Способ изготовления заготовок корпусов для бетонобойных и бронебойных снарядов

Изобретение относится к изготовлению заготовок корпусов для бетонобойных и бронебойных снарядов с использованием станов винтовой прокатки. Технический результат - увеличение производительности изготовления заготовок, получение однородной структуры металла по всей длине заготовок с одновременным формированием в валках нескольких заготовок. По способу осуществляют нагрев заготовки, горячую пластическую деформацию и ее механическую обработку. При этом горячую пластическую деформацию осуществляют в прокатных винтовых двухвалковых станах с фасонным профилем. Длину одного калибра определяют в соответствии с размером заготовки корпуса снаряда с цилиндрической, головной и оживальной частями в виде полуэллипсоидных кривых. Длину калибрующей части валка определяют по аналитическим выражениям. Заготовку корпусов снарядов после винтовой прокатки накапливают в термоконтейнере, после чего подвергают механической обработке. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано на станах прокатки мелющих шаров, имеющих в своем составе станы винтовой прокатки.

В настоящее время бетонобойные и бронебойные снарядные корпуса изготавливают, в основном, способом горячей штамповки из сталей: 35ХГС; 35ХГСА; 35Х3НМ, 45Х3; 45Х12, 46Х; 46Х12,60Х2М; 60Х2Н2М; 60Х2Н2М, 60Х30. [1] (Справочник «Артиллерийские боеприпасы, подлежащие утилизации и уничтожению» под редакцией Калистова А.А. М., изд-во «Nova», 1992, стр.8, 11-12, 16-18, 33-34, 44-46, 55-60, 79-82, 89-93, 105, 117-119, 126-130).

Недостатком данного способа является низкая производительность и неравномерность степени обжатия по всей длине корпуса снаряда в штампах с вертикальным разъемом.

Известны способы изготовления корпусов снарядов на трубопрокатных трехвалковых станах, где в качестве заготовки используются утилизированные корпуса снарядов [2] (патент РФ 2088393; МПК8 В23Р 15/22; В21В 19/02; В21С 1/24; F42В 12/74, опубл. 27.08.1997) и [3] (патент РФ № 2082514 C1, МПК8 В21В 23/00; В21В 19/02, В21С 1/24, опубл. 27.06.1997), включающие отрезку корпуса на мерную длину, нагрев, винтовую деформацию.

Недостатком данных способов является то, что при производстве корпусов снарядов требуются крупнокалиберные корпуса в качестве заготовок, а также соответствие марки стали перерабатываемого корпуса и получаемого его назначения.

Наиболее близким к заявляемому способу, по количеству сходных признаков, является способ изготовления баллонов (снарядных гильз, цилиндров) [4] (патент США № 3462987, кл.72-97 (В21В), 1969 г.), включающий нагрев отрезанной от прутка заготовки, задачу ее в валки, винтовую деформацию косоустановленными валками и продольную деформацию, проталкивание заготовки с дном на профильной оправке.

Недостатком данного способа является то, что требуется предварительная отрезка мерной длины от прутка, поштучная задача его в клеть стана, что не позволяет нахождение в зоне обжатия нескольких изделий одновременно, кроме того, предъявляются жесткие требования при отрезке прутка и требования к совпадению осей оправки и прошивки, а также то, что данный способ может быть осуществлен только для тонкостенных корпусов снарядов (осколочных, фугасных).

Задачей настоящего изобретения является: увеличение производительности изготовления заготовок корпусов для бетонобойных и бронебойных снарядов; получение однородной структуры металла по всей длине корпуса снаряда; получение формы головной и оживальной части корпуса снарядов в форме готовых полуэллипсоидов; одновременное формирование в валках нескольких корпусов.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе изготовления заготовок корпусов для бетонобойных и бронебойных снарядов, содержащем нагрев заготовки, горячую пластическую деформацию и механическую обработку, предусмотрены следующие отличия:

• горячую пластическую деформацию осуществляют в прокатных винтовых двухвалковых станах с фасонным профилем, где длина одного калибра соответствует размеру заготовки корпуса снаряда с цилиндрической, головной и оживальной частью в виде полуэллипсоидных кривых, и определяют по формуле:

(1),

- длина заготовки корпуса снаряда, мм;

α' – горизонтальный угол сведения валков, град;

β - вертикальный угол смещения валков, град

А длину калибрующей части валка определяют по формуле:

Lk = n·Тосн (2)

где Lk длина калибрующей части валка, мм;

Тосн шаг проточки, мм;

n – количество витков калибра, шт.,

причем количество витков калибра n и геометрия калибра зависят от вида боеприпаса и определяют из выражения:

n= α/360° (3),

где α - полный угол поворота валка град,

при этом шаг проточки Тосн зависит от длины заготовки корпуса снаряда и ширины реборды валка bα и определяют из выражения:

Тосн =+ bα (4)

где bα - ширина реборды валка, мм,

а углы между осью заготовки и осью валка β и α' должны соответствовать условию

,

где d - диаметр прокатываемой заготовки снаряда, мм;

• при винтовой прокатке отделение каждой заготовки снарядов корпусов мерной длины осуществляется отрезной частью валка в процессе обжатия;

• после винтовой прокатки, заготовки снарядов корпусов накапливаются в термоконтейнере.

Предлагаемый способ позволяет получить форму головной и оживальной части корпуса снаряда в форме головных полуэллипсоидов, что способствует минимизировать механическую обработку и исключить ее на данных поверхностях, кроме того, формирование в валках нескольких корпусов снарядов и непрерывность данного процесса позволяет получить максимальную производительность.

Изобретение поясняется чертежами, где на:

- фиг.1 - общий вид углов сведения винтовых валков;

- фиг.2 - общий вид винтовых валков;

- фиг.3 - общий вид получаемой заготовки корпуса снаряда.

Сущность предложенного способа осуществляется следующим образом. Круглую заготовку корпусов для бетонобойных и бронебойных снарядов равномерно нагревают в секционной печи в соответствии с паспортом шаропрокатного стана и задают в винтовые валки с фасонным профилем рабочей клети шаропрокатного стана, повторяющим геометрию заготовки корпуса изготавливаемого снаряда с головной, цилиндрической и оживальной частями в виде полуэллипсоидных кривых, причем направление заготовки корпуса снаряда в валки задают таким образом, чтобы головная часть корпуса заготовки находилась впереди, а оживальная часть корпуса заготовки находилась сзади, затем осуществляют винтовую деформацию двумя валками. На выходе из межвалкового пространства, заготовки каждого корпуса снаряда отделяются за счет геометрии отрезного валка. Затем заготовки корпусов снарядов накапливают в термоконтейнере, чтобы исключить дополнительный отжиг и предотвратить подкаливание поверхности. После чего заготовки корпусов снарядов для бетонобойных и бронебойных снарядов передают на дальнейшую механическую обработку для выполнения камеры и проточки канавок под пояски, а затем они поступают на склад готовой продукции.

Формирование получаемой геометрии заготовок корпусов снарядов происходит непрерывно за счет винтового профиля валков, где шаг проточки Тосн зависит от длины корпуса снаряда, ширины реборды валка (bα) и определяется в соответствии с формулой (4), количество витков калибра n - от вида боеприпаса (бетонобойные или бронебойные) и определяется из выражения (3), а угол между образующей заготовки β и образующей валка α' должен соответствовать условию из выражения (5). В зависимости от получаемой заготовки корпуса снаряда значения углов сведения валков, изображенных на фиг.1, составляют: β (угол вертикального сведения валков) от 3-7° и α’ (угол горизонтального сведения) от 0-2°. В некоторых случаях, в зависимости от расчета полученной калибровки валка, для формирования профиля определяют необходимость использования угла подъема витков (βр), но в основном из-за достаточно большой длины получаемого изделия формирование осуществляют только за счет углов сведения валков β. Отделение заготовки каждого корпуса снаряда после выхода из валка происходит за счет геометрии отрезного валка. Углы между осью заготовки и осью валка β и должны соответствовать условию из выражения (5). Если данное условие будет выше требуемого, то не произойдет захвата заготовки, если ниже – степень деформации превысит допустимые значения на захвате.

При горячей пластической деформации на двухвалковом прокатном стане рекомендуемый диаметр бочки валка должен соответствовать выражению

Dв=5d...8d (6).

При меньшем диаметре уменьшится жесткость валка, при большем – увеличится неравномерность степени обжатия, что приведет к снижению качества поверхности получаемой заготовки.

Количество витков калибра n для бронебойных заготовок корпусов снарядов, диаметром до 60 мм составляет 2,5 - 3 шт., свыше 60 мм – 2 – 2,5 шт. Так как у бронебойных снарядов диаметром меньше 60 мм значение полуэллипсоидности головной части выше чем 2/1, это потребует более равномерного обжатия.

Количество витков калибра n для бетонобойных заготовок корпусов снарядов составляет 2 – 2,5 шт.

Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении по их функциональному назначению. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Пример конкретного выполнения

В качестве исходной заготовки для получения корпуса бетонобойного снаряда 57 мм, использовали круглый горячекатаный пруток стали марки 45Х3 диаметром 60 мм, длиной 4-6 м. Заготовку нагревали в секционной печи до температуры выше Ас3 на 150-200°С и после чего задавали в рабочую клеть шаропрокатного стана с помощью пневматического устройства, затем подавали ее в валки, при этом угол вертикального смещения валка β составлял 3,5°, горизонтальный угол - 1°. Захват заготовки происходил с одновременным выполнением условий её вращения и осевого перемещения. По мере продвижения заготовки в калибре она постепенно обжималась, приобретая форму снаряда, соединенного перемычкой с остальной частью прутка.

За счет винтового профиля валков происходит формирование получаемой геометрии снаряда. На выходе из межвалкового пространства заготовки корпусов снарядов отделялись за счет геометрии отрезного валка и накапливались в термоконтейнере для самоотпуска. После осуществляли механическую обработку.

Параметры валка указаны в таблице 1 и на фиг.2.

После обжатия заготовки корпусов снарядов представляют изделие, изображенное на фиг.3 и таблице 2 с центральным цилиндрическим участком, на котором во время прокатки обжатие не производится, и с двумя элементами с полуэллипсоидным профилем для головной и оживальной частей снаряда.

Выбранные температурные режимы нагрева заготовки в секционной печи выше Ас3 на 150-200°С являются оптимальными для решения поставленной задачи, т.к. обеспечивают стабильную гомогенизацию вышеуказанной стали в снарядных корпусах.

Увеличение температуры термообработки выше точки Ас3 на +300°С вызывает активный рост зерна в аустенитной области, что приводит к уменьшению ударной вязкости.

Уменьшение температуры термообработки ниже точки Ас3 на +150°С ведет к замедлению диффузионных процессов для углерода и кремния, что приводит к непостоянству структуры и механических свойств.

Выбранный диаметр прутка в качестве заготовок корпусов для данного бетонобойного снаряда 60 мм, является оптимальным, т.к. имеет достаточный припуск для дальнейшей механической обработки и является стандартизированным диаметром заготовки сортового проката.

Выбранная длина прутка 4-6 м характеризуется требованиями большинства шаропрокатных станов.

Применение марки стали 45Х3 обусловлено требованием ГОСТ к материалам бетонобойных снарядов.

Таким образом, использование заявленного способа изготовления заготовок корпусов для бетонобойных и бронебойных снарядов обеспечивает:

1. получение однородной структуры металла по всей длине корпуса снаряда;

2. получение формы головной и оживальной частей корпуса снаряда в форме готовых полуэллипсоидов, что позволяет минимизировать дальнейшую механическую обработку и исключить ее на данных поверхностях;

3. одновременное формирование в валках нескольких корпусов;

4. увеличение производительности (в 4-5 раз, в отличие от штамповки) за счет непрерывности данного процесса;

5. использование круглой заготовки любой марки стали;

6. сокращение себестоимости, т.к. в условиях существующего шаропрокатного стана для применения предлагаемого способа достаточно изготовления специальных валков с требуемым профилем, рассчитанных по формулам (1-5).

Таблица 1

Параметры валка для прокатки заготовок корпусов 57 мм снарядов.

Таблица 2

Параметры получаемой заготовки (параболической поверхности) корпусов 57 мм снарядов

Источники информации

[1] Справочник «Артиллерийские боеприпасы, подлежащие утилизации и уничтожению» под редакцией Калистова А.А. М., Изд-во «Nova», 1992, стр.8, 11-12, 16-18, 33-34, 44-46, 55-60, 79-82, 89-93, 105, 117-119, 126-130.

[2] Патент РФ 2088393; МПК8 В23Р 15/22; В21В 19/02; В21С 1/24; F42В 12/74, опубл. 27.08.1997.

[3] Патент РФ № 2082514 C1, МПК8 В21В 23/00; В21В 19/02, В 21С 1/24, опубл. 27.06.1997.

[4] Патент США № 3462987, кл. 72-97 (В21В), 1969г.

1. Способ изготовления заготовок корпусов для бетонобойных и бронебойных снарядов, включающий нагрев заготовки, горячую пластическую деформацию, механическую обработку, отличающийся тем, что горячую пластическую деформацию осуществляют в прокатных винтовых двухвалковых станах с фасонным профилем, при этом длину одного калибра определяют в соответствии с размером заготовки корпуса снаряда с цилиндрической, головной и оживальной частями в виде полуэллипсоидных кривых, а длину калибрующей части валка определяют по формулам

Lk = n·Тосн,

n= α/360°,

Тосн = lк + bα,

lк = lс cosα'cosβ,

где Lk – длина калибрующей части валка, мм;

n – количество витков калибра, шт;

Тосн шаг проточки, мм;

α - полный угол поворота валка, град;

lк – длина одного калибра, мм;

bα ширина реборды валка, мм;

lс – длина заготовки корпуса снаряда, мм;

α'– горизонтальный угол сведения валков, град;

β – вертикальный угол смещения валков, град,

причем углы между осью заготовки и осью валка β и α' соответствуют условию

,

где d - диаметр прокатываемой заготовки снаряда, мм,

кроме этого, заготовку корпусов снарядов после винтовой прокатки накапливают в термоконтейнере, после чего подвергают механической обработке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество витков калибра n для бронебойных заготовок корпусов снарядов диаметром до 60 мм составляет предпочтительно 2,5-3 шт, диаметром свыше 60 мм - 2-2,5 шт, а для бетонобойных заготовок корпусов снарядов всех типов - 2-2,5 шт.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество витков калибра n и его геометрия зависят от вида боеприпаса.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что диаметр валка Dв соответствует выражению

Dв = (5...8)d.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к области конструкции артиллерийского снаряда огнестрельного оружия, а точнее – к внутренней баллистике снаряда. Технический результат - повышение эффективности стрельбы за счет увеличения скорости снаряда.

Изобретение относится к конструкции стрелковых боеприпасов, содержащих реакционные материалы и обладающих повышенным запреградным действием. Снаряд для стрелкового боеприпаса состоит из корпуса в виде стакана из тяжелого прочного металла, например сталь, вольфрам, с открытым передним торцом, внутри которого расположена вставка.

Изобретение относится к области вооружения, а именно к артиллерийским снарядам. Включает цилиндрический корпус, обтекатель, поражающий элемент, катушку индуктивности, конденсатор.

Изобретение относится к области вооружения, а именно к бронебойным боеприпасам, в частности к снарядам с реактивным двигателем, запускаемым из ствола орудия. Бронебойный боеприпас содержит гильзу с метательным зарядом и снаряд.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к пулям стрелкового оружия. Пуля для стрелкового оружия содержит биметаллическую оболочку и сердечник из твердого сплава.

Изобретение относится к области военной техники, а именно к бронебойным боеприпасам артиллерии малого калибра. Бронебойный боеприпас содержит гильзу с метательным зарядом и снаряд.

Изобретение относится к артиллерийским боеприпасам, в частности к бронебойным снарядам для гладкоствольных или нарезных артиллерийских систем среднего или крупного калибров унитарного, раздельно-гильзового или картузного заряжания.

Изобретение относится к боеприпасам стрелкового оружия, в частности к конструкциям пуль. Пуля патрона стрелкового оружия состоит из сердечника, смонтированного в оболочке.

Изобретение относится к боеприпасам для нарезного огнестрельного оружия, в том числе к малокалиберным снарядам. Снаряд содержит корпус, в котором со стороны хвостовой части по оси корпуса выполнена глухая полость.

Изобретение относится к области боеприпасов стрелкового оружия, в частности к бронебойно-трассирующим пулям. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу изготовления высокопрочной конструкционной стали. Способ изготовления высокопрочной конструкционной стали включает этап изготовления сляба для изготовления стального сляба, этап (1) нагревания стального сляба до температуры в диапазоне от 950 до 1300°С, этап (2) выравнивания для выравнивания температуры стального сляба, этап горячей прокатки стального сляба, содержащий стадию (5) горячей прокатки I типа в диапазоне температур, в котором не происходит рекристаллизация, ниже температуры окончания рекристаллизации (RST), но выше температуры А3 образования феррита, и для обеспечения температуры чистовой прокатки (FRT), этап (6) закалки горячекатаной стали со скоростью охлаждения по меньшей мере 20°С/с до температуры окончания закалки (QT), причем указанная температура окончания закалки (QT) находится между температурами Ms и Mf, этап (7, 9) перераспределяющей обработки для перераспределения углерода в микроструктуре горячекатаной стали от мартенсита к аустениту, и этап (8) охлаждения горячекатаной стали до комнатной температуры посредством принудительного или естественного охлаждения.

Изобретение относится к термообработке деталей. .

Изобретение относится к области боеприпасов стрелкового оружия, а именно к пулям патронов стрелкового оружия, предназначенным для стрельбы по легкобронированным целям.

Изобретение относится к боеприпасной технике, а более конкретно к способам изготовления стальных деталей корпусов осколочно-фугасных снарядов, таких как корпус, переходные втулки, донья и т.

Изобретение относится к боеприпасам стрелкового оружия. .

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству электротехнической стали и может быть использовано при изготовлении изотропной стали. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству высокопрочных бесшовных стальных труб из низкоуглеродистых доперитектических сталей, используемых для магистральных нефтегазопроводов.
Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением стальная труба из низколегированного сплава для нефтяных скважин в соответствии с настоящим изобретением имеет следующий химический состав, мас.%: С больше чем 0,35 и до 0,65, Si от 0,05 до 0,50, Mn от 0,10 до 1,00, Cr от 0,40 до 1,50, Mo от 0,50 до 2,00, V от 0,05 до 0,25, Nb от 0,01 до 0,040, раств.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству электросварных прямошовных труб большого диаметра. Для обеспечения повышенной деформационной способности и высокой вязкости сварного соединения труб, предназначенных для транспортирования природного газа, трубу с толщиной стенки 15-40 мм получают из стального листа с пределом текучести свыше 480 МПа, содержащего, мас.
Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высокой надежности стальная труба для топливопровода высокого давления имеет следующий химический состав, мас.%: С от 0,12 до 0,27, Si от 0,05 до 0,40, Mn от 0,3 до 2,0, Al от 0,005 до 0,060, N от 0,0020 до 0,0080, Ti от 0,005 до 0,015, Nb от 0,015 до 0,045, Cr от 0 до 1,0, Mo от 0 до 1,0, Cu от 0 до 0,5, Ni от 0 до 0,5, V от 0 до 0,15, B от 0 до 0,005, Fe и примеси остальное, причем содержание Ca, P, S и O в примесях составляет, мас.%: Ca 0,001 или меньше, P 0,02 или меньше, S 0,01 или меньше, О 0,0040 или меньше, а также имеет микроструктуру металла, состоящую из отпущенной мартенситной структуры или из смешанной структуры мартенсита отпуска и отпущенного бейнита, в которой номер размера предшествующего аустенитного зерна составляет 10,0 или больше, причем стальная труба имеет прочность при растяжении TS 800 МПа или более, а ее критическое внутреннее давление составляет [0,3 × TS × α] или больше, где α=[(D/d)2-1]/[0,776 × (D/d)2], D: наружный диаметр стальной трубы (мм) и d: внутренний диаметр стальной трубы (мм).

Изобретение относится к изготовлению заготовок корпусов для бетонобойных и бронебойных снарядов с использованием станов винтовой прокатки. Технический результат - увеличение производительности изготовления заготовок, получение однородной структуры металла по всей длине заготовок с одновременным формированием в валках нескольких заготовок. По способу осуществляют нагрев заготовки, горячую пластическую деформацию и ее механическую обработку. При этом горячую пластическую деформацию осуществляют в прокатных винтовых двухвалковых станах с фасонным профилем. Длину одного калибра определяют в соответствии с размером заготовки корпуса снаряда с цилиндрической, головной и оживальной частями в виде полуэллипсоидных кривых. Длину калибрующей части валка определяют по аналитическим выражениям. Заготовку корпусов снарядов после винтовой прокатки накапливают в термоконтейнере, после чего подвергают механической обработке. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Наверх