(*) Marcelo Acacio de Luca Rodrigues
(01/03/2020) – É indispensável conhecer o trabalho de Eugene Merchant para entender a possibilidade de evolução e simplificação de um modelo teórico de formação do cavaco já apresentado anteriormente por Vaino Piispanen (ver resenhas já publicadas pelo site sobre o modelo de Piispanen). E, além disso, Eugene Merchant em seus dois textos intitulados Mecânica do Processo de Cortar Metais (como tradução do título original em Inglês Mechanics of the Metal Cutting Mechanics) deixa certo que a investigação em usinagem deve acontecer não somente em laboratórios de pesquisa nas universidades, mas também deve ocorrer na indústria que efetivamente realiza a usinagem como atividade central de transformação.
Assim, esta resenha apresenta as principais idéias deste pesquisador que trabalhou no setor de pesquisa e desenvolvimento da empresa secular Cincinnati Milling Machine Company, em Ohio. A data original do artigo é novembro de 1944, com publicação impressa em maio de 1945. E sua publicação, bem como o trabalho contemporâneo de Piispanen, se deu através do Journal of Applied Physics.
Uma importante colocação é feita na introdução do artigo, que é a necessidade de um entendimento quantitativo da mecânica do sistema no que se refere às forças, tensões, deformações, velocidades e distribuição de energia envolvidas neste sistema. Este entendimento serve de base para o controle do sistema superando apenas o caráter empírico, ou o método de tentativa e erro. E particularizando este pensamento para a usinagem, o conhecimento do sistema formado por Ferramenta – Cavaco – Peça é indispensável para controlar a ferramenta de corte bem como a máquina operatriz por detrás destes elementos.
A divisão do artigo original é diferente daquela que se realiza atualmente, pois Merchant divide o texto por assuntos específicos, e não através de uma estrutura formal como um texto científico apresenta (Introdução, Revisão, Método experimental, Resultados, Discussão e Conclusão). Após uma breve introdução, o texto é dividido pelo tópico: Corte Ortogonal e o Cavaco Tipo 2.
O estudo apresentado é exclusivo para uma operação no qual a superfície de saída é plana e aresta é um segmento reto. E o corte ortogonal entendido por Merchant como a condição que a aresta de corte é perpendicular à direção do movimento relativo entre ferramenta e peça.
Um detalhe muito curioso, que Merchant utiliza em seu texto como uma forma de descrever a aresta de corte em torneamento, é que a ferramenta possui duas arestas de corte e não apenas uma, como se descreve atualmente. Merchant considera que o raio de ponta que produz o acabamento na peça é uma segunda aresta de corte separada da primeira em sua análise. Assim a aresta principal é o trecho reto enquanto a aresta secundária é o trecho do raio de ponta. E de maneira indispensável para formar a condição geométrica no corte ortogonal, a profundidade de corte é elevada, comparada com o valor do avanço por volta e a ferramenta não possui apreciável raio de ponta.
Neste momento, o leitor deve entender que o cavaco tipo 2 é o cavaco contínuo sem formação de aresta postiça de corte, que ocorre no corte de material dúctil. E para informação do leitor, o cavaco 1 é o cavaco descontínuo que ocorre no corte de materiais frágeis e finalmente o cavaco 3 é aquele contínuo com aresta postiça de corte. A primeira figura do texto de Merchant, produzida com certeza antes de 1945, e vista em inúmeras publicações científicas sobre a mecânica da formação do cavaco, é apresentada a seguir. O material usinado é o SAE 1112 usinado a 237,74 m/min, com utilização de ferramenta de metal duro.
(*) Marcelo Acacio de Luca Rodrigues é engenheiro mecânico, doutor em engenharia mecânica, licenciado em filosofia, microempresario e professor universitário.
