São Paulo, 26 de abril de 2024

14/09/2019

A teoria da formação de cavacos e o baralho de Piispanen (II)

(*) Marcelo Acacio de Luca Rodrigues

Piispanen não é caprichoso em explicar o que é o ângulo beta nem mesmo o ângulo gama.Porém, é possível afirmar não somente pela figura ou pelo uso de suas equações que estes dois ângulos são apenas resultantes angulares a partir dos triângulos traçados por Piispanen.

A partir da leitura da figura 3 é possível estabelecer a relação t1 e t2 como sendo:


Relação entre espessura não deformada (t1) e espessura deformada do cavaco (t2)

Entretanto, apesar da simplicidade da relação entre t1 e t2, Piispanen propõem uma segunda forma de entender as relações geométricas na configuração estática entre ferramenta e peça.

E o leitor precisa saber que a configuração estática é um termo desta resenha para estabelecer que as relações geométricas que resultam na equação acima, e em duas variações desta equação que ficam facilmente entendidas com a leitura da figura 4. Uma configuração estática é aquela que não há movimento instantâneo a ser considerado, ou seja, é uma espécie de “congelamento” do evento físico. É certo afirmar que há uma complexidade maior em afirmar que o ângulo do plano de cisalhamento é único e exato. O mesmo possui variação, logo seria melhor considerar uma faixa para definir o ângulo que somente um valor exato.

Um fato curioso em apresentar a figura 4 é que Piispanen propõem um segundo modelo para explicar a formação do cavaco, diferente do baralho de cartas. A leitura do texto original traz esta curiosidade que o leitor deve se perguntar então qual é o mais certo, se o modelo do escorregamento das cartas ou o modelo de mudança de forma ao atravessar o plano de cisalhamento. A resposta é que o segundo modelo é melhor, mesmo se apoiando no primeiro modelo, pois Piispanen continua com o a hipótese de um ângulo do plano de cisalhamento,  mas que a partir da figura 4, sofre uma alteração em seu valor.

A figura 4 é a síntese do segundo modelo proposto por Piispanen. Neste segundo modelo, um quadrado H é definido entre a superfície não usinada e espessura t1. Este quadrado H se torna o paralelogramo K após o plano de cisalhamento. E, além disso, a rosca LM antes do plano de cisalhamento se torna a rosca TU após o plano de cisalhamento. Piispanen não fornece detalhes ou explicações do porquê este segundo modelo surge e nem mesmo compara o primeiro com o segundo. Ele somente apresenta duas equações que ajudam a entender os dois ângulos que ele não explicou na figura 3, ou seja, os ângulos beta e gama.

Mas, para finalizar esta primeira parte do texto, olhando fixamente para figura é possível perceber que Piispanenaltera o quadrado H em um trapézio, exatamente no plano de cisalhamento. Esta situação indica que a carta não somente escorregou por cisalhamento, mas ela mudou de direção de escoamento. E que após atravessar o plano de cisalhamento, o ângulo assumido pela rosca TU não é o ângulo do plano de cisalhamento. Ou seja, o plano de cisalhemtno existe, mas a direção das lamelas após o plano de cisalhamento é outra, com ângulo diferente (e maior) que (ângulo).

Terminarei esta etapa da resenha assim como Piispanen terminou o item 1 de seu artigo. Ele apresentou as duas equações que completam a leitura das figuras 3 e 4.

Mas apresento uma colocação própria para justificar a figura 4: a mudança de inclinação possui uma justificativa, que é a deformação plástica combinada ao longo do plano de cisalhamento, e não somente cisalhamento puro. Em cisalhamento puro, o baralho de cartas seria suficiente para explicar a formação do cavaco, mas a inclinação diferente após o plano de cisalhamento pede uma explicação da deformação plástica combinada.

(*) Marcelo Acacio de Luca Rodrigues é engenheiro mecânico, doutor em engenharia mecãnica, licenciado em filosofia, microempresário e professor universitário

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