Cutting parameters determination in milling of AISI 1045 steel

Resumen

The selection of cutting parameters is a complex and important task. Carbon steels have a wide range of machinability, depending on their ductility and hardness. The literature review showed the surface roughness is one of the most studied variables, however, machined workpiece hardness has been poorly analyzed. Therefore, this paper aims to determine the best values of cutting speed and feed rate, with regards to surface roughness and Brinell hardness, in dry end milling of carbon steel with a high-speed steel cutting tool. The combination of signal to noise and analysis of variance were used in this investigation, besides, the model adequacy examination was carried out through residual analysis. The cutting speed, feed rate and regression model were statistically significant for hardness, also a moderate increase of it was found. On the other hand, feed rate was statistically significant factor for surface roughness and, its lowest value for the lower feed rate and the medium cutting speed was observed. Besides, the 75 % of the data values are less than or equal to 3,2 µm, therefore, the grinding operation could be avoided.

Keywords:

Milling, cutting parameters, plain carbon steel, surface roughness, hardness.

RESUMEN

La selección de parámetros de corte es una tarea compleja e importante. Los aceros al carbono tienen una amplia gama de maquinabilidad, dependiendo de su ductilidad y dureza. La revisión de la literatura mostró que la rugosidad de la superficie es una de las variables más estudiadas, sin embargo, la dureza de la pieza mecanizada ha sido poco analizada. Por tanto, este documento tiene como objetivo determinar los mejores valores de velocidad de corte y de avance, con respecto a la rugosidad superficial y la dureza, en el fresado en seco de un acero al carbono con una herramienta de corte de acero de alta velocidad. En esta investigación se utilizaron la combinación de la relación señal/ruido y el análisis de varianza. La velocidad de corte, el avance y el modelo de regresión resultaron estadísticamente significativos para la dureza, también se encontró un aumento moderado de la misma. Por otro lado, el avance resultó un factor significativo para la rugosidad de la superficie y, se observó su menor valor para el menor avance y la velocidad de corte media. Además, el 75 % de los valores son menores o iguales a 3,2 µm, por lo tanto, la operación de rectificado podría obviar.

Palabras clave:

Fresado, parámetros de corte, acero al carbono, rugosidad superficial, dureza.