ICS 25.100.10 J 41
中华人民共和国国家标准
GB/T 164612016 代替GB/T 16461—1996
单刃车削刀具寿命试验
Tool-life testing with single-point turning tools
(ISO 3685:1993,MOD)
2016-02-24 发布
2016-09-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 16461—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草，本标准代替GB/T16461—1996《单刃车削刀具寿命试验》。 本标准与GB/T16461一1996相比，除编辑性修改外主要技术差异如下：
删除了ISO 前言; -删除了前言中附录性质的陈述,增加了标准编制所依据的起草规则,增加了与对应国际标准技术性差异; 修改了引言；修改了规范性引用文件清单；修改了术语的叙述方式；删除了正文中附录性质的陈述; 附录B的表B.1中“S"的含量由“0.02～0.035"改为“最大0.035”；删除附录F中F.1"概述”；部分参考文献用适用的我国文件代替。
本标准使用重新起草法修改采用ISO3685:1993《单刃车削刀具寿命试验》。 本标准与 ISO 3685:1993的主要技术性差异为：
-工件参考材料选用GB/T699中的45钢或GB/T9439中的HT250铸铁，见4.1及附录B中的 B.1 和 B.2; 刀具材料中的高速钢选用GB/T 9943中的非涂层的非钻高速钢（W18Cr4V和 W6Mo5Cr4V2)或钴高速钢(W6Mo5Cr4V2Co5 和 W2Mo9Cr4VCo8),见 5.1.2; 删除附录 F中F.1。
本标准与ISO 3685:1993的编辑性差异为：
删除了前言; 一修改了引言;
-范围的陈述作了调整; -修改了规范性引用文件，用适用的我国国家标准代替引用的国际标准；部分参考文献用适用的我国文件代替。
本标准与ISO 3685:1993存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线（I)进行了标示。
本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国刀具标准化技术委员会(SAC/TC 91)归口。 本标准起草单位：成都工具研究所有限公司。 本标准主要起草人：许刚、查国兵。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T 16461—1996。
1 GB/T 16461—2016
引言
本标准包括可用于实验室和制造单位的单刃车削刀具寿命试验的推荐值。当对切削刀具、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目标，包括在标准中的各推荐的参考材料，都应尽实际所能地采用。
此外，标准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。为上述目的，即使本来已给出推荐值的某些参数,都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常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。 GB/T 16461—2016
单刃车削刀具寿命试验
1 范围
本标准规定了用高速钢、硬质合金和陶瓷单刃车削刀具车削钢和铸铁的寿命试验的推荐程序。试验时涉及下列各因素的规范：工件、刀具、切削液、切削条件、设备、刀具失效和刀具寿命的评定、试验步骤以及结果的记录、评估和报告。本标准未规定验收试验。
在车削试验中,使用下列两种类型来考虑切削条件： a）主要由于磨损而失效的条件，它是本标准主要考虑的条件； b）由于其他现象，如切削刃破裂或塑性变形而失效的条件，这个条件还需进一步研究。 本标准适用于实验室和生产实际中单刃车削刀具的寿命试验，参见附录A。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 145　中心孔 GB/T 699优质碳素结构钢 GB/T1031产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值 GB/T2075切削加工用硬切削材料的分类和用途大组和用途小组的分类代号（GB/T 2075一
2007,ISO 513:2004,IDT)
GB/T2079无孔的硬质合金可转位刀片（GB/T2079-1987,ISO883:1985,EQV) GB/T5343.2可转位车刀及刀夹第2部分：可转位车刀型式尺寸和技术条件（GB/T5343.2
2007,ISO 5610:1998,MOD)
GB/T9239.1一2006机械振动恒态（刚性)转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验(ISO 1940-1:2003,IDT)
GB/T 9439灰铸铁件(GB/T 9439—2010,ISO 185:2005,MOD) GB/T 9943高速工具钢(GB/T 9943—2008,ISO 4957:1999,NEQ) GB/T 12204　金属切削　基本术语 GB/T15306.1陶瓷可转位刀片　第1部分：无孔刀片尺寸（G级）（GB/T15306.1一2008，
ISO 9361-1:1991,MOD)
GB/T15306.2　陶瓷可转位刀片　第2部分：带孔刀片尺寸（GB/T15306.2—2008,ISO9361-2： 1991,MOD)
GB/T 17162机床　速度和进给量(GB/T 17162—1997,ISO 229:1973,EQV) ISO 185　灰铸铁　分类(Grey cast irons一Classification ） ISO683-1热处理钢、合金钢和易切钢第1部分：各种黑色可淬硬非合金和低合金锻钢（Heat
treatable steels,alloy steels and free-cutting steels-Part 1 : Direct-hardening unalloyed and low-alloyed wrought steel in form of different black products)
1 GB/T 16461—2016
3术语和定义
GB/T12204界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
刀具磨损　tool wear 切削时，由于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tool wear measure 为表明刀具的磨损量所要测量的尺寸。
3.3
刀具寿命判据　tool-life criterion 刀具磨损量度的预定阈值或出现某个现象。
3.4
刀具寿命　tool life 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，建议选用下列材料之一作为参考材料，即按GB/T699的45钢或按GB/T 9439的HT250铸铁。这些 |材料的详细规范列在附录B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影响，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，建议在试验报告中列出（见4.2和附录B）。
为了在相当长的时间内都能比较试验结果，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皮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“过渡
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产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士5%以内。
2 GB/T 16461-2016
5.2刀具几何形状 5.2.1 切削刀具的几何形状
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。
0
正交平面(Po)视图
V..
法平面(Pn)视图 %(负)
%(负)+
J刃钝圆
刀刃钝圆
s(负)
刀尖半径rs
副切削刃
主切削刃
-前面
副后面
( /
进给方向
切削平面(P)视图
主后面
图1刀具的角度图
5.2.2刀具的标准几何形状
在刀具的几何形状不是试验变量的所有切削试验中，应选用表1所列的一种几何角度进行切削试验。对硬质合金和陶瓷刀具，应使用夹固刀片型，不应使用焊接或粘接刀片的刀具作参考刀具。
应将刀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，其切削刃应有如下钝圆半径rn：
如r。=0.4 mm,则 rn=(0.02～0.03)mm; 如r>0.4 mm,则 r,=(0.03～0.05)mm。
陶瓷刀具的切削刃截面形状应符合图1放大图的规定。rn的值需经磨削后得到，并在试验报告中说明。
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。
4 GB/T 16461—2016
表１标准刀具角度
单位为度
切削刀具材料高速钢硬质合金
后角"(α)
前角() 25
切削刃刃倾角（入。） 主偏角（c.） 刀尖角(e.)
8 5 6 6
0 5 -6 6
75 75 75 75
90 90 g0 90
+6 -6 6
陶瓷刀具的前角和后角可在切削刃的法平面（)或刀具正交平面（。)内测量，并在和α的右下角加上表示测量平面的适当角标，即或。和αn或α。
5.2.3其他刀具几何形状
对于非常难加工的合金材料，像镍基材料和耐热材料，可能需要偏离标准刀具几何形状。但只有当不可能采用标准刀具几何形状时才应采用。在这种情况下，或当刀具几何形状是试验变量时，下列信息应在试验报告中说明：
a）刀具角度和对应的工作角度值（规定在进给速度为零的条件下,如表1所示）; b）切削刃状况：正常尖锐刀刃、按规定钝圆半径的钝圆刀刃或倒角刃（前面或后面上的倒棱或刃
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
应使用直头粗切刀具。 按GB/T5343.2，刀杆的横截面尺寸h，×b为：整体高速钢刀具:25 mm×16 mm; 硬质合金刀具:25mm×25 mm; 陶瓷刀具:32 mm×25 mm。 刀尖离车床刀架前端面的距离（即悬伸量)为25 mm。 硬质合金刀片是边长为12.7mm，厚度为4.76mm（负前角）或3.18mm（正前角）的正方形刀片（见
GB/T 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
全部切削刀具的所有角度公差为士0.5°（30'）。 在刀尖圆弧半径的弯曲处，圆弧刀尖的切线与主切削刃或副切削刃间的夹角应不大于5°（见图2）。 刀尖圆弧半径（r。）的公差为士0.1Xr。。 刀具基面P.和刀具背平面P，与机床定位轴线Xm和Zm（见ISO3002-2:1982中2.2)之间的平行
度公差为士5°。实际上，当刀尖对中心的距离在0.25mm以内，且当刀具过一固定参考点作横向切人，刀杆顶面（平行于支承平面)和侧面（平行于P，平面)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GB/T2076的G级。
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