Способ изготовления ствола

Авторы патента:


Способ изготовления ствола
Способ изготовления ствола
Способ изготовления ствола
Способ изготовления ствола

 


Владельцы патента RU 2572113:

Кожокин Тимофей Иванович (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении гладких и нарезных стволов. Исходную заготовку после термообработки подвергают механической обработке по наружной поверхности. Затем производят первое радиальное обжатие заготовки с получением поковки и ее промежуточную термообработку. Далее в поковке выполняют сквозное отверстие и обрабатывают ее наружную поверхность. Полученную поковку подвергают второму радиальному обжатию и последующей механической обработке. В результате обеспечивается уменьшение металлоемкости, сокращение количества технологических операций и объема механической обработки. 4 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и пригодно для изготовления стволов с нарезными направляющими частями.

Известен способ изготовления стволов: заготовку-поковку предварительно обрабатывают по наружной поверхности, подрезают ее торцы, выполняют центрирующие шейки и контрольные пояски и осуществляют глубокое сверление. Далее ее термообрабатывают, растачивают глубокое отверстие, выполняют в нем нарезы, затем патронник и окончательно обрабатывают по наружной поверхности, получая готовый ствол (см. книгу Троицкого Н.Д. Глубокое сверление. - М.: Машиностроение, 1971, с. 140-141).

При таком способе длина исходной заготовки больше длины ствола с учетом подрезки торцов и отделения темплета с дульной части под образцы-свидетели. Поэтому объемы предварительной и окончательной механической обработки значительны, а коэффициент использования металла (КИМ - отношение массы ствола к массе исходной заготовки - η) не более 30%.

Известен другой способ изготовления стволов (см. патент на изобретение №2069594 RU от 27.11.1996 г), принятый за прототип, содержащий получение и термообработку исходной заготовки (проката или поковки). Затем ее механически обрабатывают до 1-го радиального обжатия, после него ее поковку, и после 2-го радиального обжатия окончательно обрабатывают поковку ствола, а также осуществляют промежуточную термообработку поковки после 1-го радиального обжатия.

Преимущество этого способа-прототипа перед аналогом: из-за меньшей примерно в 2 раза длины исходной заготовки по сравнению с длиной ствола уменьшаются объемы металла и предварительной механической обработки для получения заготовки-трубы под радиальное обжатие и возрастает до 67-70% коэффициент использования металла благодаря рациональному распределению его по длине поковки ствола и получению некоторых окончательно обработанных участков наружной поверхности и готовой под хромирование внутренней поверхности (направляющей части) его.

Недостатки прототипа: удаление технологической прибыли в казенной части поковки ствола; больший требуемого диаметр исходной заготовки для устранения образующейся от сквозного сверления разностенности получаемой из нее трубы из-за несовпадения продольных осей заготовки и разнотвердости ее металла, а также из-за погрешности зацентровки торца (ось центровочного отверстия не совпадает с продольной осью заготовки); повышенные энергозатраты на вращение исходной заготовки при сквозном сверлении ее до механической обработки; наличие чистовой обработки наружной и внутренней поверхностей поковки ствола после промежуточной термообработки.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение материальных, трудовых и энергозатрат на изготовление ствола.

Технический результат от реализации изобретения по сравнению с прототипом заключается в уменьшении до 18% расхода металла на ствол, снижение его трудоемкости порядка одного нормо-часа за счет сокращения количества операций и объема механической обработки исходной заготовки и получаемых поковок после 1-го и 2-го радиального обжатия, понижение энергозатрат при образовании сквозного отверстия в поковке ствола.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления ствола, включающем образование и термообработку исходной заготовки, механическую обработку ее и поковки до 1-го радиального обжатия, после него и после 2-го радиального обжатия, а также промежуточную термообработку поковки между ними НОВЫМ является то, что до 1-го радиального обжатия заготовку обрабатывают только по наружной поверхности, а после промежуточной термообработки у поковки выполняют сквозное отверстие и обрабатывают наружную поверхность.

Механической обработкой исходной заготовки до 1-го радиального обжатия получают в ее торцах центровочные отверстия для последующего образования ее наружных заходной, поводковой частей и боковых поверхностей, а также уменьшают ее массу, поэтому и энергозатраты на вращение при сквозном сверлении полученной 1-ым радиальным обжатием поковки и чистовой обработке образованного отверстия.

1-ым радиальным обжатием увеличивается длина механически обработанной заготовки, но уменьшаются ее поперечные параметры и размеры зерен металла, и повышается его твердость, чем сводится к минимуму у поковки несовпадение продольных осей ее и разнотвердости металла и обеспечивается минимальный или нулевой увод оси сквозного отверстия, образуемого в поковке.

Последующей механической обработкой наружной поверхности полученной поковки-трубы (после 1-го радиального обжатия) сводится к минимуму или нулю разностенность ее перед 2-м радиальным обжатием и гарантируется качество направляющей части получаемой поковки ствола.

Выполнением в поковке сквозного отверстия после промежуточной термообработки исключаются операции чистки его и наружной поверхности перед 2-ым радиальным обжатием для удаления окисных пленок металла, образующихся от этой термообработки.

Техническое решение с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, неизвестны и явным образом не следуют из уровня техники. Это позволяет считать, что заявляемое решение является промышленно применимым, новым и поэтому обладает изобретательским уровнем.

Предлагаемый способ поясняется чертежами (фиг. 1-4).

На фиг. 1 изображен пример выполнения заготовки под первое радиальное обжатие. Она имеет базовые поверхности - центровочные отверстия на торцах - для механической обработки исходной заготовки в центрах токарного станка, которой получают заходную часть с параметрами D2, l3 и D1 в дульной части и поводковую часть с параметрами D0, l1 и D1 казенной части, а также боковую цилиндрическую поверхность длиной l2 и диаметром D1.

На фиг. 2 представлена поковка ствола, полученная первым радиальным обжатием, у которой остались неизменными D0, D1, l1, D2 и изменялись l 3 ' < l 3 , D4<D1, D3<D1 и l 2 < l 2 ' , после чего она подверглась промежуточной термообработке.

На фиг. 3 показана поковка-труба, полученная из поковки с выполнением в ней сквозного осевого отверстия d0 и затем наружной обработки ее, при которой D 2 ' < D 2 , l 3 ' ' < l 3 ' , D 4 ' < D 4 , D 3 ' < D 3 , l 1 < l 1 ' .

На фиг. 4 изображена поковка ствола, полученная вторым радиальным обжатием, у которой образовали направляющую часть диаметром d и наружную поверхность с готовыми параметрами D 4 " < D 4 ' , l 3 " ' < l 3 ' ' , D 3 ' ' < D 3 ' , l 2 ' ' < l 2 ' ' ' ствола или максимально приближенным к ним.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. На металлургическом предприятии изготавливают и термообрабатывают исходную заготовку-прокат или поковку. Затем на заводе-изготовителе оружия ее разрезают на заготовки длиной, меньшей примерно в 2 раза длины ствола (например, у пулемета «Корд» калибра 12,7 мм последняя равна 1100 мм.). Далее у этой заготовки подрезают и зацентровывают торцы, обрабатывают боковую поверхность в диаметр D1 и длиной l2, а также выполняют заходную часть длиной l3 и диаметрами D2 и D1 и поводковую часть диаметрами D0 и D1 и длиной l1 (см. фиг. 1), причем поводковая может быть в виде цилиндра с технологической фаской в осевом отверстии со стороны казенного торца (см. патент на изобретение №2429102 RU от 20.08.2010 г) или в виде большого цилиндра или малого диаметром ≥ диаметра казенной части ствола (см. патент на изобретение №2156670 RU от 27.09.2000 г.), причем эти варианты поводковой части исключают ее удаление в технологический отход после радиального обжатия (одно- или двукратного) заготовки и используют ее как казенную часть ствола, представленную на фиг. 1.

После этого заготовку подвергают 1-му радиальному обжатию и получают промежуточную коническую поковку ствола с поперечными размерами D3 и D4, меньшими D1, но большей длины l 2 < l 2 ' (см. фиг. 2) и повышенной твердости металла (для вышеуказанного ствола она равна HB=350-380 единиц). Затем поковку подвергают промежуточной термообработке - отпуску, чем понижают эту твердость до НВ<340 единиц. 1-м радиальным обжатием и этой термообработкой сводится к минимуму или к нулю несовпадение продольных осей ее и разнотвердости металла.

После термообработки в поковке предпочтительней со стороны заходной части выполняют и затем обрабатывают сквозное отверстие до требуемой чистоты и точности диаметром d0>d (калибром ствола) и, базируя на нем, обрабатывают поковку-трубу по наружной поверхности, устраняя образовавшийся при сверлении увод оси отверстия от продольной оси ее, если он есть из-за разнотвердости металла поковки (допустимая норма увода этой оси ≤0,6 мм/м, см. книгу Минкова М.А. Технология изготовления глубоких точных отверстий. - М.: Машиностроение, 1964, с. 11).

Кроме того, у полученной поковки-трубы точат в D 0 ' , устраняя увод от отверстия, и подрезают в поводковой части торец, образованный диаметрами D0 и D 3 ' , для удаления отпечатков торцевых зубьев поводкового центра, образовавшихся при первом радиальном обжатии (при этом длина l 1 ' > l 1 ; так как снимается слой металла толщиной 1-1,5 мм) и, если это необходимо, в заходной части противоположный торец поковки для удаления остатков его центровочного отверстия, и тогда l 3 ' ' < l 3 ' , а также протачивая в D 2 ' > D 2 . При этом длина конической части поковки-трубы будет l 2 ' ' < l 2 ' .

Затем ее подвергают второму радиальному обжатию и получают поковку ствола с соответствующими размерами D 3 ' ' D 3 ' , D 4 " ' < D 4 ' , l 3 ' ' ' < l 3 ' ' , l 2 ' ' ' > l 2 ' ' по наружной поверхности и направляющую часть калибром d (см. фиг. 4). Далее у нее удаляют только дульную часть длиной, большей l 3 ' ' ' , при использовании решений вышеуказанных изобретений.

Пример реализации данного способа при изготовлении ствола пулемета «Корд».

Его штатную заготовку диаметром ⌀ 60 мм и длиной 1180 мм разрезают на заготовки длиной l2≈590 мм, подрезают и зацентровывают торцы, обтачивают в центрах токарного станка в диаметр D1=57 мм, а также выполняют соответствующие заходную и поводковую части длинами l3>20 мм, l1≤10 мм, D2>32 мм и D0>38 мм, причем диаметр казенной части этого ствола равен 38 мм.

Затем первым радиальным обжатием получают промежуточную поковку в виде усеченного конуса с диаметрами D3=50 мм и D4=40 мм, длиной l 2 ' 890   мм и непроковом металла заготовки на участке между D1 и D3, удаляемым последующей механической обработкой. Далее ее подвергают промежуточной термообработке для снятия напряжений и понижения твердости металла до НВ<340 единиц. После этого в ней выполняют предпочтительнее с заходной части сверлением и чистовой обработкой сквозное отверстие диаметром d0=15 мм и, базируя на нем, в центрах такую поковку-трубу обтачивают по наружной поверхности, получая D 4 ' = 39,5   мм , D 3 ' = 49,5   мм , дорабатывают заходную часть в размеры D 2 ' = 31,8   мм и l 3 ' ' 30   мм , а также поводковую часть в размеры D 0 ' = 38   мм и l 1 ' = l 1 + ( 1 1,5 )   мм для устранения увода оси отверстия и удаления отпечатков зубьев поводкового центра, оставшихся на торце при первом радиальном обжатии. Механической обработкой ее также удаляют и окисленный поверхностный слой металла от промежуточной термообработки после первого радиального обжатия, а также устраняют увод оси просверленного отверстия, если это имело место из-за несовпадения этой оси и продольной оси разнотвердости металла поковки.

Далее такую поковку-трубу подвергают второму радиальному обжатию, получая поковку ствола длиной l 2 ' ' ' < 1150   мм с D 4 ' ' = 32,2   мм , D 3 ' ' = 46,5   мм и размером d=13,03 мм по полям направляющей части.

Последующей механической обработкой удаляют технологическую прибыль только в дульной части (чем также сокращают время обработки ствола) и получают поковку ствола длиной l 2 ' ' ' + l 1 ' = 1100   мм , а на токарных станах с ЧПУ ее обрабатывают окончательно по наружной поверхности и выполняют патронник, изготовив в итоге ствол под хромирование, сборку, испытания и эксплуатацию.

Вышеприведенный способ пригоден и для других калибров стволов (5,45; 7,62; 14,5; 23 и др.), заготовки и поковки которых обжимаются на радиально-обжимных станках в холодном состоянии.

При использовании предлагаемого способа возрастает до 85% коэффициент использования металла исходной заготовки за счет отсутствия технологической прибыли массой более 0,5 кг в поводковой части поковки и уменьшения диаметра с ⌀ 60 до ⌀ 58 мм исходной заготовки ствола пулемета «Корд» благодаря сведению к минимуму или нулю увода оси сквозного отверстия, образованного после 1-го радиального обжатия; уменьшаются: трудоемкость ствола до 1-го нормо-часа вследствие отсутствия операций чистки сквозного отверстия и наружной поверхности поковки после промежуточной термообработки, а также энергозатраты на обработку поковки массой, меньшей массы исходной заготовки, на операциях сверления в ней сквозного отверстия и его чистовой обработки, а также обтачивания ее наружной поверхности с минимальной или нулевой разностенностью, что обеспечивает качество направляющей части канала ствола.

Таким образом, предлагаемым решением повышается коэффициент использования металла исходной заготовки, снижаются трудоемкость ствола и энергозатраты на операциях, выполняемых после 1-го радиального обжатия поковки, а также обеспечивается качество его направляющей части.

Способ изготовления ствола, включающий изготовление и термообработку исходной заготовки, первое радиальное обжатие заготовки с получением поковки, второе радиальное обжатие поковки, механическую обработку, которую осуществляют после термообработки исходной заготовки до первого радиального обжатия, после него и после второго радиального обжатия, и промежуточную термообработку поковки между первым и вторым радиальными обжатиями, отличающийся тем, что механическую обработку заготовки до первого радиального обжатия осуществляют по ее наружной поверхности, а в процессе механической обработки поковки между первым и вторым радиальными обжатиями, которую осуществляют после промежуточной термообработки, в поковке выполняют сквозное отверстие и обрабатывают ее наружную поверхность.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов и может использоваться для изготовления стволов с нарезными и гладкими направляющими частями. Из исходной заготовки получают заготовку-трубу с заходной частью в виде наружной технологической фаски.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стволов с нарезными направляющими частями. Из исходной заготовки путем механической обработки получают заготовку-трубу.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении пулеметных стволов с нарезной направляющей частью. Исходную заготовку подвергают термической и механической обработке с образованием заготовки-трубы с заходной и поводковой частями на концах.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении нарезных стволов стрелкового оружия. Исходную заготовку подвергают механической обработке, а затем - упрочняющей термообработке.

Изобретения относятся к обработке металлов давлением и могут быть использованы при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. Из исходной заготовки путем ее термообработки и механической обработки получают заготовку-трубу.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении роликов приводных цепей, применяемых в металлургии, конвейерных устройствах и других высокоэнергетических передачах движения.

Изобретение относится к способу изготовления трубчатых длинных изделий из предварительно снабженного отверстием полого блока, в котором полый блок захватывают с помощью манипулятора блока и переносят в рабочую зону ковочной машины, при этом перед ковкой полого блока в ковочной машине расположенную на штанге оправку вводят в осевом направлении через центральное отверстие в манипуляторе блока и далее во внутреннее отверстие полого блока.

Изобретение относится к способу изготовления боеприпасов, а более конкретно осколочных снарядов, стабилизируемых вращением и имеющих оболочку с насечками в виде спиральных рифлей внутри труб, прессованных через матрицы.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стволов с нарезной или гладкой направляющей частью. Из исходной заготовки путем термообработки и предварительной механической обработки получают заготовку-трубу с передней заходной частью и задней поводковой частью в виде цилиндра. На торце цилиндра образуют усеченный конус. Максимальный диаметр усеченного конуса равен или меньше диаметра цилиндра. Заготовку-трубу устанавливают в подпорном и полом поводковом центрах радиально-обжимной машины. Производят радиальное обжатие заготовки-трубы в радиально-обжимной машине с получением из нее поковки. Полый поводковый центр содержит малый цилиндр с зубьями на торце в передней части, больший цилиндр с наружными канавками без задних стенок в средней части и хвостовик в задней части. На малом цилиндре с возможностью осевого перемещения размещена втулка. Между передним торцем большего цилиндра и задним торцем втулки установлен упругий элемент. Втулка выступает за торец малого цилиндра и выполнена с внутренней конической полостью. В результате обеспечивается повышение качества поковки ствола, увеличение срока службы поводкового центра радиально-обжимной машины и улучшение его технологичности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении стволов с нарезными и гладкими направляющими частями. Из исходной заготовки механической обработкой получают заготовку-трубу. Производят первое радиальное обжатие заготовки-трубы на радиально-обжимной машине (РОМ), имеющей подпорный и поводковый центры. Получают промежуточную поковку и производят ее промежуточную термическую и механическую обработку. Из промежуточной поковки вторым радиальным обжатием получают готовую поковку ствола. При этом заходную часть заготовки-трубы выполняют в виде наружного заходного конуса, который деформируют бойками РОМ при первом и втором обжатиях. Заходный конус переходит своим основанием в часть заготовки-трубы в виде цилиндра и имеет на торце внутреннюю технологическую фаску под подпорный центр РОМ. При механической обработке промежуточной поковки ствола под второе радиальное обжатие подрезают торец ее заходной части. Со стороны указанного торца на заходной части выполняют цилиндр, переходящий в наружный заходный конус промежуточной поковки. В результате обеспечивается уменьшение объема механической обработки заготовки-трубы и промежуточной поковки, повышение надежности крепления заготовки-трубы при радиальном обжатии. 3 ил., 1 пр.
Наверх