、物理性能、显微硬度和工艺过程等需详继披告。
5.1.1高速钢
高速钢参考儿具材料应为非涂层的非钴高速钢（W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2）或钻高速钢（W6Mo5Cr4V2Co5和W2Mo9Cr4VCo8）.这些材料应符合GB9943。5.1.2硬质合金
硬质合金参考刀具材料，遵照GB2075，按用途分类，加工钢为P10，加工铸铁为K10。由于各生产厂的相同用途组的硬质合金牌号可能不相同，未必可予比较，因此，推荐选择某一供应商的待定牌号作为参考牌号。
5.1.3陶瓷
它们必须是可以大量提供的牌号；并且其戒分和物理性能应尽可能详细地在试验报告中说明。参考陶瓷应为：
a）AI,O,基，AI,O,含量至少为70%，添加其他硬材料，如ZrO.，碳化钛(TiC)或氨化钛(TiN)。b）Si,N，基，Si,N，含量至少为90%，添加Y,O,和或Al,Oa5.1.4其他刀具材料
当刀具材料本身是试验变量时，材料的分类，如果可能，还有化学成分、硬度和显微组织应在试验报告中说明。
5.2刀具几何形状
5.2.1切削刀具的几何形状
切削刀具几何形状的定义按GB/T12204的规定。图1所示为确定单刃切削刀具的切削刃方位、前面和后面所必需的角度。5.2.2刀具的标准几何形状
在刀具的儿何形状不是试验变量的所有切削试验中，应选用表1所列的一种儿何角度进行切削试验。对质合金和陶瓷刀具，应使用爽固刀片型，不应使用焊接载粘接刀片的刀兵作参考刀具。应将力具正确地安装在机床上，为此，应使刀尖对准中心，使刀杆垂直于工件的旋转轴线安装。对只用于切削钢和类似合金的硬质合金刀具，其切削刃应有如下镶圆半径。如r,=0. 4mm,则r,=0.02~0.03 mm-如 r,>0. 4 mm,则r,=0. 03~0. 05 mm.陶凳刀具的切削刃截面形状应符合图1放大图的规定。的值需经磨前后得到，并在试验报告中说所有其他的切削刀具都应具有按5.3.5规定的磨削或精磨工序磨出的尖锐刀尖。by?
刃尖半径rWww.bzxZ.net
生切前刃，
进给方向
切削刀具材料
商速谢
硬质合金
前角\
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正交平而(P。)视图
法平面P,视图
(负),
一酪切削势
一前面
小刃钝圆
一副后面
切削平面(P）视图
主后面
图1刀具角度图
表 1 标准刀具角度
后角“
切削刃倾角
主偏角
单位；度
刀尖角
1）刀具的前角和后角可在切前刃的法平面(p.)或刀具正交半面(p>内测量，并在和的右下角加上表示测垒平面的适当角标,即,或。和。或。5.2.3其他刀儿何形状
对于非常难加工的合金材料，象镍基材料和耐热材料，可能需要偏离标准力具几何形状。但只有当不可能采用标准刀具几何形状时才应采用。在这种情说下，嵌当刀其几何形状是试验变量时，下列倍息应在试验报告中说明：
a）刀具角度利对应的上作角度值（规定在进给速为岑的条件下，如表1所示)：b）切削刃状况，正常尖锐刀刃，按规定钝圆半径的圆刀刃或倒角刃（前面或后面「的倒梭或力带的宽度及角度），
5.3刀具的标准条件
5.3.1刀具的型式和尺寸
应使用直头粗均刀具。
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按GB/T5343.2，刀杆的横面尺寸hXh为：整体高速钢刀具：25mm×16mm
硬质合金力具;25 mmX25 mm
陶瓷具：32mm×25Imt
刀尖离车床刀架前端面的距离（即忌伸量)为25mm，硬质合金刀片足边长为12.7mm，厚度为4.76mm（负前角）或3.18mm（止前角）的正方形刀片（见G热2079）。
按GB/T15306.1和GB/T15306.2，陶瓷刀片是边长为12.7mm，厚度为4.76mm的正方形刀片。
5.3.2公差
全部削刀具的所有角度公差为10.5（30°）。在刀尖圆孤半径的变曲处，圆弧刀尖的切线与主切削刃或副切削刃间的夹角应不大十5（图2)。刀尖圆烦半径(r,)的公差为士0.1X。刀具基面P,和刀具背平面P（见GB/T12201)与机床定位轴线X.和7.m（见IS0)3002-2:19822.2)之间的平行度公差为0.5°。实际上，当刀炎对中心的距离在0.25mm以内，且当具过固定参考点作横向切入，刀杆顶面（平行丁支承平面）和侧面（平行于P，而）产生的偏差，每50mm的横向运动不超过士0.4mm时，此要求即能满足（见图3)。除上面指明外，硬质合金和陶瓷刀片的公差应相当于GB2076的G级。图2圆弧刀尖的放大图
5.3.3刀具表面粗糙度
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.5\(或+0.5\)
+0.5或-0.5\）
图 3 平行度公差
刀具前面和后面的粗髓度R,应不超过 0.25 μm(按GB1031测量)。刀片支承面的平面度误差应不超过0.004 m：+
高速钢刀具切削刃上不应有毛刺和薄刃，通常可用油石细心地轻轻地研磨刀具的前面和后面将毛刺和薄刃去除。
试验前，应对每个待试验的切削刃，用至少10倍的放大镜检验其可见缺陷，如崩刃或裂纹等，若可能，应即行消除，否则该具将不予使用。5.3.4装刀片的刀杆
切削试验的刀杆应满足下列条件。几何角度应按表1所示。
刀杆上装上刀片的角度公差应为士0.530°），单是乃杆的公差为士0.2°(12'）。刀杆上安装可转位刀片用刀片槽的角度应按图4的规定。90±0.3°(18')
可转位刀片
刃托：
图4刀片和刀杆上刀件槽的垂直度刀杆材料应为抗拉强度不低于1200N/mm(1200MPa)的钢。?
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刀杆底面的平面度在全部长度和宽度上不人于0.「mm。刀杆前面或支承刀片的表面,其平面度不大于 0.01 nm可转位月片的底两神出刀杆支承的量不大于0.3mm(见图5)。断历块的高度，距离和装来刀片的方法应在试验报告巾说期（见5，3.7）、片
和A的交线
断屑器上定义点，
斯屑器作用面
切削刃逐定点
断屑斜角
5.3.5高速钢刀具的磨
图5刀具伸出量和断屑器图
操作顺序，砂轮种类，切削数据和推荐程序应从砂轮制造商处获取，压块
对下正前角刀具,随后磨出的刀尖高度将比前一次磨出的为低,刀尖高度减低量应不超过 5 mm,否则必须按原始高度磨出新的前面。砂轮作用周边的切削方向应大致垂直于力具主切削刃;并沿离开主切削刃的方向越过被摩削的刀其表面。
当用\-型砂轮时,相对亚被磨表而的进给运动方向可与秒轮切削方向相一致或相反。刃时·有发牛过热的危险，尤其是当磨床的深度利进缔调整不能完全加以控制的时候更应特别注意。道常，过热总伴随有氧化色出现。有时.过热的额色虽不明显，但仍可账响硬度。因此，成检验硬度。刃磨后·应在尽可能靠切削刃的后面或前面1测量刀具的硬度，该硬度应与以前在刀具材料上测得的硬度相当，如果刃磨后未达到该度值，就应再进行刃糜或问后切割，直到达到所要求的硬度为止。试验后的刀具应恢复如图1.图2和表1所示的形状，重磨时,刀H,上往后刃磨至少应超过磨损痕迹 2 mm。感须使刀具的儿何形状保持图1、图2和表1的规定，应留心保证刀尖未向旁侧偏移。5.3.6硬质合金陶瓷
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应采用接制造商供货条件供应的刀片，不需重新刃磨。5.3.7断屑器
除非断屑器本身是一个试验变量或必须断屑，否则在高速钢刀具上不必应用断屑器。当用硬质合金和陶瓷刀其时，则允许应用断历器。并且，在使用这些刀具材料时，考虑到安全因素，常常需用断屑器。如使用断消器，应将其平放在可转位刀片1。断屑器与刀片相接触的表面的平面度应不超过0. 004 mm.
断屑斜角e（见图5)是断屑器与刀只前面的交线和主切削刃直线部分之间的爽角。为了得到可接受的切屑形式，并为了将切屑导向或导离工件，对丁不同的工件材料，角度是可以改变的，见GB/T 12204.
断屑台锲角（m），即断屑器作用面与前面的夹，在55°和60°之问。应选择断屑台距离1以得到可以按受的切屑形式（见图5)。实际断屑台距离应在报告中说明。对于陶瓷刀具，考虑到切削刃破损的危险，距离不应过小。注2：应特别注意，使用或不使用断屑块时，月牙洼的形状不同。6切削液
当用高速钢刀具切削钢工件时，除了是进行高速钢刀具的毁坏性试验（见8.2.1），郁应使用切削液。
当用硬质合金或陶瓷刀具切削钢工件时，般不使用切削液。必须清楚地说明切削液的商标，或者说明其实际的成分、实际浓度、水的硬度（当用作稀释液时)和溶液或乳化液的pH值。
当使用切削液时，切削液应淹没\刀具的切削部分。其流速不低于3L/min，或按金属切除率每cm/min不低于0. 1 L/min,应选用较高流速。对喷嘴直径、流遵和蓄液箱的温度都应作出报告。7切削条件
7.1标准切削条件
对所有进给量于、背吃刀量a,或刀尖圆弧半径r不是主要试验变量的试验，其切削条件应按表2所列的组合中的-种或几种，
表2标准切削条件
切削杀件
进给量 f,
背吃片量a：
刀尖圆弧半径，
进给量的公差为
%（按ISO229)。
背吃刀量的公差是士5%。
刀类圆弧的切削刃几何形状按5.3.2.B
注3：使用了符合(GB/T 12204中的代号。7-2其他划削条件
如果不可能选用标准切削条件中之任一组合，或当进给最、背吃刀量或刀尖圆弧半径是试验变垫*
GB/T 16461-1996
时推荐一次只改变一个参数，并月所选的值应在图6所示兰角形面积内指定进给量和背吃刀量的相交点上。三角形面积的界限按表3规定选取。刀尖半径mm
进给量f,mm/r
图6切削条件的界限
表3，其他切削条件的界限
最小背吃刀甚
最大背吃刀量
最大进给量
1)较小的背吃刀量会使刀具彝损测量较困难和精度较抵。○=标准切前条件
2倍刀尖圆引半径\
10倍进给量
0.8倍万尖面弧半径
7.3、切削速度
切削速度，以每分钟米(m/min)表示，应按有待切除之面即待加工表面的直径确定，而不应按切削后的丧面即已加工表面的直径确定。并且，应在刀具已经切入工件后测最切削速度，以考虑因切削作用造成的任何速度损失。
每种切削条件至少应选用四种不同的切削速度，但对陶瓷刀具，考虑材料消耗，限制在选用三种切
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