ISO 3685:1977
(Main)Tool-life testing with single-point turning tools
Tool-life testing with single-point turning tools
Essais de durée de vie des outils de tournage à partie active unique
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL STANDARD 3685
~~~ ~ ~ ~ ~ ~~~~~~~
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEXLIYHAPOLIHAR OPïAHAJALlMR II0 CTAHnAPTH3ALIKH *ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
e
Tool-life testing with single-point turning tools
Essais de durée de vie des outils de tournage à partie active unique
First edition - 1977-05-15
-
w
-
UDC 621.941.025 : 620.178.3 Ref. No. IS0 3685-1977 (E)
h
rir
E
U) Descriptors : tools, cutting tools, lathe tools, metal working, tests, cut tests, fatigue tests, wear tests, life (durability), wear, test
conditions, reference materials, test results, technical data sheets.
8
rY
O
??
Price based on 40 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 member bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 technical committees. Every
member body interested in a subject for which a technical committee has been set
up 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.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated
to the member bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the IS0 Council.
International Standard IS0 3685 was developed by Technical Committee
lSO/TC 29, Srna// tools, and was circulated to the member bodies in April 1975.
It has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia Mexico Switzerland
Belgium Netherlands Turkey
Czechoslovakia Poland United Kingdom
France Portugal U.S.A.
Germany Romania U .S.S. R.
Hungary South Africa, Rep. of Yugoslavia
Israel Spain
italy Sweden
The member bodies of the following countries expressed disapproval of the
document on technical grounds :
Austria
Japan
0 International Organization for Standardization, 1977
Printed in Switzerland
II
---------------------- Page: 2 ----------------------
CONTENTS
Page
O Introduction . 1
1 Scope and field of application . 1
2 References . 1
3 Workpiece . 2
3.1 Workmaterial . 2
3.2 Standard conditions for the workpiece . 3
4 Tool . 3
4.1 Toolmaterial . 3
4.2 Tool geometry . 4
4.3 Standard conditions for the tool . 5
5 Cuttingfluid . 7
5.1 Reference cutting fluid . 7
5.2 Other cutting fluids . 7
5.3 Standard conditions for the cutting fluid . 7
6 Cutting conditions . 7
6.1 Standard cutting conditions . 7
6.2 Other cutting conditions . 8
6.3 Cuttingspeed . 8
7 Tool-life criteria and tool-wear measurements . 8
7.1 Tool-life criteria . 8
7.2 Tool-wear measurements . 11
8 Equipment . 11
8.1 Machine-tool . 11
8.2 Other equipment . 11
9 Tool-life test procedure . 12
10 Recording and reporting results . 13
10.1 Tool-life tests . 13
10.2 Data sheets and diagrams . 14
10.3 Evaluation of tool-life data. . 14
Annexes
A General information . 17
B Grinding of high-speed steel . 18
C Tool-wear and tool-life criteria . 20
D Datasheets . 23
E Preliminary tool-life test . 26
F Evaluation of tool-life data . 27
G Chipforms . 41
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IS0 3685-1977 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Tool-life testing with single-point turning tools
O INTRODUCTION
If, for some reason, it is necessary to deviate from the
specifications given in this International Standard, this
Tool-life testing has been carried out for at least 75 years,
shall be reported in detail.
in tremendously increasing volume, but under a variety of
I)
cutting conditions and methods having little in common NOTE - This International Standard is not an acceptance
with each other. Thus, a need exists for standardization of test and it is not advisable to use i as such.
tool-life testing conditions applicable not only in labora-
I
tories but also in production plants.
The test conditions have been specified in such a way that
the different factors which affect the results of tool-life
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
testing will all be under a reasonable and practical degree
of control. This International Standard establishes specifications for
the following factors of tool-life testing with single-point
This International Standard has been so framed that it can
turning tools : workpiece, tool, cutting fluid, cutting con-
be directly applied to industrial testing and in research. For
ditions, tool wear and tool life, equipment, test procedures,
research purposes, however, this International Standard
recording and reporting and presentation of results.
should be considered to be only a minimum set of con-
ditions, since greater attention may have to be given to the Further general information is given in annex A.
factors which affect the variability of the tool-life values.
Although the test parameters are standardized, any one or
more of them may become variables in any given test when
they are the quantities being examined.
2 REFERENCES
The limits of the specification of the reference materials
IS0 3, Preferred numbers - Series of preferred numbers.
are left rather wide for practical reasons. It should be
II)
understaod that results may vary from batch to batch. If
IS0 80, Rockwell hardness test (6 and Cscales) for steel. I)
reproducibility is essential, special requirements should be
discussed with the supplier of the work material.
IS0 8 1, Vickers hardness test for steel (load 5 to 1 O0 kgf).
The specifications for test conditions given in this Inter-
ISOIR 185, Classification of grey cast iron.
national Standard are primarily suited to testing on steel
IS0 229, Machine tools - Speeds and feeds.
and cast iron work materials. However, with suitable
modification they can also be made applicable to testing
ISOIR 468, Surface roughness.
on other materials.
IS0 513, Application of carbides for machining by chip
The specifications for test conditions are also mainly
removal - Designation of the main groups of chip removal
applicable to tool-life testing in which the tool wears at a
and groups of application.
conventional rate and in a conventional manner. However,
it is evident that they may also be applied to some types IS0 525, Bonded abrasive products - General features -
of accelerated tool-life testing. Designation, ranges of dimensions, and profiles.
In preparation. (Revision of ISO/R 80-1968 and ISO/R 81-1967.)
1)
1
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IS0 3685-1977 (E)
The steel shall be deoxidized with aluminium and the
ISOIR 643, Micrographic determination of the austenitic
minimum aluminium content shall be 0,Ol %. Special
grain size of steels.
deoxidants shall not be used.
lSO/R 68311 I I, Heat-treated steels, alloy steels and free-
cutting steels - Part 111 : Wrought quenched and tempered
The nitrogen content, being to some extent dependent on
unalloyed steels with controlled sulphur content.
the steelmaking source, shall be as follows :
Source Nitrogen content
IS0 1832, indexable (throwaway) inserts forcutting tools -
Designation - Code of symbolization.' '
Open hearth or Oxygen
0,003 to 0,006 %
IS0 2854, Statistical interpretation of data - Techniques
convertors
of estimation and tests relating to means and variances.
Arc, single slag 0,004 to 0,008 %
IS0 300211, Geometry of the active part of cutting tools -
It will be necessary to analyse the steel for nitrogen. The
General terms, reference systems, tool and working angles.
steel shall be purchased to ISO/R 683/1 I I delivery con-
IS0 3534, Statistics - Vocabulary and symbols. dition 1 (chemical analysis only). The limits of the elements
and deoxidation practice shall be discussed with the steel-
IS0 5479, Statistical interpretation of data -
Test for
maker and analyses of C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, P, s, V, Cu,
departure from normality. 2,
AI and N requested at the time of the order.
The minimum initial test bar diameter shall be 100 mm,
3 WORKPIECE
but the actual initial diameter shall be reported.
The test bars, after being cut to length, shall be normalized
3.1 Work material
to a Brinell hardness of 180 to 200 HB. The actual hardness
In all cutting tests in which the work material is not itself
shall be reported.
the test variable or is not itself an important parameter, the
investigation shall be conducted on the appropriate one of
3.1.2 Cast iron
the reference materials indicated in 3.1 .I, 3.1.2 and 3.1.3.
The cast iron reference material shall be supplied to
In the exceptions quoted, however, it is desirable to conduct
ISOIR 185, grade 25, with a Brinell hardness of 200 to
tests on a reference material for comparative purposes.
220 HE.
The provision of a well-defined reference work material
If available, the following material shall be used.
shall be discussed with the manufacturer.
The microstructure throughout the entire volume of each
3.1.1 Steel
cast iron test bar shall consist essentially of a matrix of
100 % pearlite with flake graphite within the following
The steel reference material shall be a hot-rolled medium
specification :
carbon steel of the following composition corresponding to
steel C 45 ea, in conformity with ISOIR 6831111.
- pearlite 100 %
- free iron carbide 0%
- free ferrite 5 % max.
C% Mn % S% P%
Si %
- steadite (iron-iron phosphide
0'42 0.1 5 0.50 0,02
eutectic) 5 % max.
to to to to 0.035 rnax.
- graphite flake graphite
0.50 0,40 0.80 0,035
only
3.1.3 Other work materials
Where the work material is not one of the reference ma-
terials, if possible the grade, chemical composition, physical
properties, microstructure and complete details of the
processing route of the work material (for example hot-
rolled, forged, cast or cold drawn) and any heat treatment
shall be reported.
1) At present at the stage of draft. (Revision of lSO/R 1832-1971.)
2) At present at the stage of draft proposal.
2
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IS0 3685-1977 (E)
3.2 Standard conditions for the workpiece 4.1.1 High-speed steel
All mill scale or casting skin shall be removed by clean-up
The composition of the reference tool material shall be as
cuts before testing, except when the effect of the scale is follows :
being tested.
C% I Si % I Mn %
The metal forming the surface of the shoulder, i.e. "the
0.80 to 0.85 I 0.10 to 0.40 I 0.1 O to 0.40
transient surface", and any other burnished or abnormally
work-hardened surface on the workpiece which can come
in contact with the test tool shall be removed with a sharp
Ci % I Mo % I W%
clean-up tool prior to testing in order to reduce as much as
4.0 to 4.25 1 4.75 to 5.25 I 6.0 to 6.5
possible the residual sub-surface deformations due to the
previous test. However, this does not include removal of
the normally work-hardened surface on the test bar
I V% I P% I S% 1
produced by the previous passes of the tool.
1 1.7 to 2,l I 0.03 rnax. I 0,03 max. 1
The length/diameter ratio of the workpiece shall be not
The heat treatment of the pre-ground toolbits shall be as
more than the minimum ratio at which chatter occurs. The
follows :
test shall be stopped when chatters occurs. A length/diam-
eter ratio greater than 10 is not recommended.
Annealing : The tool material shall be annealed from a
temperature not exceeding 850 OC, followed by furnace
The hardness of the work material shall be determined over
cooling (where possible the cooling rate should not exceed
the complete cross-section of one end of each test bar.
30 OC/h).
The cutting test shall be conducted only on the bar in the
Pre-heating : Pre-heat at 850 OC. When desired, a prior
range of diameters where the hardness lies within the
pre-heat at 650 "C is permitted.
limits given by the original hardness specification.
Hardening: Harden between 1220 and 1 24OoC. The
(as regards microstructure,
Quantitative metallography
holding time shall be adjusted according to batch size and
grain size, inclusion count, etc.) of the work material is
furnace size. Where possible, neutral salt-baths should be
recommended but when this is not practical, photomicro-
used as the heating media. The approximate time at tem-
graphs shall be included in the report. The magnification
perature shall be 2 min.
shall be in the range 100 to 500 X.
Quenching : The toolbits shall be quenched in oil or in a
In machining tests carried out on production components,
salt-bath followed by air cooling.
the fixing devices normally employed in the process shall
be utilized.
Tempering: Temper between 550 and 560°C for two
periods of 1 h each at full temperature. Followinga hardness
The chuck and the spindle shall be stable and well balanced.
test, the material shall be tempered a third time at a tem-
When fixing the workpiece between a chuck or a face-plate
perature suitable to obtain a hardness of 65I 1 HRC
and a centre, special care shall be taken to prevent any
corresponding to 846 I23 HV and shall be checked ac-
bending loads on the workpiece.
cording to ISO/R 80 and ISO/R 81.
A centre hole of 6.3 mm diameter with 120" protecting
If the required hardness is achieved after the second temper,
chamfer is recommended.
then the third temper shall be carried out at 550 OC.
After heat treatment, the grain size shall be approximately
4 TOOL
intercept No. 12 (ISO/R 643). The actual value shall be
recorded.
4.1 Tool material
In all cutting tests in which the tool material is not itself
4.1.2 Sin tered carbide
the test variable or is not itself an important parameter, the
investigation shall be conducted with the appropriate one
The use of sintered carbide from "Tool Material Banks"' )
of the reference tool materials indicated in 4.1.1, 4.1.2,
is recommended. If this is not possible, the carbide grades
4.1.3 and 4.1.4. In the exception quoted, however, it is
to be used shall belong to the IS0 groups of application
desirable to conduct tests with a reference tool material
P 10 or P 30 for machining steel and K 10 or K 20 for
for comparative purposes. machining cast iron in accordance with IS0 513.
~~ -
1) For example, indexable inserts manufactured especially for testing purposes,
3
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IS0 3685-1977 (E)
4.2 Tool geometry
Since carbide grades of the same IS0 group of application
vary between producers (and were therefore not compar-
able, at the time of drafting this International Standard)
4.2.1 Cutting tool geometry
and to a lesser extent between batches, the performance
The cutting tool geometry is defined in accordance with
of inserts should be calibrated against inserts from a "Tool
IS0 3002/1.
Material Bank" if possible.
Figure 1 illustrates those angles which are necessary to
define the orientation of the cutting edges, face and flank
4.1.3 Ceramics
of a single-point cutting tool.
These shall be of commercially available grades and the
composition and physical properties shall be reported in
4.2.2 Standard tool geometry
as much detail as possible.
All cutting tests in which the tool geometry is not the
test variable shall be conducted using one of the tool
4.1.4 Other tool materials
geometries given in table 1. In the case of sintered carbide
and ceramic tools, these shall be of the clamped insert
Where the tool material is the test variable, the material
classification, and, if possible, chemical composition, tools shall not be
type. Brazed or adhesive-bonded insert
hardness and microstructure shall be reported.
used as reference tools.
.,
Section along tool
normal plane (P,)
or tool orthogonal
(Po)
plane
Minor flank
Major cutting edge
Major flank
??rFace A
FIGURE 1 - Illustration of tool angles
Cutting Cutting
Cutting
Included
edge
tool Rakel) Ctearancel) edge
angle
material inclination angle
O!
Y is f r
75 90
High-speed steel 25 8 O
+6 5 O 75 90
Sintered carbide
-6 6 -6 75 90
Ceramic -6 6 -6 75 90
4
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IS0 3685-1977 (E)
The tool shall be set on the machine correctly. This is The tolerance for the corner radius (re) shall be k 0.1 x re.
accomplished by setting the corner on centre and setting
the tool shank perpendicular to the axis of rotation of the
workpiece. For carbide cutting tools used for machining
steel and similar alloys only, the cutting edge shall have
a radius rn such that :
- if re = 0,4 mm, then rn = 0,02 to 0,03 mm;
- if re > 0,4 mm, then rn = 0,03 to 0,05 mm.
For ceramic tools the condition of the cutting edge shall
be reported. All other cutting tools shall be used with the
normally sharp edge produced by the grinding or finishing
operations indicated in 4.3.5.
Rounded corner tangent
(blend angle)
FIGURE 2 - Details of rounded corner
@ 4.2.3 Other tool geometries
Alloys unusually difficult to machine, such as nickel base
The tolerance on parallelism between the axis of the tool
and refractory materials, may require a departure from the
shank and both the tool reference plane P, and the tooi
standard tool geometry, but such a departure shall only
black plane P, (see IS0 3002/1) shall be k 0,5". In practice,
be made when it is impossible to employ the standard tool
this requirement is met when the corner is on centre
geometry. In such a case or where tool geometry is the test
within if- 0,25 mm and the infeed of the tool past a station-
variable, the following information shall be reported.
ary reference point produces a deviation of the top and side
- values of the tool angles and the corresponding
surfaces of the tool shank not in excess of k 0,4 mm per
working angles (specified for the condition where the
50 mm of infeed motion.
feed speed is zero as shown in table 1 );
The tolerances of sintered carbide and ceramic inserts shall
- condition of the cutting edge : normally sharp, correspond to IS0 1832 class G, except as indicated above.
rounded to a specified radius or chamfered (the widths
and angles of any lands on the face or flank).
4.3.3 Tool finish
The roughness Ra of the face and flank of the tool shall
not exceed 0,25 pm (measured according to IS.O/R 468).
4.3 Standard conditions for the tool
The deviation from flatness of the supporting face of an
e
4.3.1 Tool type and size
insert, except in the immediate vicinity of its edges, shall
not exceed 0,004 mm.
A straight roughing tool shall be used.
The cutting edge on high-speed steel tools shall have neither
The shank cross-section for toolholders shall be
burrs nor feather edge. These may be removed by careful
25 mm x 25 mm and for solid high-speed steel tools
light honing of the face and flank surfaces of the tool.
25 mm x 16 mm.
Each cutting edge to be used in testing shall be examined
The distance from the corner of the tool to the front of
at a minimum magnification of 10 X for visual defects such
the lathe tool post holder (overhang) shall be 25 mm.
as chips or cracks. The defect shall be corrected if possible,
otherwise the tool shall not be used.
Sintered carbide inserts shall be 12,7 mm square and with
a thickness of 4,76 mm for negative rake and 3,18 mm
for positive rake.
4.3.4 Toolholders for inserts
4.3.2 Tolerances
For cutting tests, toolholders shall meet the following
conditions :
Tolerances for all tool angles shall be k 0,5" (30') for the
complete cutting tool. The geometry shall be as indicated in table 1.
a tangent to the rounded corner and the
The angle between The tolerance on the angles for toolholder plus inserts
major or minor cutting edges at the point where these blend
shall be * 0,5" (30') and for the toolholder alone 2 0.2"
shall not be greater than 5". (See figure 2.) (12').
5
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IS0 3685-1977 (E)
The profile of the tool shall be restored after testing as
The angle for locating the indexable insert in the toolholder
shown in figures 1 and 2 and table 1.
shall be as specified in figure 3.
When regrinding, the tool shall be ground back at least
2 mm beyond the wear marks as indicated in figure 5. The
tool geometry has to be maintained as specified in figures 1
and 2 and table 1. Care shall be taken to ensure that the
tool corner has not been displaced sideways.
For tools having a positive rake, each subsequent corner
shall be lower than the preceeding one. The decrease in
lndexable insert
tool corner height may not exceed 5 mm, otherwise a new
I
rake face must be ground at the original height.
Toolholder
After regrinding, the hardness of the tool sh'all be measured
€
as near as possible to the cutting edge.
on the flank or face
The hardness shall correspond to the previously measured
FIGURE 3 - Tolerances on squareness of insert
hardness of the tool material. If this hardness value is not
and toolholder location
obtained after regrinding, further grinding or cutting back
shall be performed until the desired hardness is achieved.
The toolholders shall be steel with a tensile strength not less
than 1 200 N/mm2 (1 200 MPa).
There is a danger of over-heating, especially when the
grinding machine does not permit a perfect control of
The flatness of the base of the toolholder shall be within
depth setting and feed. Over-heating is usually followed by
0,l mm over the length and width of the toolholder.
oxidation colours but when colours are not obvious,
The faces on the toolholder or the shim supporting the
over-heating may still influence the hardness. Therefore, a
insert shall be flat to within 0,Ol mm.
hardness check shall be made.
The underside of the indexable insert shall not project over
the supporting face of the toolholder by more than 0,3 mm
(see figure 4).
4.3.6 Carbide and ceramic inserts
The chipbreaker height and chipbreaker distance and the
These inserts shall be machined all over and, where grinding
method of clamping the insert shall be reported.
is employed, diamond shall be the grinding medium. These
inserts shall not be reground.
Chipbreaker active face
Chipbreaker height
4.3.7 Chipbreaker
A chipbreaker shall not be used on high-speed steel tools
unless the chipbreaker is itself a test variable or if
chipbreaking is necessary. The use of a chipbreaker is
permissible when testing with sintered carbide and ceramic
tools. A chipbreaker is often required when using these tool
materials as a safety factor.
77- Chipbreaker distance (IB,,)
The chipbreaker,
if used, shall rest flat on the indexable
insert. The deviation in flatness of the face of the chipbreaker
in contact with the insert shall not exceed 0,004 mm.
(p,y) shall be zero such that the line
The chipbreaker angle
of intersection of the chipbreaker and the tool face is
parallel to the straight portion of the major cutting edge.
The chipbreaker wedge angle (uB), i.e. the angle between
the active face of the chipbreaker and the tool face shall
FIGURE 4 - Illustration of insert overhang be between 55 and 60 degrees.
and chipbreaker
The chipbreaker distance shall be chosen so that an accept-
able chip form is achieved (see figure 4). The actual
4.3.5 Tool grinding of high-speed steel
chipbreaker distance shall be reported.
The sequence of operations for original grinding and
NOTE - Particular attention shall be paid to the fact that the
regrinding prior to testing is given in annex B. crater can be different when turning with or without a chipbreaker.
6
(/I,),
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IS0 3685-1977 (E)
= original tool
Q-
re-ground tool
equidistance of 2 rnm
Flank wear Crater wear Catastrophic
failure
FIGURE 5 - Regrinding tool after testing
5 CUTTING FLUID
of metal removal rate, whichever is the larger. The flow of
cutting fluid shall be directed at the face of the cutting
tool and completely surround the active part of the tool.
5.1 Reference cutting fluid
The orifice diameter, the flow rate, the reservoir temperature,
All cutting tests in which the cutting fluid is not the test
the hardness of the water when used as a diluent and the
variable shall be conducted either dry or using the reference
pH value of the solution or emulsion should be recorded,
@ cutting fluid specified below.
if possible.
5.1.1
High-speed steel tools shall be used dry when cata-
strophic failure is desired as the tool-life criterion.
When flank wear is to be the tool-life criterion, testing shall
6 CUTTING CONDITIONS
be done with an aqueous solution containing 0,5 %
triethanolamine and 0,2 % sodium nitrite (NaNO,) by
6.1 Standard cutting conditions
mass.
The cutting conditions for all tests in which feed f, depth of
cut a, or corner radius re are not the prime test variables
5.1.2 Sintered carbide and ceramic tools shall be used
shall be one or more of the combinations listed in table 2.
without application of a cutting fluid. If circumstances
require the use of a cutting fluid, the reference fluid indi-
TABLE 2 -Standard cutting conditions
cated in 5.1 .I is preferred.
Cutting condition A E cl D
5.2 Other cutting fluids
Feed f, mmhv 0.1 0,25 0,4 0,63
Depth of cut a, mm
1.0 2,5 2.5 2,5
In all cases, where the cutting fluid is not the reference
Corner radius re, mm
0,4 0.8 0,8 1,2
fluid, all known data shall be reported, in particular the
diluent and the concentrations of materials present.
The tolerance on feed shall be 2 % (according to IS0 229).
5.3 Standard conditions for the cutting fluid
The tolerance on depth of cut shall be 5 %.
The flow rate of the cutting fluid shall be not less than
3 I/min, or 0,l I/min for each cubic centimetre per minute
The tolerance on corner radius is defined in 4.3.2.
7
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IS0 3685-1977 (E)
TABLE 4 - Geometric series of preferred numbers
6.2 Other cutting conditions
for cutting speeds (m/min)
When it is not possible to choose one of the standard
High-speed steel Carbide Ceramic
cutting conditions, or when the feed, the depth of cut or
(R 40) (R 20)
(R IO)
the corner radius is the test variable, it is recommended
1 ,O0 1 ,O0 1 ,O0
that only one parameter be altered at a time and that the
1 ,O6
values chosen be at the intersection of designated feeds and
1,12 1.12
depths of cut within the triangular areas shown in figure 6.
1 ,I8
The limits of the triangular areas are defined in table 3.
1 .25 1.25 1,25
1,32
1,40
1,50
2 times corner radius')
Minimum depth of cut
1,60
Maximum depth of cut 10 times feed
1,70
Maximum feed 0,8 times corner radius
1 ,80
1,90
,O0
2
2,12
2,24 2.24
2.36
2,50 2.50 2.50
2,65
6.3 Cutting speed
2,80 2,80
3 ,O0
The cutting speed (m/min) shall be determined on the
3.1 5 3.1 5 3.1 5
surface of the workpiece to be cut, i.e. the work surface
3,35
and NOT on the diameter resulting from the cut, i.e. the
3.55 3.55
machined surface. Furthermore, the cutting speed shall be
3,75
measured after the tool has engaged the workpiece to take
4 ,O0 4 ,O0 4,00
into account any loss of cutting speed resulting from the
4,25
cutting action.
4,50
4,50
4,75
,O0 5 ,O0
At least four different cutting speeds shall be chosen for 5.00 5
each cutting condition. In general, the cutting speeds shall
5,30
5,60
be so chosen that the tool life at the highest speed is not 5.60
less than 5 min.
6,30 6,30 6.30
6,70
When machining expensive materials, a shorter tool life
7,l O 7,10
may be chosen, but this shall be not less than 2 min.
7,50
8 .O0 8 ,O0 8 ,O0
In order to obtain adequately spaced points on the cutting
8.50
speed-tool-life curve, it is recommended that successive
9 ,O0 9 ,O0
cutting speeds bear a constant ratio which will result in an 9.50
1 O ,O0 10,00
approximately double tool life. This is achieved by choosing 10,oo
the cutting speed from a geometrical series of preferred
numbers as indicated in table 4.
7 TOOL-LIFE CRITERIA AND TOOL-WEAR MEASURE-
To extend the table upwards or downwards, divide or
MENTS
multiply the given value by 10 or a power of 10. The
values are taken from the series of preferred numbers
7.1 Tool-life criteria
(see IS0 3).
The type of wear that is believed to contribute most to the
Where it is considered necessary for a wider range of
end of useful tool life in a specific series of tests shall be
cutting speeds to be chosen, however, the following series
used as a guide to the selection of one of the tool-life
are recommended :
criteria specified below. The type and value of the crite
...
NOR M E INTERN ATID NALE 3685
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION *MEXnYHAPOnHAR OPïAHM3AUMR Il0 CTAHLIAPTI13AUACI.ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Essais de durée de vie des outils de tournage à partie active
unique
Tool-life testing with single-point turning tools
Première édition - 1977-05-15
~~
-
U
-
CDU 621.941 .O25 : 620.178.3 Réf. no : IS0 3685-1977 (F)
h
k
Descripteun : outil, outil de coupe, outil de tour, travail du métal, essai, essai de coupe, essai de fatigue, essai d'usure, durée de vie, usure,
conditions d'essai, matériel de reference, résultats d'essai, fiche technique.
s
m
z
Prix base sur 40 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
AVANT-PROPOS
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de 1'60. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I'ISO.
La Norme internationale IS0 3685 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 29, Petit outilage, et a été soumise aux comités membres en avril 1975.
Les comités membres des pays suivants l'ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d' Italie Suisse
Allemagne Mexique Tchécoslovaquie
Australie Pays-Bas Turquie
Belgique Pologne U.R.S.S.
Espagne Portugal U.S.A.
Roumanie Yougoslavie
France
Hongrie Royaume-Uni
Israël Suède
Les comités membres des pays suivants l'ont désapprouvée pour des raisons
techniques :
Autriche
Japon
O Organisation internationale de normalisation, 1977
Imprimé en Suisse
II
---------------------- Page: 2 ----------------------
SOMMAIRE Page
O Introduction . 1
1 Objet et domaine d'application . 1
2 Références . 1
3 Pièceàusiner . 2
3.1 Matériaux . 2
3.2 Conditions ((standard)) de la pièce à usiner . 3
4 Outil . 3
4.1 Matériau . 3
4.2 Géométrie de l'outil . 4
4.3 Conditions ((standard)) de l'outil . 5
5 Liquidedecoupe . 7
5.1 Liquide de coupe de référence . 7
5.2 Autres liquides de coupe . 7
5.3 Conditions «standard» du liquide de coupe . 7
6 Conditions de coupe . 7
6.1 Conditions ((standard)) de coupe . 7
6.2 Autres conditions de coupe . 8
6.3 Vitessedecoupe . 8
7 Critères de durée de vie de l'outil et mesurage de l'usure de l'outil . 8
7.1 Critères de durée de vie de l'outil . 8
7.2 Mesurage de l'usure de l'outil . 11
8 Equipements . 11
8.1 Machine.outi1 . 11
8.2 Autres équipements . 11
9 Essai de durée de vie de l'outil - Mode opératoire . 12
10 Enregistrement et exposé des résultats . 13
10.1 Essais de durée de vie de l'outil . 13
10.2 Fiches techniques et diagrammes . 14
10.3 Evaluation des résultats de la durée de vie de l'outil . 14
Annexes
A Informations générales . 17
B Affûtage de l'acier rapide . 18
C Usure de l'outil et critères de durée de vie de l'outil . 20
D Fiches techniques . 23
E Essai préliminaire de durée de vie de l'outil . 26
F Evaluation des résultats de durée de vie de l'outil . 27
G Formes des copeaux . 41
...
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
II
U
e
a
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 3685-1977 (F)
NORME INTERNATIONALE
Essais de durée de vie des outils de tournage à partie active
unique
I
O INTRODUCTION Si, pour certaines raisons, il est nécessaire de s'écarter des
spécifications données dans la présente Norme interna-
Les essais de durée de vie des outils, réalisés depuis au moins
tionale, il doit en être fait mention de facon détaillée dans
75 ans, se développent à une rapidité extraordinaire, mais
le procès-verbal.
suivant des conditions de coupe variées et des méthodes
d'essai qui n'ont que peu de rapports les unes avec les autres. NOTE - La présente Norme internationale ne constitue pas
I)
il est donc utile de normaliser des conditions d'essai de un essai de réception et il ne convient pas de l'utiliser
durée de vie des outils qui puissent être appliquées non comme telle.
seulement dans les laboratoires, mais aussi dans les ateliers
de fabrication.
1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION
Les conditions d'essai ont été spécifiées de telle façon que
les différents facteurs qui affectent les résultats puissent
La présente Norme internationale établit les spécifications
être suffisamment bien maîtrisés, et cela de facon simple et
relatives aux facteurs suivants d'essai de durée de vie des
pratique.
outils de tournage à partie active unique : pièce à usiner,
outil, liquide de coupe, conditions de coupe, usure de
La présente Norme internationale a été établie de manière
l'outil et durée de vie de l'outil, équipement, mode opé-
a pouvoir être appliquée directement aux essais industriels
ratoire des essais, enregistrement, compte rendu et présen-
et à la recherche. Pour cette dernière, néanmoins, les
tation des résultats.
conditions spécifiées doivent être considérées comme des
conditions minimales, une plus grande attention pouvant
De plus amples informations d'ordre général sont données
être attachée aux facteurs influant sur la dispersion des
dans l'annexe A.
valeurs de durée de vie des outils. Bien qu'ils soient norma-
lisés, un ou plusieurs paramètres d'essai peuvent devenir
z RÉFÉRENCES
des variables au cours d'un essai quelconque, s'ils sont les
grandeurs étudiées.
IS0 3, Nombres normaux - Séries de nombres normaux.
Les limites de spécification des matériaux de référence sont
0
IS0 80, Essai de dureté Rockwell (échelles B et C1 pour
laissées plutôt larges pour des raisons d'ordre pratique. On
racier. 1 )
doit considérer que les résultats peuvent varier d'un lot à
l'autre. Si la reproductibilité est essentielle, des exigences
IS0 8 1, Essai de dureté Vickers pour l'acier (charges de 5
particulières doivent être débattues avec le fournisseur du
2 100 kgf).')
matériau à usiner.
ISOIR 185, Classification des fontes grises de moulage.
Les conditions d'essai spécifiées dans la présente Norme
IS0 229, Machines-outils - Vitesses et avances.
internationale conviennent particulièrement aux essais sur
acier et sur fonte. Moyennant des modifications appropriées,
ISOIR 468, Rugosité de surface.
elles peuvent cependant être adaptées aux essais sur d'autres
matériaux.
IS0 51 3, Application des carbures métalliques pour usinage
par enlèvement de copeaux - Désignation des groupes
Les conditions d'essai spécifiées s'appliquent principalement
principaux d'enlèvement de copeaux et des groupes d'appli-
aux cas où l'usure de l'outil s'effectue de manière et à une
cation.
vitesse normales. II est toutefois évident qu'elles peuvent
aussi s'appliquer à certains types d'essais de durée de vie IS0 525, Produits abrasifs agglomérés - Généralités -
accélérés.
Désignation, gammes de dimension, et profils.
En préparation. (Révision de I'ISO/R 80 et de I'ISO/R 81 .)
1 )
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 3685-1977 (FI
L'acier doit être désoxydé à l'aluminium et la teneur
ISO/ R 643, Détermination micrographique de la grosseur
minimale en aluminium doit être 0,Ol %. Les désoxydants
du grain austénitique des aciers.
spéciaux ne doivent pas être utilisés.
ISO/R 683/1 I I, Aciers pour traitement thermique, aciers
La teneur en azote, dépendant dans une certaine mesure du
alliés et aciers pour décolletage - Troisième partie : Aciers
mode d'élaboration de l'acier, doit être la suivante :
corroyés non alliés trempés et revenus avec une teneur en
soufre contrôlée.
Source Azote
IS0 1832, Plaquettes amovibles pour outils coupants -
Four Martin ou convertis-
0,003 à 0,006 %
Désignation - Code de symbolisation.'
seurs à l'oxygène
IS0 2854, Interprétation statistique des données - Tech-
Four à arc et procédés
0,004 à 0,008 %
niques d'estimation et tests portant sur des moyennes et des
basiques
variances.
II est nécessaire d'analyser l'acier pour déterminer la teneur
IS0 3002/1, Géométrie de la partie active des outils cou-
en azote. L'acier doit satisfaire à la condition I de
pants - Notions générales, systèmes de référence, angles de
I'ISO/R 683/11 I (analyse chimique uniquement). Les limites
l'outil et angles en travail.
des éléments et le mode de désoxydation doivent être
établis en accord avec le fabricant d'acier et les analyses de
IS0 3534, Statistique - Vocabulaire et symboles,
C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, P, S, V, Cu, AI et N requises lors de la
IS0 5479, Interprétation statistique des données - Test des
passation de la commande.
écarts de normalité. 2,
Le diamètre minimal initial des barres d'essai doit être de
100 mm, mais le diamètre réel initial doit figurer dans le
procès-verbal des résultats.
3 PIÈCE À USINER
Après coupe à longueur, la dureté Brinell des barres d'essai
doit être amenée à une valeur comprise entre 180 et 200 HB.
3.1 Matériau
La valeur réelle de la dureté doit figurer dans le procès-
verbal.
Pour tous les essais de coupe dans lesquels le matériau de
la pièce n'est pas lui-même la variable d'essai ou un para-
3.1.2 Fonte
mètre important, les recherches doivent être réalisées sur
l'un des matériaux de référence indiqués en 3.1 .l, 3.1.2 et
La fonte utilisée comme matériau de référence devra être
3.1.3. Même dans les cas d'exception cités, il est souhaitable
conforme à I'ISO/R 185, nuance 25, avec une dureté Brinell
de réaliser les essais sur un matériau de référence, afin de
de 200 à 220 HB.
permettre les comparaisons.
Si possible, le matériau suivant doit être utilisé.
Les dispositions en vue d'approvisionner un matériau de
référence bien défini doivent être discutées avec le fabricant. La microstructure dans tout le volume de chaque barre
d'essai en fonte doit consister essentiellement en une matrice
de 100 %de perlite avec lamelles de graphite comportant
3.1.1 Acier
les spécifications suivantes :
L'acier utilisé comme matériau de référence doit être un
- perlite 100 %
acier à moyenne teneur en carbone laminé à chaud et de
- carbure de fer à l'état
composition correspondant à l'acier C 45 ea, conforme à
libre 0%
I'ISO/R 683/111.
- ferrite à l'état libre 5 % maximum
- stéadite (eutectique
Si % Mn %
5 % maximum
fer-phosphure de fer)
graphite lamellaire
- graphite
0,035 max.
seulement.
0.50 0,40 0,80 0,035
3.1.3 Autres matériaux
La présence des éléments suivants en quantité excédentaire
par rapport aux valeurs maximales données ci-dessous fera
Lorsque le matériau à usiner n'est pas l'un des matériaux
rejeter l'acier comme matériau de référence.
de référence, sa nuance, sa composition chimique, ses
propriétés physiques, sa microstructure et tous autres
Ni = 0,20 %
détails sur son élaboration (laminage à chaud, forgeage,
Cr = 0,15 %
moulage, étirage à froid par exemple) ou tout traitement
Mo = 0,05 %
thermique doivent si possible être indiqués dans le procès-
v = 0,02 %
verbal.
Cu = 0,20 %
Actuellement au stade de projet. (Révision de I'ISOIR 1832-1971.)
1)
2) Actuellement au stade d'avant-projet.
2
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IS0 3685-1977 (FI
3.2 Conditions ((standard)) de la pièce à usiner 4.1 .I Acier rapide
La calamine ou la peau de moulage doit être enlevée avant La composition du matériau de référence de l'outil doit
l'essai par des passes d'écroûtage, sauf lorsqu'on étudie être la suivante :
l'influence de la calamine.
I C% I Si % 1 Mn % 1
Le métal formant la surface de l'épaulement, c'est-à-dire
1 0.80à0.85 I 0.10à0.40 I O,lOà0,40 1
la «surface coupée)) ou toute autre surface brunie ou anor-
malement écrouie sur la pièce susceptible d'entrer en
contact avec l'outil, doit être enlevé avant l'essai avec un
I Cr % I Mo % I W% 1
outil d'écroûtage bien affûté, afin de réduire au maximum
I 4,O à4.25 I 4.75 à 5.25 I 6,O à 6,5 I
les déformations résiduelles internes dues à l'essai précédent.
Cela ne comprend toutefois pas l'enlèvement de la couche
superficielle écrouie normalement, produite par les passes I V% I P% 1 S% I
de l'outil.
1.7 à 2.1 0.03 max. 0.03 max.
I 1
Le rapport de la longueur de ia pièce à son diamètre ne doit
Le traitement thermique des barreaux préalablement recti-
pas être supérieur au rapport minimal occasionnant un
fiés doit être le suivant :
broutage. L'essai doit être interrompu quand le broutage
0
se produit. Un rapport longueur/diamètre supérieur à 10
Recuit : Le matériau de l'outil doit être recuit à une tempé-
n'est pas recommandé.
rature ne dépassant pas 850 OC, le refroidissement s'effec-
tuant dans le four (la vitesse de refroidissement ne doit pas,
La dureté du matériau à usiner doit être déterminée sur
si possible, excéder 30 OC à l'heure).
toute la section d'une des extrémités des barres d'essai.
Préchauffage : À 850 OC. Un préchauffage préliminaire à
L'essai de coupe ne doit être réalisé sur la barre que dans la
650 OC est éventuellement admis.
plage de diamètres où la dureté est comprise dans les limites
spécifiées.
Trempe : Trempe 1 220/1 240 OC. La durée du maintien à
température doit dépendre de l'importance du lot et de la
Il est recommandé de procéder à une analyse métallogra-
dimension du four. Si possible, utiliser des bains de sels
phique quantitative (microstructure, taille des grains,
neutres. La température doit être maintenue durant 2 min
etc.) du matériau à usiner, ou sinon, de
nombre d'inclusions,
environ.
joindre au procès-verbal des micrographies de ce matériau.
Le grossissement doit être de l'ordre de 100 à 500 X.
Refroidissement : Les barreaux traités doivent être trempés
à l'huile ou en bain de sel, puis redroidis à l'air.
Les essais d'usinage réalisés sur les éléments de fabrication
doivent utiliser les dispositifs de fixation normalement
Revenu : Le revenu doit s'effectuer durant deux périodes
employés.
de 1 h chacune à une température constante entre 550 et
560 OC. Après l'essai de dureté, le matériau doit subir un
Le mandrin et la broche doivent être stables et bien équi-
à une température donnant une dureté
troisième revenu
librés. Lors de la fixation de la pièce entre le mandrin ou le
Rockwell de 65 it 1 HRC, correspondant à 846 f 23 HV, et
e
plateau et la contre-pointe, il faut éviter toute flexion de
être contrôlé suivant I'ISO/R 80 et I'ISO/R 81.
la pièce.
Si la dureté requise est obtenue après le deuxième revenu,
II est recommandé de prévoir un trou de centrage de diamè-
le troisième doit se faire à une température de 550 OC.
tre 6,3 mm avec un chanfrein de protection à 120'.
Après traitement thermique, la grosseur du grain doit cor-
respondre environ au no 12, selon I'ISO/R 643. La valeur
4 OUTIL
réelle doit être indiquée dans le procès-verbal.
4.1 Matériau
4.1.2 Carbures métalliques frittés
Pour tous les essais de coupe dans lesquels le matériau de
l'outil n'est pas lui-même la variable d'essai ou un para- L'utilisation de carbures métalliques frittés provenant d'une
mètre important, les recherches doivent être réalisées sur «Banque de matériaux d'outils))l) est recommandée. Si cela
l'un des matériaux de référence d'outil indiqués en n'est pas possible, les nuances de carbures métalliques
4.1.1, 4.1.2, 4.1.3 et 4.1.4. Même dans les cas d'exception devant être utilisées doivent appartenir aux groupes d'appli-
cités, il est souhaitable de réaliser des essais avec un matériau cation P 10 ou P 30 pour l'usinage de l'acier et K 10 ou K 20
de référence, afin de permettre les comparaisons. la fonte selon I'ISO 513.
pour l'usinage de
1) Par exemple, plaquettes amovibles usinées spécialement en vue d'essais.
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
IS0 3685-1977
F)
4.2 Géométrie de l'outil
Puisque les nuances de carbures métalliques d'un même
groupe d'application IS0 varient d'un fabricant à l'autre
(et qu'il n'y a donc pas de comparaison possible au moment
4.2.1 Géométrie de la partie coupante de l'outil
de l'élaboration de la présente Norme internationale), et
La géométrie de la partie coupante de l'outil est définie
dans une moindre mesure d'un lot à l'autre, la performance
conformément à 1'1Ç0 3002/1.
de ces plaquettes devra être étalonnée, si possible, par
rapport à celle de plaquettes provenant d'une ((Banque de
La figure 1 montre les angles nécessaires à la définition de
matériaux d'outils)).
l'orientation des arêtes, des faces de coupe et de dépouille
d'un outil de coupe à partie active unique.
4.1.3 Céramiques
Elles doivent être de nuances commercialisées. La composi-
tion et les propriétés physiques devront être portées au
4.2.2 Ggométrie (
procès-verbal, de manière aussi détaillée que possible.
Tous les essais de coupe dans lesquels la géométrie de
l'outil ne constitue pas la variable doivent s'effectuer en
4.1.4 Autres matériaux
utilisant l'une des géométries d'outil figurant au tableau 1.
Lorsque le matériau de l'outil est la variable de l'essai, sa Dans le cas d'outils en carbures métalliques frittés et en
classification et, si possible, sa composition chimique, sa céramique, ceux-ci doivent être du type à plaquette fixée
dureté et sa microstructure devront être portées au procès- mécaniquement. Les outils à plaquette brasée ou collée ne
verbal. doivent pas servir d'outils de référence.
Section suivant le plan
normal à l'arête iP,) ou
suivant le plan orthogonal
Rayon de bec re Arête secondaire de l'outil (POI
Face de dépouille
secondaire
Arête principale
Face de dépouille
m
FIGURE 1 - Illustration des anglesde l'outil
1 - Angles d'outils, en degrés
TABLEAU
Angle Angle de
Matériau de Angle de Angle de
Dépouille') d'inclinaison direction
l'outil de coupel) pointe
d'arête d'arête
de l'outil
coupe de l'outil de l'outil
de l'outil de l'outil
7 a! A, f r
Acier rapide 25 8 O 75 90
+6 5 O 75 90
Carbures métalliques frittés
-6 6 -6 75 90
Céramique -6 6 -6 75 90
4
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IS0 3685-1977 (F)
L'outil doit être correctement placé sur la machine. Cela
La tolérance du rayon de bec (re) est de f 0,l x re.
s'obtient en plaçant le bec au centre et la queue de l'outil
perpendiculairement à l'axe de rotation de la pièce à usiner.
Pour les outils coupants en carbures métalliques utilisés
pour l'usinage de l'acier et d'alliages similaires uniquement,
l'arête doit avoir un rayon rn tel que :
- si re = 0,4 mm, rn = 0,02 à 0,03 mm;
- si re > 0,4 mm, rn = 0.03 à 0,05 mm.
Pour les outils en céramique, les conditions de l'arête
doivent être portées dans le procès-verbal. Tous les autres
outils de coupe doivent être utilisés avec l'arête normale-
ment affûtée, obtenue par les opérations d'affûtage ou de
< 5" I kngle de raccordement
finition, comme indiqué en 4.3.5.
a.: -'
FIGURE 2 - Détails de i'arrondi de bec
@ 4.2.3 Autres géométries d'outils
La tolérance de parallélismeentre l'axe de la queue de l'outil
Les alliages particulièrement difficiles à usiner, tels que
et le plan de référence P, de l'outil, d'une part, et le plan
matériaux à base de nickel et matériaux réfractaires, peuvent
vers l'arrière de l'outil P,, d'autre part, (voir IS0 3002/1) est
nécessiter une dérogation à la géométrie «standard» de
de f 0,5'. En pratique, cette condition est satisfaite si, le
l'outil, mais seulement dans le cas où il est impossible
bec de l'outil étant à hauteur de la ligne des centres à
d'utiliser la géométrie ((standard)) de l'outil. Dans ce cas, ou
f 0,25 mm, l'avance de l'outil à partir d'un point de réfé-
si la géométrie de l'outil est la variable d'essai, les informa-
rence fixe ne produit pas une déviation des surfaces supé-
tions suivantes doivent être indiquées au procès-verbal :
rieure et latérale de la queue de l'outil supérieure à f 0,4 mm
par 50 mm d'avance.
- valeurs des angles de l'outil et des angles en travail
correspondants (spécifiées dans le cas où la vitesse
Les tolérances des plaquettes en carbures métalliques frittés
d'avance est nulle, comme indiqué au tableau 1);
et en céramique doivent correspondre à la classe G, selon
I'ISO 1832, exception faite des indications ci-dessus.
- condition de l'arête : normalement affûtée, arrondie
pour former un rayon donné ou chanfreinée (les largeurs
et les angles de toutes les facettes de la face de coupe ou
4.3.3 Fini de l'outil
de dépouille).
La rugosité Ra des faces de coupe et de dépouille de l'outil
ne doit pas excéder 0.25ym (mesurée conformément à
I'ISO/R 468).
4.3 Conditions ((standard)) de l'outil
d)
La tolérance de planéité de la face d'appui des plaquettes
4.3.1 Type et dimensions de l'outil
ne doit pas être supérieure à 0,004 mm, excepté au voisinage
immédiat des arêtes.
Utiliser un outil d'ébauche droit.
L'arête des outils en acier rapide ne doit avoir ni bavure ni
La section transversale de la queue doit être de
morfil. Ces défauts peuvent être enlevés par un léger passage
25 mm x 25 mm, pour les porte-plaquette, et de
à la pierre des faces de coupe et de dépouille de l'outil.
25 mm x 16 mm pour les outils monoblocs en acier rapide.
Chaque arête à utiliser pendant l'essai doit être examinée
La distance entre le bec de l'outil et la face du porte-outil
avec un grossissement minimal de 10 X pour déceler les
sur le tour (porte-à-faux) doit être de 25 mm.
défauts visibles tels que : écaillages ou fissures. Ces défauts
doivent si possible être corrigés, sinon l'outil ne doit pas
Les plaquettes en carbures métalliques frittés doivent avoir
être utilisé.
12,7 mm de côté, une épaisseur de 4,76 mm pour les outils
à coupe négative et de 3,18mm pour les outils à coupe
positive.
4.3.4 Porte-plaquette
Pour les essais de coupe, les porte-plaquette doivent remplir
4.3.2 Tolérances
les conditions suivantes :
La tolérance pour tous les angles d'outil est de * 0,5' (30').
La géométrie doit être celle indiquée au tableau 1 I
L'angle entre une tangente à l'arrondi de bec et les arêtes
La tolérance sur les angles du porte-plaquette équipé de sa
principale ou secondaire, à leur point de raccordement, doit
plaquette est de _+ 0.5' (30') et celle du porte-plaquette
être inférieur ou égal à 5" (voir figure 2). seul de f 0,2" (12'3.
5
---------------------- Page: 9 ----------------------
IS0 3685-1977 (F)
Le profil de l'outil doit être rétabli après l'essai comme
L'angle du logement de la plaquette amovible sur le porte-
indiqué par les figures 1 et 2 et le tableau 1.
plaquette doit être tel que spécifié à la figure 3.
Lors du réaffûtage, l'outil doit être meulé à au moins 2 mm
au-delà des traces d'usure comme l'indique la figure 5. La
géométrie de l'outil doit être conservée, telle qu'indiquée
aux figures 1 et 2 et au tableau 1. S'assurer avec soin que le
bec n'a pas été déplacé latéralement.
Chaque bec successif doit être plus bas que le précédent
pour les outils ayant un angle de coupe positif. La diminu-
tion de hauteur du bec ne doit pas dépasser 5 mm, sinon
Plaquette amovible
une nouvelle face de coupe doit être meulée à la hauteur
I
initiale.
Porte-plaquette
Après réaffûtage, la dureté de l'outil doit être mesurée sur
€
la face de dépouille ou sur la face de coupe aussi près que
possible de l'arête. La dureté doit correspondre à celle du
FIGURE 3 - Tolérances sur l'angle de la plaquette et
matériau de l'outil mesurée précédemment. Si cette valeur
de son logement
de dureté n'est pas obtenue après réaffûtage, un autre
affûtage ou un taillage doivent être effectués jusqu'à ce que
Les porte-plaquette doivent être en acier et d'une résistance
la dureté désirée soit obtenue.
minimale à la traction de 1 200 N/mm2 (1 200 MPa).
II y a danger de surchauffe, particulièrement lorsque la
La tolérance de planéité de la surface d'appui du porte-
machine à meuler ne permet pas un contrôle parfait du
plaquette est de 0,l mm sur toute la longueur et la largeur
réglage de la profondeur et de l'avance. La surchauffe
du porte-plaquette.
provoque généralement une coloration par oxydation.
La tolérance de planéité des surfaces du porte-plaquette
Même si cette coloration n'est pas évidente, la surchauf-
supportant la plaquette ou des cales est de 0,Ol mm.
fe peut influer sur la dureté. En conséquence, une vérifi-
cation de la dureté doit être effectuée.
la plaquette amovible ne doit pas
La partie inférieure de
dépasser la surface de support du porte-plaquette de plus de
0,3 mm (voir figure 4).
4.3.6 Plaquettes en carbures métalliques et en céramique
La hauteur du brise-copeaux, la distance du brise-copeaux
Les plaquettes doivent être entièrement usinées et, lors de
et le mode de fixation de la plaquette devront être portés
l'affûtage, une meule diamant doit être utilisée. Ces pla-
au procès-verbal.
quettes ne doivent pas être réaffûtées.
Face active du brise-copeaux
Hauteur du brise- r
4.3.7 Brise-copeaux
Les brise-copeaux ne doivent pas être utilisés sur les outils
en acier rapide, à moins qu'ils ne constituent la variable
d'essai ou qu'il soit nécessaire de briser le copeau. L'emploi
d'un brise-copeaux est admis pour les essais sur outils en
carbures métalliques frittés ou en céramique où il constitue
souvent un facteur de sécurité indispensable.
Le brise-copeaux doit reposer à plat sur la plaquette amo-
7-7- Distance du brise-copeaux (lBn)
vible. La tolérance de planéité de la face du brise-copeaux
en contact avec la plaquette doit être inférieure à
0,004 mm.
L'angle du brise-copeaux (pBT) doit être QUI de sorte que la
ligne d'intersection du brise-copeaux et de la face de coupe
de l'outil soit parallèle à la portion droite de l'arête prin-
cipale. L'angle de taillant du brise-copeaux (us), c'est-à-
dire l'angle entre la face active du brise-coptaux et la face
de coupe de l'outil doit être compris entre 55 et 60".
FIGURE 4 - Brise-copeaux et dépassement de la plaquette
La distance du brise-copeaux est choisie de manière à donner
une forme acceptable aux copeaux (voir figure 4). La dis-
4.3.5 Affûtage de l'outil en acier rapide
tance réelle du brise-copeaux sera notée au procès-verbal.
L'annexe B donne l'ordre dans lequel les opérations d'affû-
tage et de réaffûtage préalables à l'essai doivent être effec- NOTE - II convient d'attirer l'attention sur le fait que le cratère
peut varier suivant que l'on utilise ou non un brise-copeaux.
tuées.
6
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IS0 3685-1977 (F)
g-= outil originel
2 - - - -- = outil réaffûté
-.--._ = éauidistance de 2 mm
3
8
Usure en dépouille Usure en cratère Défaillance brutale
FIGURE 5 - Réaffûtage de l'outil après essai
e
5 LIQUIDE DE COUPE en 1 min, en choisissant la valeur la plus élevée. Le jet du
liquide de coupe doit être dirigé sur la face de coupe de
l'outil et englober toute la partie active de l'outil.
5.1 Liquide de coupe de référence
Indiquer, si possible, dans le procès-verbal, le diamètre de
Tous les essais de coupe dans lesquels le liquide de coupe
l'orifice, le débit, la température du réservoir, la dureté de
n'est pas la variable doivent être réalisés soit à sec soit en
l'eau utilisée comme diluant et le pH de la solution ou de
employant le liquide de coupe de référence spécifié ci-après.
I 'émulsion.
5.1.1 Les outils en acier rapide doivent être utilisés à sec
0
lorsqu'on désire avoir comme critère de durée de vie une
défaillance brutale de l'outil.
6 CONDITIONS DE COUPE
Si l'usure en dépouille est le critère de durée de vie de l'outil,
l'essai doit se faire avec une solution aqueuse contenant,
en masse, 0,5 %de triéthanolamine et 0,2 %de nitrite de 6.1 Conditions ((standard)) de coupe
sodium (NaNO,).
Pour tous les essais de coupe dans lesquels l'avance f, la
profondeur de passe a, ou le rayon de bec re ne constituent
5.1.2 Les outils en carbures métalliques frittés et en
pas les variables principales de l'essai, les conditions de
céramique doivent être employés sans liquide de coupe. Si
coupe doivent correspondre à une ou plusieurs combinai-
les circonstances exigent l'utilisation d'un liquide de coupe,
2.
sons énumérées au tableau
on utilisera le liquide de référence donné en 5.1.1.
TABLEAU 2 - Conditions «standard» de coupe
5.2 Autres liquides de coupe
Condition de coupe
Dans tous les cas, lorsque le liquide de coupe n'est pas le
liquide de référence, toutes les données connues devront
ProfoLdeur de passe a, rnrn
être indiquées au procès-verbal, en particulier la nature du
Rayon de bec re, mrn 0,4 0,8 0.
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.