Metal Lathe Tools - High Speed Steel (HSS)

  • Angles shown are good for hobbyists; grinds for production shops should consult a specialist.

  • When both a relief and a clearance angle are outlined (e.g., Side Relief and Front Relief), this is done to facilitate easier resharpening.
    • It is analogous to Secondary Bevels on woodworking chisels.
    • Resharpening should be done when the wear land reaches 1.5 mm (1/16 inch) high.

  • Angles shown are the effective angles, not the ground angles. Effective angles are increased or decreased, based on the angle by which the tool is presented against the work. Additionally, the vertical alignment of the tool (vs. the center line of the work) can also change the effective Front Relief Angle.

  • All angles are given the nomenclature designated by the American Standards Association (ASA).
Carbide vs. HSS
Material Compressive Strength Shear Strength Max Usable Temp.
Carbide Higher Lower 1,800 ℉
HSS Lower Higher 950 - 1,100 ℉

* Temperature at which the tool material begins to soften appreciably. For HSS, it depends on the level of cobalt in the HSS.


Tool Shape - End View

Side Clearance Angle should be 4º to 6º greater than Side Relief Angle.

In selecting the Side Relief Angle, the sharpener should :

  • carefully chose the correct angle, as a deviation of even 2º (plus or minus) will lower tool life appreciably.
  • chose the lower angle from the table below for heavy cutting
  • chose the higher angle from the table below for finish cutting.
  • increase the angle by +2º when making high impact cuts (e.g., work with significant gaps or hard inclusions).
Material Side Rake Angle Side Relief Angle Side Clearance Angle Comments
Aluminium
20º - 30º
12º - 14º
Side Relief
+ 4º - 6º
Aluminum Bronze
15º - 20º
10º - 12º
Manganese Bronze
10º - 16º
9º - 11º
Bronze Castings
15º - 20º
10º - 12º
Cast Iron - Soft (170 Brinell)
12º - 18º
8º - 10º
Cast Iron - Medium (250 Brinell)
10º - 15º
7º - 9º
Cast Iron - Hard (400 Brinell)
5º - 10º
5º - 7º
Cast Iron - Chilled
-3º - +5º
3º - 5º
Copper
20º - 30º
10º - 12º
Monel
10º - 15º
8º - 10º
Magnesium
25º - 35º
12º - 14º
Maleable Iron
10º - 15º
7º - 9º
Plastics
20º - 30º
14º - 16º
Steel - SAE 1020
15º - 25º
9º - 11º
Steel - SAE 1040
12º - 20º
8º - 10º
Steel - SAE 1095 or 52100
10º - 15º
7º - 9º
Steel - SAE 2340
10º - 15º
7º - 9º
Steel - SAE 6150
8º - 14º
7º - 9º
Steel - Heat Treated to 350 Brinell
5º - 10º
6º - 8º

Tool Shape - Side View

Front Clearance Angle should be 4º to 6º greater than the Front Relief Angle.

The Back Rake Angle, as shown in the picture to the right, is positive.

Use Front Relief Angle Front Clearance Angle Bake Rake Angle Comments
Aluminium
12º - 14º Front Relief
+ 4º - 6º
5º - 8º
Aluminum Bronze
10º - 12º
Manganese Bronze
9º - 11º
Bronze Castings
10º - 12º
Cast Iron - Soft (170 Brinell)
8º - 10º
Cast Iron - Medium (250 Brinell)
7º - 9º
Cast Iron - Hard (400 Brinell)
5º - 7º
Cast Iron - Chilled
3º - 5º
Copper
10º - 12º
Monel
8º - 10º
Magnesium
12º - 14º
Maleable Iron
7º - 9º
Plastics
14º - 16º
Steel - SAE 1020
9º - 11º
Steel - SAE 1040
8º - 10º
Steel - SAE 1095 or 52100
7º - 9º
Steel - SAE 2340
7º - 9º
Steel - SAE 6150
7º - 79
Steel - Heat Treated to 350 Brinell
6º - 8º

Tool Shape - Top View
  • Nose Radius
    • For HSS, the radius of the Nose Radius should be the greater of the following two values :
      • 4 x the feed rate
      • depth of cut / 4

    Increases in the Side Cutting Edge Angle will :

    • decrease chip thickness and increase chip width (retaining the same area of the chip)
    • decrease power usage
    Use Side Cutting Edge (SCE) Angle Front Cutting Edge Angle Comments
    Range Recom.
    Roughing Out 10º - 60º 30º 5º - 10º It is recommended that the Point and the Front Cutting Edge Angles match.
    Finishing - if a square corner is required n/a 5º - 10º If a square edge is not needed, a point angle (or a nose radius) can be used.


    Notes & Comments
    Information regarding Grindstones



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