Influência dos parâmetros de usinagem sobre o acabamento dos furos gerados no aço Hardox®450

Abstract

O Hardox450 é um aço estrutural laminado e temperado, com alto teor de manganês (o que induz ao encruamento), com alta dureza (450 HB), alta resistência mecânica (1200 N/mm²), projetado para resistir ao desgaste por abrasão, trincas e quebras. Devido a suas excelentes propriedades, tem-se um aumento da vida útil de equipamentos como britadores, caçambas, engrenagens etc. Entretanto, tais propriedades mecânicas conduzem o material a uma baixa usinabilidade. Assim, propõe-se realizar uma investigação do processo de furação de uma chapa de Hardox 450 com 3,5 mm de espessura. Os fatores de entrada considerados em dois níveis foram geometria da broca, velocidade de corte e avanço. O projeto de experimento Fatorial 2k foi aplicado visando explorar o desempenho destes fatores com base no acabamento dos furos gerados (desvios dimensionais e geométricos). Com relação ao menor erro dimensional, a combinação da broca com canais retos utilizando altos níveis de velocidade de corte e avanço apresentou os melhores resultados. Por outro lado, a combinação da broca com canais helicoidais utilizando baixos níveis de velocidade de corte e avanço apresentou o menor erro de circularidade. Isso mostra a dificuldade em se obter uma única combinação perfeita de parâmetros, dado o fato de que a primeira combinação (ideal para baixos desvios dimensionais) é totalmente oposta à segunda (ideal para baixos desvios geométricos).

Hardox450 is a hardened and tempered structural steel, with high manganese concentration (its induce the work hardening), with high hardness (450 HB), high mechanical strength (1200 N/mm²), and designed to withstand abrasion, cracking and breakage. Due to its excellent properties, it increases the useful life of equipment such as stone crushers, buckets, gears, etc. However, such mechanical properties of material lead to low machinability. Therefore, an investigation of drilling process of Hardox450 sheet with 3.5 mm thickness is proposed. The considered input factors were drill geometry, cutting speed and feed rate. The 2k factorial design of experiment was applied to explore the performance of these factors based on the finishing holes after drilling (dimensional and geometric deviations). According to low dimensional error, the combination with straight-flute drill, high cutting speed and high feed rate generated the best result. Instead, the arrangement with helical drill, low cutting speed and low feed rate produced the lower circularity error. This shows the difficulty in obtaining a single perfect combination of parameters, considering the fact that the first combination (ideal for low dimensional deviation) is totally opposite to the second (ideal for low geometric deviation).