Effect of cutting parameters on surface roughness in turning of annealed AISI-1020 steel

Efecto de los parámetros de corte del torneado en la rugosidad superficial de acero AISI-1020 recocido

En este trabajo se estudian los efectos de los parámetros de corte: velocidad de corte (Vc), velocidad de avance (f) y profundidad de corte (d) en la rugosidad inducida en la superficie de acero AISI 1020 recocido torneado, empleando herramientas de insertos de carburo. Se encontró, a partir de los resultados obtenidos, que la rugosidad de la superficie aumentó, con velocidades de avance cada vez mayores y velocidades de corte decrecientes. Se encontró una ligera influencia de la rugosidad de la profundidad de corte. Análisis de la varianza (ANOVA) y múltiples técnicas de regresión se utilizaron para formular una ecuación cuantitativa para la estimación de valores de rugosidad en función de los parámetros de corte. Los resultados mostraron que la velocidad de corte es el parámetro que más influye en la rugosidad de la superficie (69,35 %), la velocidad de avance está en segundo (30,13 %), mientras que la profundidad de corte no afectó sustancialmente (0,52 %). El modelo propuesto puede ser utilizado para seleccionar los parámetros óptimos para la obtención de rugosidad superficial mínima en el torneado de metales.

I. INTRODUCCIÓN

El acero AISI 1020 se caracteriza por una combinación de alta ductilidad y buena resistencia, así como por su capacidad de ser fácilmente mecanizado. Debido a estas propiedades, se utiliza a menudo en una variedad de aplicaciones de ingeniería, que incluyen, entre otras, los ejes y las piezas de automoción, como las levas fabricadas por mecanizado.

El torneado es un proceso de corte de un solo punto en el que se utiliza una herramienta para eliminar el material de una pieza cilíndrica giratoria. Tras el proceso de mecanizado, la rugosidad superficial resultante es importante debido a su papel en la evaluación de la calidad del componente fabricado. Las irregularidades en la superficie de la pieza, que pueden formar lugares de nucleación de corrosión y grietas, pueden afectar a su rendimiento. Por lo tanto, la selección de parámetros de corte optimizados es fundamental para conseguir la calidad superficial requerida.

​Los efectos de los parámetros de torneado sobre la rugosidad superficial fueron investigados por varios autores en diferentes materiales: aceros inoxidables dúplex [1], acero inoxidable AISI 304 [2], acero AISI 1050 [3], Hastelloy con base de níquel [4], latón rojo [5] y aluminio 6061 [6]. Estos estudios incluían una variedad de valores experimentales de los parámetros de corte, pero todos los procesos se llevaron a cabo en condiciones secas. Sin embargo, análisis recientes del efecto del refrigerante mostraron que se conseguía una menor rugosidad superficial en los componentes mecanizados con refrigerante, en comparación con los que no tenían suministro de refrigerante [6, 7]; también informaron de una mejora en las características de mecanizabilidad de las piezas.