СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАРЕЗНОГО СТУПЕНЧАТОГО СТВОЛА Российский патент 1994 года по МПК B21D22/00 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении нарезных ступенчатых стволов.

Технология изготовления ступенчатых стволов трудоемка, материалоемка и энергоемка из-за невозможности получить заготовку, приближенную к наружной поверхности ствола по всем ступеням, количество которых зависит от числа мест для соединения с сопряженными деталями, при этом ступени с максимальным диаметром, как правило, расположены ближе к казенной части ствола.

Известен способ изготовления нарезного ступенчатого ствола, включающий изготовление исходной заготовки, термообработку заготовки под радиальное обжатие, изготовление полуфабриката радиальным обжатием и окончательную механическую обработку.

Задачей настоящего изобретения является снижение трудовых, материальных и энергетических затрат и повышение качества.

Для осуществления этой задачи при реализации способа изготовления нарезного ступенчатого ствола, включающего изготовление исходной заготовки, термообработку заготовки, механическую обработку заготовки под радиальное обжатие, изготовление полуфабриката радиальным обжатием и окончательную механическую обработку, радиальное обжатие осуществляют с переменной степенью деформации до получения окончательных размеров на максимально возможной длине с криволинейной образующей наружной поверхности ступенчатого ствола, при этом степень деформации на различных участках должна удовлетворять следующим условиям:
ε_min ≅ ε_к.ч. < ε_д.ч. ≅ Ψ
ε_min ≅ ε_i ≅ Ψ , где ε_min - минимальная степень деформации, необходимая для обеспечения качественной геометрии канала ствола;
ε_к.ч. - принятая степень деформации на части ствола с максимальным наружным диаметром, как правило, расположенной вблизи казенной части ствола;
ε_д.ч. - принятая степень деформации дульной части ствола;
ε_i - степень деформации i-го сечения ствола, расположенного между казенной и дульной частями;
Ψ - коэффициент поперечного сужения обрабатываемого материала.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена заготовка под радиальное обжатие с базовыми поверхностями для фиксации на радиально-обжимной машине; на фиг.2 - один вариант изготовления полуфабриката методом радиального обжатия; на фиг.3 - другой вариант изготовления полуфабриката методом радиального обжатия.

На чертежах обозначено:
D_о¹ - диаметр сечения дульной части заготовки, рассчитанной из степени деформации
ε_к.ч. < ε_д.ч. ≅ Ψ ;
D_o - диаметр сечения казенной части заготовки, рассчитанной из степени деформации
ε_д.ч. > ε_к.ч. ≥ ε_min;
D_oⁱ - диаметр i-го сечения заготовки, расположенного между D_o и D_o¹, лежащего на образующей конуса и рассчитанного из степени деформации ε_i , удовлетворяющей условию
ε_min ≅ ε_i ≅ Ψ ;
L_о - длина конического участка заготовки с прямолинейной образующей наружной поверхности, подвергаемого радиальному обжатию, рассчитанная из условия равенства объемов участков заготовки, изображенной на фиг.1 и полуфабриката, изображенного на фиг.2 и фиг.3 соответственно,
D - диаметр сечения казенной части полуфабриката.

D₁ - диаметр сечения дульной части полуфабриката,
D_i - диаметр i-го сечения полуфабриката,
L - длина участков полуфабpиката с криволинейной образующей наружной поверхности полученных радиальным обжатием.

Способ осуществляется следующим образом.

Согласно ОСТ В3-6011-85 по номограмме (черт.1 лист 39) выбирают минимальную степень деформации ( ε_min ), необходимую для качественного оформления каната ствола по полям и нарезам.

По формулам 3 и 2 (лист 14 ОСТ В3-6011-85) определяют do и D_o на участке максимального диаметра изделия, исходя из соотношения ε_к.ч.≥ ε_min . Выбирают степень деформации дульной части из условия ε_к.ч. ≅ ε_д.ч. ≅ Ψ.

Из условия получения окончательных размеров ствола на максимально возможной длине наружной поверхности полуфабриката при радиальном обжатии выбирают геометрию наружной поверхности полуфабриката с криволинейной образующей и с плавными переходами в местах излома.

Из условия равенства объемов заготовки, подвергаемого радиальному обжатию и участков полуфабриката, полученных радиальным обжатием определяют длину L_о - участка заготовки, подвергаемого обжатию.

Определяют объемы отдельных участков полуфабриката. Из условия равенства объемов отдельных участков полуфабриката и соответствующих им участков заготовки определяют D_oⁱ в конце каждого участка и рассчитывают для каждых сечений ε_i , которое должно удовлетворять условию
ε_min ≅ ε_i ≅ Ψ
С учетом припусков на обработку в осевом направлении определяют общую длину заготовки и с учетом длины заготовки, ее максимального диаметра и заданного объема производства выбирают исходную заготовку.

Изготовленную исходную заготовку подвергают термообработке, а затем механической обработке, подготовив ее под радиальное обжатие (см.фиг.1). Затем производят радиальное обжатие заготовки на радиально-обжимной машине типа SHK-17 с переменной степенью деформации и получают полуфабрикат с криволинейной образующей наружной поверхности как на фиг.2 или 3. После чего производят окончательную механическую обработку полуфабриката в заданные параметры ступенчатого ствола.

Пример осуществления способа иллюстрируется изготовлением ствола пулемета. Минимальная степень деформации для качественного формирования канала ствола по полям и нарезам согласно ОСТ В3-6011-85 ε ≈ 0,08. По формуле 2 на листе 14 определяют d_о, который приняли равным 17 мм. Степень деформации казенной части принята ε_к.ч.= 0,11.

Диаметр казенной части заготовки D_о = 52.6 мм. Степень деформации дульной части ε_д.ч. = 0,19. Диаметр дульной части заготовки D_o¹ = 36,2 мм. Учитывая, что деформируемая часть заготовки под радиальное обжатие должна быть конической с прямолинейной образующей для обеспечения качественной геометрии канала ствола и прямолинейности, длина конической части заготовки, подвергаемой радиальному обжатию, определяется из равенства объемов
V_{заготовки} = Σ V_{iполуфабриката}, где V_{заготовки} - объем конической части заготовки, подвергаемой радиальному обжатию,
V_i полуфабриката - объем i-го участка полуфабриката, полученного радиальным обжатием (конус с отверстием, цилиндр с отверстием и т.д.).

Из-за сложности изготовления профильного копира изготовления полуфабриката радиальным обжатием производилось простейшей цилиндрической формы (фиг. 2). Длина заготовки L_о = 840 мм. Исходя из объемов производства в качестве исходной заготовки выбрана заготовка ⊘ 54...56 х 1100 мм. Исходная заготовка путем механической обработки подготавливалась под радиальное обжатие (фиг.1). Затем на радиально-обжимной машине SHK-17 изготавливали полуфабрикат (фиг.2).

Полученный полуфабрикат полностью соответствовал требованиям по геометрии канала ствола по полям и нарезам, а часть наружной поверхности полуфабриката совпадала с наружной поверхностью ствола.

После окончательной механической обработки получен ступенчатый ствол с меньшей разностенностью, чем допускаемая, в 1,5 раза.

Изобретение может быть использовано для изготовления нарезных ступенчатых стволов, например, для пулеметов. Cущность изобретения: при изготовлении ствола вначале получают исходную заготовку, производят ее термообработку и механическую обработку под радиальное обжатие. При изготовлении полуфабриката радиальное обжатие производят с переменной степенью деформации до получения окончательных размеров на максимально возможной длине с криволинейной образующей наружной поверхности ступенчатого ствола. Степень деформации на различных участках заготовки должна удовлетворять определенным условиям. После изготовления полуфабриката осуществляют окончательную механическую обработку. 3 ил.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАРЕЗНОГО СТУПЕНЧАТОГО СТВОЛА, включающий изготовление исходной заготовки, термообработку заготовки, механическую обработку заготовки под радиальное обжатие, изготовление полуфабриката радиальным обжатием и окончательную механическую обработку, отличающийся тем, что радиальное обжатие осуществляют с переменной степенью деформации до получения окончательных размеров на максимально возможной длине с криволинейной образующей наружной поверхности ступенчатого ствола, при этом степень деформации на различных участках должна удовлетворять следующим условиям:
ε_min ≅ ε_к.ч. < ε_д.ч. ≅ Ψ ,
ε_min ≅ ε_i ≅ Ψ ,
где ε_min - минимальная степень деформации, необходимая для обеспечения качественной геометрии ствола;
ε_к.ч. - принятая степень деформации на части ствола с максимальным наружным диаметром, как правило, расположенной вблизи казенной части ствола;
ε_д.ч. - принятая степень деформации дульной части ствола;
ε_i - степень деформации i-го сечения ствола, расположенного между казенной и дульной частями;
Ψ - коэффициент поперечного сужения обрабатываемого материала.