(*) Marcelo Acacio de Luca Rodrigues
(26/04/2020) – A partir da figura 7, é visto que R’ é uma consequência das componentes F e N, sendo estas a força normal exercida pela ferramenta no dorso do cavaco (N) e a força de atrito de deslizamento entre o dorso do cavaco e a superfície de saída da ferramenta (F).
E as componentes de força que resultam em R são Fs e Fn, ou Ft e Fc. Fs é a força de cisalhamento no plano de cisalhamento, enquanto Fn é a força normal exercida no ponto considerado ortogonal ao plano de cisalhamento. Ft é a componente perpendicular à direção de corte.
Para Merchant, após o leitor entender quais são as componentes de R e R’, é possível ler estas forças em um diagrama condensado no qual se considera o equilíbrio em um ponto exclusivo considerado usualmente na ponta da ferramenta de corte. Ou seja, a figura 8 é uma versão da figura 7 com o equilíbrio ocorrendo com a demonstração apenas de R.
Neste momento do texto, Merchant reivindica para uma publicação sua, apesar de confidencial, como pode ser lido na referência bibliográfica, que a figura 8 é de sua autoria, enquanto a figura 7 surge a partir de Piispanen, lida na resenha anterior. E aproveita para dizer que Piispanen não seguiu com mais resultados sobre a mecânica do corte ortogonal.
Com base na figura 8, a seguintes relações podem ser escritas:
E a última sessão do texto original se concentra em explicar o experimento realizado por Merchant para validar as equações 9 a 16. É apresentado o esquema experimental, com especial atenção no dinâmometro mecânico para medir Fc e Ft. A figura 9 apresenta o dinamômetro e seu funcionamento é imediatamente suposto: o Castelo porta-ferramenta está apoiado sobre vigas com comportamento mecânico à deformação conhecido. Isto significa que ao realizar a usinagem, os relógios apalpadores vão indicar a quantidade de deformação que as vigas internas sofreram, e com isto é possível conhecer as componentes de força Fc e Ft.
A partir da medição de Fc e Ft e do conhecimento de detalhes geométricos que são condições iniciais dos ensaios, é possível obter um mapa de resultados, assim como aquele apresentado na tabela 2.
Merchant não realiza uma extensa discussão sobre os valores calculados, apenas salienta que os elevados valores do coeficiente de atrito são objeto de uma outra investigação conduzida por ele junto a H. Ernst, porém aspectos de não formação de filme metálico com baixo coeficiente de atrito por adsorção, além do próprio contato metal-metal sob baixa força de cisalhamento, é a principal explicação para o elevado valor do coeficiente de atrito.
Como conclusão, acredito que o texto do Merchant é fundamental para entender a mecânica da formação do cavaco além do ambiente de laboratório. A riqueza deste trabalho possui uma segunda parte que será discutida futuramente, mas é certo que o alto nível em planejar o processo de usinagem deve ocorrer desde o entendimento daquilo que ocorre no plano de cisalhamento, mesmo que a investigação não permita conhecer todos os valores experimentalmente.
Sugere-se que o experimento de medir a taxa de variação de comprimento do cavaco passe a fazer parte das práticas de laboratório, pois este retorno da usinagem ao nível de seu entendimento físico certamente resulta em melhor entendimento dos problemas usuais da usinagem, além de uma melhor interpretação de suas causas.
Ciência para as massas, até o próximo.
(*) Marcelo Acacio de Luca Rodrigues é engenheiro mecânico, doutor em engenharia mecânica, licenciado em filosofia, microempresario e professor universitário.
