Optimización multiobjetivo de los parámetros de corte para el fresado de acabado Hardox® 450
Resumen
Hardox® 450 es un acero estructural pretemplado con alta dureza y resistencia mecánica, diseñado para resistir el desgaste por abrasión, las grietas y las roturas. Este material proporciona una vida útil más prolongada para trituradoras, cangilones y engranajes debido a sus excelentes propiedades mecánicas, lo que resulta en una baja maquinabilidad. Además, el conocimiento sobre el mecanizado de este material es limitado, lo que justifica una mayor investigación. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo evaluar la influencia de la velocidad de corte (vc), la profundidad de corte axial (ap) y el avance por diente (fz) en las fuerzas de mecanizado y el acabado superficial durante el fresado de acabado de Hardox® 450 con CVD. -herramienta de carburo recubierta. El experimento fue planeado y analizado a través de un Diseño Box-Behnken de 3 niveles y 3 factores. El análisis de varianza mostró que ap fue el parámetro más significativo para todas las variables de respuesta consideradas en este estudio. Se realizó una optimización multiobjetivo para determinar los niveles ideales de parámetros de corte, considerando los valores más bajos de fuerzas de maquinado estáticas y dinámicas y rugosidades superficiales promedio y total. El modelo sugiere que los mejores resultados se logran con vc = 89 m/min, fz = 0,1 mm/diente y ap = 0,212 mm. Incluso con resultados eficientes, las variables de respuesta predichas y medidas diferían ligeramente (principalmente debido al desgaste de la herramienta).
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Citas
SSAB, Hardox® 450 Data Sheet 168uk., 2021. https://www.ssab.com/products/brands/hardox/products/hardox-450. Accessed 16 June 2021.
Gallina, B., Biehl, L. V., Medeiros, J. L. B. et al., "The influence of different heat treatment cycles on the properties of the steels HARDOX® 500 and STRENX® 700." Rev Liberato (Online), vol. 21, no. 35, pp. 67-74, 2020. http://revista.liberato.com.br/index.php/revista/article/view/640.
Duc, T. M., Long, T. T., Thanh, D. V., "Evaluation of minimum quantity lubrication and minimum quantity cooling lubrication performance in hard drilling of Hardox 500 steel using Al2O3 nanofluid." Adv Mech Eng, vol. 12, no. 2, pp. 1-12, 2020. https://doi.org/10.1177/1687814019888404.
Klocke, F., Manufacturing Processes 1 – Cutting. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2011. https://doi.org/10.1007/978-3-642-11979-8.
SSAB., Cutting of HARDOX wear plate, Hardox® TechSupport #16, 2007. https://www.aemach.com/hardox/hardox_working.htm. Accessed 10 March 2021.
Stonkus, E., "Research of heat affected zone after cutting in Hardox steel." Dissertation, Kaunas University of Technology, Lithuania, 2015. https://epubl.ktu.edu/object/elaba:8666130.
Perec, A., Musial, W., Prazmo, J. et al., "Multi-criteria optimization of the abrasive waterjet cutting process for the high-strength and wear-resistant steel Hardox®500." In: Klichová D et al. (eds) Advances in Water Jetting, Springer, Cham., 2021. https://doi.org/10.1007/978-3-030-53491-2_16.
Kar, B. C., Panda, A., Kumar, R. et al., "Research trends in high-speed milling of metal alloys: A short review." Mater Today: Proc, vol. 26, no. 2, pp. 2657-2662, 2020. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.559.
Krolczyk, G. M., Krolczyk, J. B., Maruda, R. W. et al., "Metrological changes in surface morphology of high-strength steels in manufacturing processes." Meas, vol. 88, pp. 176-185, 2016. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2016.03.055.
Daniyan, I. A., Tlhabadira, I., Mpofu, K. et al., "Process design and optimization for the milling operation of aluminum alloy (AA6063 T6)." Mater Today: Proc, vol. 32, no. 2, pp. 536-542, 2021. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.396.
Jayaraman, P., Mahesh Kumar, L., "Multi-response optimization of machining parameters of turning AA6063 T6 aluminium alloy using Grey Relational Analysis in Taguchi Method. Procedia Eng, vol. 97, pp. 197-204, 2014. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.242.
Kara, F., "Optimization of cutting parameters in finishing milling of Hardox 400 steel." IJAEFEA, vol. 5, no. 3, pp. 44-49, 2018. https://doi.org/10.26706/IJAEFEA.3.5.20180901.
Moayyedian, M., Mohajer, A., Kazemian, M. G. et al. "Surface roughness analysis in milling machining using design of experiment." SN Appl Sci, vol. 2, pp. 1698, 2020. https://doi.org/10.1007/s42452-020-03485-5.
Nekere, M. L., Singh, A. P., "Optimization of aluminium blank sand casting process by using Taguchi's robust design method." Int. J. Qual. Res., vol. 6, no. 1, pp. 81-97, 2012. http://www.ijqr.net/journal/v6-n1/10.pdf.
Myers, R. H., Montgomery, D. C., Anderson-Cook, C. M. "Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments", 4 ed. Wiley, Hoboken, 2016.
Policena, M. R., Devitte, C., Fronza, G. et al. "Surface roughness analysis in finishing end-milling of duplex stainless steel UNS S32205." Int J Adv Manuf Syst, vol. 98, pp. 1617-1625, 2018. https://doi.org/10.1007/s00170-018-2356-4.
Montgomery, D. C., Hunger, G. C., "Applied statistics and probability for engineers", 7 ed. Wiley, Hoboken, 2018.
Hübner, H. B., Souza, A. J. "Evaluation of machining forces in asymmetrical face milling of cast iron DIN GGG50." Key Eng Mater, vol. 656-657, pp. 271-276, 2015. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.656-657.271.
Sória, B. S., "Study of vibration behavior in end milling of AISI 316 stainless steel using Wavelet transform." Dissertation, Federal University of Rio Grande do Sul, Brazil (in Portuguese), 2016. https://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/152768.
Majerik, J., Barenyi, I., "Experimental investigation of tool wear cemented carbide cutting inserts when machining wear-resistant steel Hardox 500." Eng Rev vol. 36, no. 2, pp. 167-174, 2016. https://hrcak.srce.hr/155321.
Majerik, J., Danisova, N., "Experimental testing methods of Hardox 500 face milling by Pramet 8230 carbide inserts." Ann Fac Eng Hunedoara (Online) vol. 8, no. 3, pp. 263-266, 2010. http://annals.fih.upt.ro/pdf-full/2010/ANNALS-2010-3-53.pdf
Chinchanikar, S., Choudhury, S. K., "Effect of work material hardness and cutting parameters on performance of coated carbide tool when turning hardened steel: An optimization approach." Meas, vol. 46, no. 4, pp. 1572-1584, 2013. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2012.11.032.
