Este trabalho tem como objetivo mostrar a viabilidade da troca de processo de usinagem pelo processo de forjamento a quente na fabricação da cavidade interna da pré-forma de brocas de furação de rochas, onde se observa na comparação entre os processos uma menor perda de matéria prima na utilização do novo processo, o que caracteriza a viabilidade dessa mudança. Foram realizados ensaios de forjamento para fabricação da cavidade da broca. Primeiramente, se utilizou um punção cônico, com um formato conveniente para forjar essa cavidade em materiais de fácil modelamento físico, como plasticina e gesso, pois estes materiais têm o comportamento similar ao do aço durante o processo de forjamento a quente. Os resultados foram satisfatórios, à medida que a cavidade foi formada por este processo com a realização de uma única etapa, com pouca perda de material através da formação de rebarba. Em uma segunda etapa, foram feitos ensaios com cobre eletrolítico, que apresentam o comportamento ainda mais próximo ao aço no processo. Com os resultados obtidos nos ensaios com materiais de modelamento físico e a utilização da Teoria Elementar da Plasticidade para verificar a aproximação dos ensaios experimentais do cobre com cálculos matemáticos, foram obtidos melhores resultados, pois com a diminuição da altura inicial do billet se conseguiu a formação da cavidade e uma formação mínima de rebarba. A partir dos resultados obtidos nos experimentos acima, foi possível otimizar o projeto do ferramental, tornando o mesmo adequado ao forjamento a quente da peça desejada, sendo esta confeccionada em aço AISI 8640. Variando-se a altura e o volume do billet, chegou-se a uma pré-forma ideal, onde se forjou a cavidade da peça, com um mínimo de rebarba. Este fato demonstrou a economia de material em relação a quantidade utilizada no processo atual (por usinagem). / The objective of this work is to show the viability of replacing machining process for hot forging process in the manufacturing of the internal cavity of drill bits of rocks, where it is observed, comparing the process, a less loss of raw material using a new process, what characterizes the viability of this change. Forging tests were done to manufacture the drill cavity. At first, a conic punch was used, with a convenient format to forge this cavity in easy physical modeling materials, as plasticine and chalk, for these materials have a similar behavior as steel during the hot forging process. The results were satisfactory, while the cavity was formed by this process with only one stage, with less loss of material through flash formation. In a second stage, tests with copper, that present a closer steel process behavior, were also done. With the results obtained in tests with physical modeling materials and in the use of the Elementary Plasticity Theory to verify the proximity of experimental copper tests with mathematical calculus, the best results were obtained, because with the reduction of the initial height of the billet, cavity formation and a minimum flash formation were got. From the results obtained in the experiments above, it was possible to optimize the tooling project making it appropriate to the hot forging of the desired workpiece, manufactured with AISI 8640 steel. Varying the billet’s height and volume, it approached to an ideal preform, where the workpiece cavity was forged, with minimum flash. This fact demonstrated the economy of material in relation to the quantity used in the current process (machining).

Este trabalho tem como objetivo mostrar a viabilidade da troca de processo de usinagem pelo processo de forjamento a quente na fabricação da cavidade interna da pré-forma de brocas de furação de rochas, onde se observa na comparação entre os processos uma menor perda de matéria prima na utilização do novo processo, o que caracteriza a viabilidade dessa mudança. Foram realizados ensaios de forjamento para fabricação da cavidade da broca. Primeiramente, se utilizou um punção cônico, com um formato conveniente para forjar essa cavidade em materiais de fácil modelamento físico, como plasticina e gesso, pois estes materiais têm o comportamento similar ao do aço durante o processo de forjamento a quente. Os resultados foram satisfatórios, à medida que a cavidade foi formada por este processo com a realização de uma única etapa, com pouca perda de material através da formação de rebarba. Em uma segunda etapa, foram feitos ensaios com cobre eletrolítico, que apresentam o comportamento ainda mais próximo ao aço no processo. Com os resultados obtidos nos ensaios com materiais de modelamento físico e a utilização da Teoria Elementar da Plasticidade para verificar a aproximação dos ensaios experimentais do cobre com cálculos matemáticos, foram obtidos melhores resultados, pois com a diminuição da altura inicial do billet se conseguiu a formação da cavidade e uma formação mínima de rebarba. A partir dos resultados obtidos nos experimentos acima, foi possível otimizar o projeto do ferramental, tornando o mesmo adequado ao forjamento a quente da peça desejada, sendo esta confeccionada em aço AISI 8640. Variando-se a altura e o volume do billet, chegou-se a uma pré-forma ideal, onde se forjou a cavidade da peça, com um mínimo de rebarba. Este fato demonstrou a economia de material em relação a quantidade utilizada no processo atual (por usinagem). / The objective of this work is to show the viability of replacing machining process for hot forging process in the manufacturing of the internal cavity of drill bits of rocks, where it is observed, comparing the process, a less loss of raw material using a new process, what characterizes the viability of this change. Forging tests were done to manufacture the drill cavity. At first, a conic punch was used, with a convenient format to forge this cavity in easy physical modeling materials, as plasticine and chalk, for these materials have a similar behavior as steel during the hot forging process. The results were satisfactory, while the cavity was formed by this process with only one stage, with less loss of material through flash formation. In a second stage, tests with copper, that present a closer steel process behavior, were also done. With the results obtained in tests with physical modeling materials and in the use of the Elementary Plasticity Theory to verify the proximity of experimental copper tests with mathematical calculus, the best results were obtained, because with the reduction of the initial height of the billet, cavity formation and a minimum flash formation were got. From the results obtained in the experiments above, it was possible to optimize the tooling project making it appropriate to the hot forging of the desired workpiece, manufactured with AISI 8640 steel. Varying the billet’s height and volume, it approached to an ideal preform, where the workpiece cavity was forged, with minimum flash. This fact demonstrated the economy of material in relation to the quantity used in the current process (machining).

Este trabalho tem como objetivo mostrar a viabilidade da troca de processo de usinagem pelo processo de forjamento a quente na fabricação da cavidade interna da pré-forma de brocas de furação de rochas, onde se observa na comparação entre os processos uma menor perda de matéria prima na utilização do novo processo, o que caracteriza a viabilidade dessa mudança. Foram realizados ensaios de forjamento para fabricação da cavidade da broca. Primeiramente, se utilizou um punção cônico, com um formato conveniente para forjar essa cavidade em materiais de fácil modelamento físico, como plasticina e gesso, pois estes materiais têm o comportamento similar ao do aço durante o processo de forjamento a quente. Os resultados foram satisfatórios, à medida que a cavidade foi formada por este processo com a realização de uma única etapa, com pouca perda de material através da formação de rebarba. Em uma segunda etapa, foram feitos ensaios com cobre eletrolítico, que apresentam o comportamento ainda mais próximo ao aço no processo. Com os resultados obtidos nos ensaios com materiais de modelamento físico e a utilização da Teoria Elementar da Plasticidade para verificar a aproximação dos ensaios experimentais do cobre com cálculos matemáticos, foram obtidos melhores resultados, pois com a diminuição da altura inicial do billet se conseguiu a formação da cavidade e uma formação mínima de rebarba. A partir dos resultados obtidos nos experimentos acima, foi possível otimizar o projeto do ferramental, tornando o mesmo adequado ao forjamento a quente da peça desejada, sendo esta confeccionada em aço AISI 8640. Variando-se a altura e o volume do billet, chegou-se a uma pré-forma ideal, onde se forjou a cavidade da peça, com um mínimo de rebarba. Este fato demonstrou a economia de material em relação a quantidade utilizada no processo atual (por usinagem). / The objective of this work is to show the viability of replacing machining process for hot forging process in the manufacturing of the internal cavity of drill bits of rocks, where it is observed, comparing the process, a less loss of raw material using a new process, what characterizes the viability of this change. Forging tests were done to manufacture the drill cavity. At first, a conic punch was used, with a convenient format to forge this cavity in easy physical modeling materials, as plasticine and chalk, for these materials have a similar behavior as steel during the hot forging process. The results were satisfactory, while the cavity was formed by this process with only one stage, with less loss of material through flash formation. In a second stage, tests with copper, that present a closer steel process behavior, were also done. With the results obtained in tests with physical modeling materials and in the use of the Elementary Plasticity Theory to verify the proximity of experimental copper tests with mathematical calculus, the best results were obtained, because with the reduction of the initial height of the billet, cavity formation and a minimum flash formation were got. From the results obtained in the experiments above, it was possible to optimize the tooling project making it appropriate to the hot forging of the desired workpiece, manufactured with AISI 8640 steel. Varying the billet’s height and volume, it approached to an ideal preform, where the workpiece cavity was forged, with minimum flash. This fact demonstrated the economy of material in relation to the quantity used in the current process (machining).

Este trabalho avaliou a aplicação de uma camada de carboneto de cromo (CrC) aspergida termicamente em matrizes de forjamento a quente. O revestimento foi depositado através do processo High Velocity Oxygen Fuel (HVOF), o qual caracterizase pela ótima aderência e baixa porosidade, resultantes da alta velocidade de projeção das partículas. As análises de desempenho das matrizes revestidas foram fundamentadas em testes reais de produção junto a uma linha fabricação de um componente automotivo. Utilizando como referência os dados de desempenho usualmente obtidos por matrizes na condição convencional de confecção, as avaliações de desempenho das ferramentas revestidas foram realizadas segundo três parâmetros principais; aspectos financeiros, aspectos de qualidade e aspectos de produção. Simultaneamente aos testes de produção, uma caracterização metalúrgica completa foi realizada em amostras produzidas conforme o processo de fabricação convencional, como também em amostras aspergidas com a camada de CrC. De forma complementar, foram realizados em laboratório testes de adesão e tenacidade do revestimento, como também, através do método do pino-disco, foi realizado um teste de desgaste para obtenção de informações qualitativas referentes ao desempenho de cada condição e seu respectivo coeficiente de atrito. A caracterização metalúrgica do revestimento confirmou a composição química à base de cromo, com espessura média de 0,17mm e dureza superficial de 66HRc. O perfil de microdureza apresentou considerável variação e leituras no intervalo de 830HV0,2 à 880HV0,2. Os testes de fragilidade e adesão no revestimento mostraram bons resultados. O teste de desgaste em laboratório indicou melhores resultados na condição com revestimento, sendo que nesta condição foi encontrado o menor coeficiente de atrito. O conjunto de ferramentas com o revestimento obteve um aumento de produtividade de 37,5% e um ganho financeiro de 29,8%. Referente aos aspectos de controle da qualidade, as matrizes revestidas apresentaram melhores resultados de estabilidade dimensional ao longo do processo e no acabamento das gravações de identificação nas peças forjadas. / This Research has evaluated the application of chromium carbide (CrC) coating sprayed thermically on tools for hot forging. The coating was deposited through the High Velocity Oxygen Fuel process (HVOF), which is known for its excellent adherence and low porosity due to the projection of particles in high velocity. The performance analyses of the covered tools were based on real tests in a production line of an automotive forged part. Using as reference data usually obtained by tools in conventional conditions of manufacturing, the evaluations regarding covered tools were carried out according to three main parameters: financial aspects, quality aspects and production aspects. Concurrently, a complete metallurgical characterization was carried out in specimens produced according to conventional concept of tools manufacturing and also with specimens covered by CrC coating from the HVOF process. To further complement it, in laboratory the coating was evaluated by tests of adherence and tenacity, a wear test with a pin-on-disk apparatus was carried out for a qualitative investigation of the wear performance and identification of the friction factor in each case. The metallurgical characterization of the coating has confirmed a chemical composition with chromium in the great part, a thickness around 0,17mm and a superficial hardness of the 66HRc. The profile of microhardness has indicated considerably variation with results between 830HV0,2 and 880HV0,2. The brittleness and adherence tests of the coating had showed satisfactory results. The wear test in laboratory has indicated better results in the covered condition, in that it was found less friction factor. In comparison with the set of tools manufactured in the conventional concept, the set of covered tools had obtained an increase in productivity of 37,5% and a financial gain of 29,8%. In regards to the aspects of quality control, the forged parts from covered tools has showed better dimensional stability in the manufacturing process and considerable improvement of the visual condition in the stamped codes of forging.

Este trabalho avaliou a aplicação de uma camada de carboneto de cromo (CrC) aspergida termicamente em matrizes de forjamento a quente. O revestimento foi depositado através do processo High Velocity Oxygen Fuel (HVOF), o qual caracterizase pela ótima aderência e baixa porosidade, resultantes da alta velocidade de projeção das partículas. As análises de desempenho das matrizes revestidas foram fundamentadas em testes reais de produção junto a uma linha fabricação de um componente automotivo. Utilizando como referência os dados de desempenho usualmente obtidos por matrizes na condição convencional de confecção, as avaliações de desempenho das ferramentas revestidas foram realizadas segundo três parâmetros principais; aspectos financeiros, aspectos de qualidade e aspectos de produção. Simultaneamente aos testes de produção, uma caracterização metalúrgica completa foi realizada em amostras produzidas conforme o processo de fabricação convencional, como também em amostras aspergidas com a camada de CrC. De forma complementar, foram realizados em laboratório testes de adesão e tenacidade do revestimento, como também, através do método do pino-disco, foi realizado um teste de desgaste para obtenção de informações qualitativas referentes ao desempenho de cada condição e seu respectivo coeficiente de atrito. A caracterização metalúrgica do revestimento confirmou a composição química à base de cromo, com espessura média de 0,17mm e dureza superficial de 66HRc. O perfil de microdureza apresentou considerável variação e leituras no intervalo de 830HV0,2 à 880HV0,2. Os testes de fragilidade e adesão no revestimento mostraram bons resultados. O teste de desgaste em laboratório indicou melhores resultados na condição com revestimento, sendo que nesta condição foi encontrado o menor coeficiente de atrito. O conjunto de ferramentas com o revestimento obteve um aumento de produtividade de 37,5% e um ganho financeiro de 29,8%. Referente aos aspectos de controle da qualidade, as matrizes revestidas apresentaram melhores resultados de estabilidade dimensional ao longo do processo e no acabamento das gravações de identificação nas peças forjadas. / This Research has evaluated the application of chromium carbide (CrC) coating sprayed thermically on tools for hot forging. The coating was deposited through the High Velocity Oxygen Fuel process (HVOF), which is known for its excellent adherence and low porosity due to the projection of particles in high velocity. The performance analyses of the covered tools were based on real tests in a production line of an automotive forged part. Using as reference data usually obtained by tools in conventional conditions of manufacturing, the evaluations regarding covered tools were carried out according to three main parameters: financial aspects, quality aspects and production aspects. Concurrently, a complete metallurgical characterization was carried out in specimens produced according to conventional concept of tools manufacturing and also with specimens covered by CrC coating from the HVOF process. To further complement it, in laboratory the coating was evaluated by tests of adherence and tenacity, a wear test with a pin-on-disk apparatus was carried out for a qualitative investigation of the wear performance and identification of the friction factor in each case. The metallurgical characterization of the coating has confirmed a chemical composition with chromium in the great part, a thickness around 0,17mm and a superficial hardness of the 66HRc. The profile of microhardness has indicated considerably variation with results between 830HV0,2 and 880HV0,2. The brittleness and adherence tests of the coating had showed satisfactory results. The wear test in laboratory has indicated better results in the covered condition, in that it was found less friction factor. In comparison with the set of tools manufactured in the conventional concept, the set of covered tools had obtained an increase in productivity of 37,5% and a financial gain of 29,8%. In regards to the aspects of quality control, the forged parts from covered tools has showed better dimensional stability in the manufacturing process and considerable improvement of the visual condition in the stamped codes of forging.

Este trabalho avaliou a aplicação de uma camada de carboneto de cromo (CrC) aspergida termicamente em matrizes de forjamento a quente. O revestimento foi depositado através do processo High Velocity Oxygen Fuel (HVOF), o qual caracterizase pela ótima aderência e baixa porosidade, resultantes da alta velocidade de projeção das partículas. As análises de desempenho das matrizes revestidas foram fundamentadas em testes reais de produção junto a uma linha fabricação de um componente automotivo. Utilizando como referência os dados de desempenho usualmente obtidos por matrizes na condição convencional de confecção, as avaliações de desempenho das ferramentas revestidas foram realizadas segundo três parâmetros principais; aspectos financeiros, aspectos de qualidade e aspectos de produção. Simultaneamente aos testes de produção, uma caracterização metalúrgica completa foi realizada em amostras produzidas conforme o processo de fabricação convencional, como também em amostras aspergidas com a camada de CrC. De forma complementar, foram realizados em laboratório testes de adesão e tenacidade do revestimento, como também, através do método do pino-disco, foi realizado um teste de desgaste para obtenção de informações qualitativas referentes ao desempenho de cada condição e seu respectivo coeficiente de atrito. A caracterização metalúrgica do revestimento confirmou a composição química à base de cromo, com espessura média de 0,17mm e dureza superficial de 66HRc. O perfil de microdureza apresentou considerável variação e leituras no intervalo de 830HV0,2 à 880HV0,2. Os testes de fragilidade e adesão no revestimento mostraram bons resultados. O teste de desgaste em laboratório indicou melhores resultados na condição com revestimento, sendo que nesta condição foi encontrado o menor coeficiente de atrito. O conjunto de ferramentas com o revestimento obteve um aumento de produtividade de 37,5% e um ganho financeiro de 29,8%. Referente aos aspectos de controle da qualidade, as matrizes revestidas apresentaram melhores resultados de estabilidade dimensional ao longo do processo e no acabamento das gravações de identificação nas peças forjadas. / This Research has evaluated the application of chromium carbide (CrC) coating sprayed thermically on tools for hot forging. The coating was deposited through the High Velocity Oxygen Fuel process (HVOF), which is known for its excellent adherence and low porosity due to the projection of particles in high velocity. The performance analyses of the covered tools were based on real tests in a production line of an automotive forged part. Using as reference data usually obtained by tools in conventional conditions of manufacturing, the evaluations regarding covered tools were carried out according to three main parameters: financial aspects, quality aspects and production aspects. Concurrently, a complete metallurgical characterization was carried out in specimens produced according to conventional concept of tools manufacturing and also with specimens covered by CrC coating from the HVOF process. To further complement it, in laboratory the coating was evaluated by tests of adherence and tenacity, a wear test with a pin-on-disk apparatus was carried out for a qualitative investigation of the wear performance and identification of the friction factor in each case. The metallurgical characterization of the coating has confirmed a chemical composition with chromium in the great part, a thickness around 0,17mm and a superficial hardness of the 66HRc. The profile of microhardness has indicated considerably variation with results between 830HV0,2 and 880HV0,2. The brittleness and adherence tests of the coating had showed satisfactory results. The wear test in laboratory has indicated better results in the covered condition, in that it was found less friction factor. In comparison with the set of tools manufactured in the conventional concept, the set of covered tools had obtained an increase in productivity of 37,5% and a financial gain of 29,8%. In regards to the aspects of quality control, the forged parts from covered tools has showed better dimensional stability in the manufacturing process and considerable improvement of the visual condition in the stamped codes of forging.

O presente trabalho, apresenta resultados da investigação experimental e da análise computacional acerca do método de ensaio de anéis de aço para obtenção do valor do coeficiente de atrito, existente na região de contato entre as matrizes e os corpos de prova. Buscando atingir os objetivos, foi feito um planejamento do experimento, através do programa MINITAB (2000), levando-se em consideração as variáveis do processo para forjamento a quente de peças para indústria automotiva, os experimentos foram realizados nos laboratórios da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). A simulação do ensaio de anel permitiu uma boa estimativa da redução de diâmetros dos mesmos, bem como, do fluxo de material no interior dos anéis e da superfície neutra. A análise estatística dos resultados mostrou que a variável mais importante a afetar o coeficiente de atrito foi a temperatura, seguindo-se do tipo de revestimento das ferramentas, velocidade e material. Para um estudo mais pormenorizado do efeito do material a ser forjado, do recobrimento das ferramentas e da rugosidade das mesmas no coeficiente de atrito será necessário um maior número de repetições dos experimentos. / The present work introduces the result of the experimental investigation and computing analyses regarding the method of trial with steel rings as to obtain the value of friction coefficient, which exist in the contact area between the tools and test bodies. Aiming to reach the objectives, a design of experiments was established through the program MINITAB (2000) taking into account the process variables in order to hot forge parts for the automotive industry, being such experiments accomplished at the laboratories of the Universidade do Rio Grande do Sul (UFRGS). The simulation trial of the ring allowed for good estimate of its diameters reduction as well as internal material flow in the rings and in the neutral surface. The static analyses of the results demonstrated that the most important isolated variable to affect the friction coefficient was temperature, followed by the type of tools covering, velocity and material. However a bigger number of experiments repetitions will be necessary in order to reach a more detailed study about the effect of the material to be forged, of tools covering and roughness in the friction coefficient as well.

O presente trabalho trata do estudo das características do projeto de matrizes fechadas para o forjamento a quente de peças axissimétricas com rebarba, com a posterior concepção de um software que auxilia a projetar matrizes de forjamento através de uma seqüência de passos, com a interação do usuário, quando requerido. O trabalho apresenta, na sua parte inicial, uma revisão da metodologia de projeto desse tipo de peça, dando suporte para a elaboração de um programa em linguagem C, que reúne características de baixo custo, alta flexibilidade, facilidade de operação e possibilidade de melhoramentos posteriores. O projeto da matriz de forjamento inicia pelo desenho da peça usinada no computador e segue uma seqüência de passos, como: inclusão de alma central, do sobremetal de usinagem, dos ângulos de saída da peça, dos raios de arredondamento e da zona de rebarba, acompanhados de cálculos importantes como a carga e energia de forjamento, pesos, áreas e volumes. Posteriormente, projeta-se a matriz de moldagem da pré-forma. Todos os dados necessários para o projetista são impressos na forma de relatório para a posterior fabricação das matrizes. / This work presents the description of the design of axisymetric closed dies for hot forging with flash, as well as the conception of a software that aids the design o f dies by means of a sequence of steps, with the interaction of the user, when required. Initially, there is a review of the design methodology about this type of part, which served as base for the software conception in C language. This software was developed to have low cost, great flexibility, userfiiendability and possibility offurther improvements. The design o f forging dies begins with the shape description o f the machined part in the computer and follows this sequence to shape the finishing cavity: add central web, machining allowance, draft angles, comer and fillet radii and flash land. Some important calculations are made, such as the forging load and energy, weights, areas and volumes. Based upon the profile ofthe finishing cavity, the software designs the mould impression (prefonn cavity). All data are printed to pennit die manufacturing.

Este trabalho tem como base o estudo do processo de fabricação por forjamento a quente dos grampos ferroviários “Deenik”, que se inicia com o corte de pré-formas. Após análise preliminar da situação, concluiu-se que era necessário realizar estudos teórico-práticos para melhorar o desempenho das navalhas empregadas, melhorando a durabilidade, aumentando sua vida útil, e até mesmo refazer o projeto delas se necessário, e tendo em vista os requisitos especificados pelo projeto para os grampos produzidos. Para aumentar a produtividade, a qualidade dos grampos e ao mesmo tempo reduzir os custos de produção, foram planejados e executados uma série de testes operacionais na fábrica. Com a mesma configuração geométrica inicial, mas empregando-se diferentes materiais pré-selecionados, e com faixas de dureza diferentes (obtidos com tratamentos térmicos diferentes) pôde-se avaliar a melhor combinação dureza e tenacidade para o caso, apontando também o material de melhor desempenho. Na situação antiga (que requeria melhorias), as Navalhas de Corte eram fabricadas em aço AISI D6 com dureza entre 60 e 62 HRC. Após a realização dos testes práticos com esta configuração, foi possível cortar 100 mil peças ao longo da vida útil. Considerandose inicialmente desnecessária uma mudança de geometria das navalhas, o estudo foi centrado no emprego de diferentes materiais e diferentes durezas para ver qual a melhor combinação. Foram feitos então estudos baseados na literatura, para fundamentar a seleção dos aços comerciais mais indicados para o contexto, e conclui-se que seria adequado o emprego experimental dos aços AISI D2, AISI S1 e AISI H13, e obviamente o aço AISI D6. Levando-se em conta então, estas considerações iniciais, foram fabricadas 32 navalhas de corte (por usinagem), sendo 8 peças para cada tipo de matéria-prima, e com a mesma variação de dureza para cada par de navalhas. Após a fabricação das peças, estas foram devidamente identificadas e tratadas termicamente para obtenção das durezas propostas. Durantes os testes, cada caso relacionando matéria-prima e dureza foi estudada individualmente. Foi analisado o desgaste sofrido, os problemas encontrados durante os testes e principalmente o número de peças cortadas, indicador de vida útil. Após a realização dos testes propostos, foi possível decidir qual o melhor material e qual melhor faixa de dureza a ser empregado. Navalhas utilizando o aço AISI S1 com dureza de 56 HRC permitiram corte de 150 mil peças sem alterar a configuração geométrica da navalha, com significativa melhora de vida em relação às condições iniciais. / This paper analyzes the manufacture of Deenik rail clamps through hot forging, a process that begins with die cutting. After a preliminary analysis, it was concluded that theoretical and practical studies should be carried out in order to improve the performance of cutting blades, enhancing their durability, extending their useful life, and if necessary, to redesign them, following the project specifications for rail clamp manufacture. An array of operational tests was planned and performed at the manufacturing plant so as to increase productivity and reduce production costs. By using the same initial geometric configuration, but different pre-selected materials, with different hardness values (obtained through distinct thermal treatments), it was possible to assess the combination between hardness and tenacity, allowing for the selection of the material with highest performance. Formerly, when some improvements were required, the cutting blades were manufactured using AISI D6 steel with 60 to 62 HRC of hardness. After conducting practical tests with this configuration, up to 100,000 parts could be cut during the useful life of the cutting blades. Since a change to the geometric configuration of the blades was deemed unnecessary at first, the study focused on the use of different materials and hardness values until the best combination could be found. Studies based on the available literature were then undertaken to enable the selection of the most appropriate commercial steels, and in this case, the experimental use of AISI D2, AISI S1, AISI H13 steels, and obviously of AISI D6 steel, proved adequate. Taking these preliminary results into account, 32 cutting blades were manufactured by a machining process, including eight parts for each type of raw material, with the same hardness range for each pair of cutting blades. After the parts were manufactured, they were properly labeled and thermally treated until the desired hardness was obtained. During the tests, each case relating raw material and hardness was analyzed separately. Problems during the tests and mainly the number of parts cut, which is a useful life indicator, were evaluated. After the proposed tests, the best material and the best hardness value were chosen. Cutting blades made with AISI S1 steel with 56 HRC of hardness allowed cutting 150,000 parts without having to change the geometric configuration of the cutting blade, remarkably extending its useful life, compared with initial conditions.

O presente trabalho trata do estudo das características do projeto de matrizes fechadas para o forjamento a quente de peças axissimétricas com rebarba, com a posterior concepção de um software que auxilia a projetar matrizes de forjamento através de uma seqüência de passos, com a interação do usuário, quando requerido. O trabalho apresenta, na sua parte inicial, uma revisão da metodologia de projeto desse tipo de peça, dando suporte para a elaboração de um programa em linguagem C, que reúne características de baixo custo, alta flexibilidade, facilidade de operação e possibilidade de melhoramentos posteriores. O projeto da matriz de forjamento inicia pelo desenho da peça usinada no computador e segue uma seqüência de passos, como: inclusão de alma central, do sobremetal de usinagem, dos ângulos de saída da peça, dos raios de arredondamento e da zona de rebarba, acompanhados de cálculos importantes como a carga e energia de forjamento, pesos, áreas e volumes. Posteriormente, projeta-se a matriz de moldagem da pré-forma. Todos os dados necessários para o projetista são impressos na forma de relatório para a posterior fabricação das matrizes. / This work presents the description of the design of axisymetric closed dies for hot forging with flash, as well as the conception of a software that aids the design o f dies by means of a sequence of steps, with the interaction of the user, when required. Initially, there is a review of the design methodology about this type of part, which served as base for the software conception in C language. This software was developed to have low cost, great flexibility, userfiiendability and possibility offurther improvements. The design o f forging dies begins with the shape description o f the machined part in the computer and follows this sequence to shape the finishing cavity: add central web, machining allowance, draft angles, comer and fillet radii and flash land. Some important calculations are made, such as the forging load and energy, weights, areas and volumes. Based upon the profile ofthe finishing cavity, the software designs the mould impression (prefonn cavity). All data are printed to pennit die manufacturing.