СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАРЕЗНОГО СТВОЛА Российский патент 2013 года по МПК B21K21/06 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении нарезных стволов стрелкового оружия.

Известен способ изготовления нарезного ствола (патент RU 2354488, опубл. 10.05.09 г., Бюл. №13), принятый за прототип. Способ включает изготовление исходной заготовки, механическую обработку исходной заготовки в размеры заготовки-трубы под радиальное обжатие, упрочняющую термообработку заготовки - трубы перед предварительной операцией радиального обжатия или упрочняющую термообработку поковки после предварительной операции радиального обжатия, изготовление поковки за две операции радиального обжатия с формированием гладкого канала в поковке на предварительной операции радиального обжатия и нарезного канала в поковке на окончательной операции радиального обжатия и окончательную механическую обработку поковки.

Недостатки способа заключаются в следующем. Способ позволяет получить в поковке после предварительной операции радиального обжатия гладкий канал с шероховатостью не грубее Ra 0,32, при этом для получения после термообработки канала без окисных пленок, нагаров и др. дефектов требуется проведение термообработки в дорогостоящей и малопроизводительной вакуумной печи. Выполнение термообработки между предварительной и окончательной операциями радиального обжатия в атмосферной среде приводит к образованию на поверхности гладкого канала окисной пленки, нагаров и других дефектов, которые перед окончательной операцией радиального обжатия необходимо тщательно удалить во избежание их внедрения в металл поковки при выполнении операции радиального обжатия. Удаление дефектов можно производить свинцеванием шустом с абразивным порошком или скоростным развертыванием. Свинцевание - трудоемкая и грязная операция и из-за искривления оси поковки может не полностью удалить окисные пленки. Обработка канала скоростным развертыванием полностью удаляет поверхностные дефекты, но при этом шероховатость канала снижается до Ra 2,5, что снижает качество поверхности нарезного канала после окончательной операции радиального обжатия.

Как правило все нарезные каналы стволов стрелкового оружия подвергаются хромированию, при этом для получения качественного сцепления хрома с металлом ствола необходимо иметь чистую поверхность канала с малой шероховатостью.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения качества ствола.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в получении нарезного канала поковки без инородных включений из поверхностных дефектов, образовавшихся в канале при термообработке, а также в снижении затрат при термообработке.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления нарезного ствола, включающий изготовление исходной заготовки, механическую обработку исходной заготовки в размеры заготовки - трубы под радиальное обжатие, упрочняющую термообработку заготовки - трубы перед предварительной операцией радиального обжатия, изготовление поковки за две операции радиального обжатия с формированием гладкого канала в поковке на предварительной операции радиального обжатия и нарезного канала в поковке на окончательной операции радиального обжатия и окончательную механическую обработку поковки, новым является то, что механическую обработку исходной заготовки осуществляют с получением заготовки-трубы с каналом, имеющим припуск с учетом образующегося при упрочняющей термообработке заготовки-трубы дефектного слоя, а после упрочняющей термообработки упомянутый припуск удаляют и осуществляют предварительную и окончательную операции радиального обжатия заготовки-трубы, при этом операцию окончательного обжатия производят согласно следующей зависимости:

,

где - степень деформации поковки в i-ом сечении на окончательной операции радиального обжатия;

ε_min - минимальная степень деформации, необходимая для качественного оформления нарезов нарезного канала.

Изготовление поковок стволов согласно изобретению позволяет производить нагрев заготовки - трубы в процессе упрочняющей термообработки в обычных печах без использования каких-либо средств защиты от окисления канала, т.к. на последующей операции скоростного развертывания все дефекты в канале, полученные при термообработке удаляются резанием. Последующие операции радиального обжатия осуществляют друг за другом без промежуточной термообработки по снятию напряжений.

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

Предложенный способ реализуется следующим образом. Последовательно разрабатывают чертеж поковки с нарезами в канале на деформируемой части, которую получают после окончательной операции радиального обжатия, чертеж поковки с гладким каналом на деформируемой части, которую получают после предварительной операции радиального обжатия и чертеж заготовки - трубы с минимально необходимым припуском в канале, необходимым для удаления дефектов, образующихся при последующей термообработке. Из стандартного ряда горячекатаного проката выбирают ближайший круг с минимальными припусками на механическую обработку, разрезают прокат на штучные заготовки, длиной соответствующей длине заготовки - трубы и подвергают механической обработке, а именно обрабатывают глубокое отверстие, обтачивают с минимальной разнотолщинностью наружную поверхность заготовки - трубы, заготовку - трубу подвергают упрочняющей термообработке, удаляют дефектный слой в канале заготовки - трубы, например, скоростным развертыванием, а затем выполняют предварительную и окончательную операции радиального обжатия и окончательную механическую обработку ствола.

Пример использования при изготовлении нарезного ствола калибра 7,62 мм. Согласно ОСТ В3-6011-85 минимальная степень деформации, необходимая для качественного оформления нарезов ε_min=0,09.

Из исходной заготовки диаметром ⌀ 50 мм отрезают заготовку длиной 280 мм. Механической обработкой, включающей глубокое сверление отверстия и точение наружной поверхности с минимальной разнотолщинностью изготавливают заготовку - трубу с наружным диаметром 0 48 мм и диаметром отверстия ⌀ 13 мм. Заготовку - трубу подвергают упрочняющей термообработке, после чего выполняют операцию скоростного развертывания канала до диаметра ⌀ 13,2 мм, удаляя при этом дефекты, полученные при термообработке.

Последовательно производят предварительное - на гладкой оправке и окончательное - на нарезной оправке радиальное обжатие поковки со сложнопрофильной наружной поверхностью и длиной более 640 мм. После предварительной операции радиального обжатия получают поковку с гладким каналом диаметром = 12,8 мм, с наружным диаметром у дульного среза = 34 мм, с наружным диаметром у казенного среза = 47 мм. После окончательной операции радиального обжатия получают поковку с нарезным каналом = 8,05 мм, с наружным диаметром у казенного среза = 33,9 мм. Степень деформации у дульного среза - 0,27, у казенного среза - 0,24, т.е. . После окончательной механической обработки получают нарезной ствол.

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. При механической обработке получают заготовку-трубу с каналом, имеющим припуск с учетом образующегося при упрочняющей термообработке заготовки-трубы дефектного слоя. После упрочняющей термообработки припуск удаляют. Затем из заготовки-трубы получают поковку за две операции радиального обжатия. На предварительной операции радиального обжатия в поковке формируют гладкий канал, а на окончательной операции - нарезной канал. Операцию окончательного обжатия производят согласно приведенной зависимости. В результате обеспечивается повышение качества изделия за счет получения в поковке нарезного канала без поверхностных дефектов, образовавшихся при термообработке заготовки-трубы. 1 пр.

Способ изготовления нарезного ствола, включающий изготовление исходной заготовки, механическую обработку исходной заготовки в размеры заготовки-трубы под радиальное обжатие, упрочняющую термообработку заготовки-трубы перед предварительной операцией радиального обжатия, изготовление поковки за две операции радиального обжатия с формированием гладкого канала в поковке на предварительной операции радиального обжатия и нарезного канала в поковке на окончательной операции радиального обжатия и окончательную механическую обработку поковки, отличающийся тем, что механическую обработку исходной заготовки осуществляют с получением заготовки-трубы с каналом, имеющим припуск с учетом образующегося при упрочняющей термообработке заготовки-трубы дефектного слоя, а после упрочняющей термообработки упомянутый припуск удаляют и осуществляют предварительную и окончательную операции радиального обжатия заготовки-трубы, при этом операцию окончательного обжатия производят согласно следующей зависимости:
,
где - степень деформации заготовки-трубы в i-м сечении на окончательной операции радиального обжатия;
e_min - минимальная степень деформации, необходимая для качественного оформления нарезов нарезного канала.