Спосіб виготовлення гільз патронів стрілецької зброї

B21D51 / 54 - гільз, наприклад для боєприпасів, для пневмотранспортіровкі поштової кореспонденції

Власники патенту RU 2446909:

Закрите акціонерне товариство "Барнаульський патронний завод" (RU)

Винахід відноситься до виробництва патронів стрілецької зброї, зокрема до виготовлення гільз патронів різних калібрів. З заготовки, відрізаною від прутка або дроту, поєднаним поперечно-поздовжнім видавлюванням отримують циліндричний ступінчастий стаканчик. При цьому використовують матрицю, виконану за допомогою ключового частиною і кільцевої робочої порожниною, і протівопуансон. Діаметр кільцевої порожнини матриці перевищує діаметр її направляючої частини. Діаметр протівопуансона дорівнює 0,5 ... 1,5 діаметра направляючої частини матриці. Протівопуансон утворює з перетином направляючої частини матриці з внутрішньою поверхнею робочої порожнини зазор. Поперечно-поздовжнє видавлювання виробляють з частковим або повним витісненням матеріалу заготовки з направляючої частини матриці в її кільцеву робочу порожнину через згаданий зазор. Потім здійснюють утонение стінки стаканчика витяжкою і, штампування дна з формуванням капсульного гнізда гільзи. В результаті забезпечується скорочення кількості технологічних операцій і зниження навантаження на інструмент. 1 з.п. ф-ли, 3 мул.

Винахід відноситься до виробництва гільз для патронів стрілецької зброї, а також може бути використано для виготовлення гільз до громадянського, службового, бойового ручного стрілецької зброї, пиропатронов, будівельно-монтажних патронів і артилерійських пострілів, зокрема до технології виготовлення гільз.

Гільза - основний конструктивний елемент патрона або артилерійського пострілу, до якого пред'являють високі вимоги по точності форми, розмірами, масі, якості поверхні і ін.

Діюча по теперішній час на підприємстві технологія виготовлення гільз, відпрацьована протягом усього минулого століття, не зазнала істотних змін. Див. Технологічні процеси ІМ 01100.02230, ІМ 01100.01525, ІМ 01100.00327 і ін. Виготовлення гільз патронів стрілецької зброї.

Незважаючи на стабільність і високий рівень виробництва, що діє технологія має один суттєвий недолік - низький коефіцієнт використання металу, рівним 0,38-0,54, при цьому дві третини всіх відходів припадають на висікання - метал, що залишається після вирубки круглих заготовок при багаторядному шаховому розкрої стрічки. До недоліків такого способу можна також віднести складність технологічного процесу і пов'язану з цим високу собівартість виготовлення гільз.

Німецька фірма «Капп» в кінці Другої світової війни приступила до масового виробництва сталевих 7,92 мм гільз з прутка. Технологія формозміни плоскою після опади заготовки, нічим не відрізнялася від використовуваної вУкаіни технології.

Відома технологія отримання гільз патронів з квадратної (прямокутної), або шестигранною в плані заготовки, при якій напівфабрикати гільз після витяжки набувають корончатую форму відкритого торця. Така технологія знижує витрату металу, але западини біля відкритого торця, будучи концентраторами напружень, призводять на наступних операціях витяжки до утворення тріщин, що вимагає збільшення розмірів заготовки, додає при цьому ряд додаткових операцій, знижуючи позитивний ефект від такого удосконалення.

Нагрівання заготовок перед штампуванням і видавлюванням не дав істотних переваг перед холодним деформуванням, вносячи додаткові технічні і технологічні труднощі.

Відомий спосіб отримання гільз патронів стрілецької зброї, що включає відрізку заготовки від прутка, виготовлення циліндричного склянки зворотним видавлюванням, утонение стінки витяжкою з утворенням змінної її товщини заданих розмірів, штампування дна з попередніми і остаточним формуванням капсульного гнізда, механічне освіту фланця в дні гільзи і комплекс операцій , що дозволяють отримати остаточне виріб, при цьому стакан виконують ступінчастим з оформленим капсульного гнізда, шляхом поєднання зворотного і прямого видавлювання, утонение стінки ведуть в розширеній частині його ступені, після чого формують фланець - см. заявку на винахід №96105717 - прототип. Зворотним видавлюванням заготовки отримують стінку ступеневої склянки, а прямим видавлюванням з одночасним додатковим тангенціальним стисненням заготовки утворюють його донну частину і формують капсульне гніздо. При суміщеному видавлюванні заготовки витікання металу в бік формування дна і капсульного гнізда ведуть з обмеженням на заданий розмір по товщині дна. Формоутворення фланця з проточкою ведуть гуркотів роликом. Формоутворення фланця, що виступає над діаметром гільзи, виробляють висадкою. Звужену щабель склянки видавлюють на діаметр проточки гільзи, а після витяжки фланець з проточкою висаджують в рознімної матриці. Фланець з проточкою висаджують на діаметр, що перевищує найбільший діаметр гільзи. При видавлюванні ступеневої склянки розміри капсульного гнізда виконують попередніми, а при формоутворенні фланця їх калібрують до отримання остаточних значень. Видавлювання склянки виконують з внутрішнім діаметром, рівним або більше зовнішнього діаметра гільзи, а витяжку з утонением стінки ведуть з одночасною обрізкою крайки.

Утонение стінки ступеневої напівфабрикату ведуть ротаційної витяжкою або видавлюванням, або багатоперехідних витяжкою. Заготівлю перед видавлюванням калібрують осадкою. Осадку заготовки ведуть в штампового інструменту, призначеному для різання прутка. Щонайменше, перед однією з формозмінних операцій виробляють термохімічну обробку заготовки.

Відомий спосіб отримання гільз патронів стрілецької зброї включає відрізку заготовки від прутка, калібрування, отримання циліндричного ступеневої стаканчика видавлюванням, утонение стінки витяжкою з утворенням змінної її товщини, штампування дна з формуванням капсульного гнізда шляхом поєднання зворотного і прямого видавлювання.

До недоліків відомого способу-прототипу можна віднести неповне використання можливостей процесу холодного видавлювання і дію високих питомих сил в процесі формоутворення стінок гільзи на інструмент, а також високу собівартість виготовлення гільз.

Завданням цього винаходу є усунення недоліків прототипу, зокрема, підвищення технологічних можливостей процесу холодного видавлювання, зниження навантажень на інструмент при формоутворенні гільзи і зниження собівартості готової продукції.

Поставлена ​​задача досягається поєднанням відомих ознак, таких як відрізка заготовки від прутка (дроту), виготовлення циліндричного ступеневої стаканчика видавлюванням, утонение стінки стаканчика витяжкою з утворенням її змінної товщини, штампування дна ступеневої стаканчика з формуванням капсульного гнізда шляхом поєднання зворотного і прямого видавлювання, і нових , які полягають в тому, що ступінчастий стаканчик отримують поєднаним поперечно-поздовжнім видавлюванням заготовки в матрицю, виконану з направл -ющей частиною і кільцевої робочої порожниною діаметром, що перевищує діаметр направляючої частини, використовують протівопуансон діаметром, рівним 0,5 ... 1,5 діаметра направляючої частини матриці, який утворює з перетином направляючої частини матриці з внутрішньою поверхнею робочої порожнини зазор, при цьому поперечно-поздовжнє видавлювання заготовки виробляють з частковим або повним витісненням матеріалу заготовки з направляючої частини матриці в її кільцеву робочу порожнину через зазор.

Використовують протівопуансон, робочий торець якого виконаний плоским фігурним, наприклад, сферичної, конічної опуклою, конічної ввігнутої форми.

Новизною запропонованого технічного рішення є отримання ступеневої стаканчика поєднаним поперечно-поздовжнім видавлюванням в матрицю, виконану за допомогою ключового частиною і кільцевої робочої порожниною діаметром, що перевищує діаметр направляючої частини, використовують протівопуансон діаметром, рівним 0,5 ... 1,5 діаметра направляючої частини матриці, який утворює з перетином направляючої частини матриці з внутрішньою поверхнею робочої порожнини зазор, при цьому поперечно-поздовжнє видавлювання заготовки виробляють з частковим або повн м витісненням матеріалу заготовки з направляючої частини матриці в її кільцеву робочу порожнину через зазор.

Такий спосіб виключає технологічну операцію калібрування заготовки, а заготівлі надає форму і розміри, сприятливі для виконання наступних технологічних операцій і отримання заданих властивостей. При цьому знижується навантаження на робочий інструмент.

Зазначені відмітні ознаки, згідно з проведеними патентно-інформаційних досліджень, є новими, промислово здійсненними, неочевидними і спрямовані на досягнення поставленої винаходом завдання.

Додатковими ознаками, які конкретизують основні, спрямовані на отримання позитивного результату, є виконання робочого торця протівопуансона плоским фігурним, наприклад, сферичної або конічної увігнутою або опуклою форми.

На фіг.1 схематично представлені з лівого боку заготовки, встановлені в направляючу частина матриці, а з правого боку - варіанти виконання стаканчиків.

На фіг.2 - варіанти виготовлення стаканчиків: а) - з плоскою донної частиною пуансона, б) - з опуклою поверхнею торця.

На Фіг.3 представлені варіанти геометрії кільцевої порожнини матриці і бічній поверхні протівопуансона: а) - циліндрична, б) - конічна, в) - сферична.

На графічних матеріалах представлена ​​відрізана від прутка заготівля 1, яка встановлюється в направляючу частина матриці до упору про торець протівопуансона, який може бути виконаний з циліндричної 2, або конічної 3, або ступінчастою 4 робочими поверхнями. За допомогою пуансона 5 здійснюється тиск на заготовку 1. Після виконання операції суміщеного поперечно-поздовжнього видавлювання з плином матеріалу заготовки з направляючої частини матриці в даному варіанті - вниз в кільцеву робочу порожнину матриці більшого діаметру, яка може бути виконана циліндричної 6 або конічної 7, заготівля 1 набуває циліндричну 8 або ступінчасту форму різної конфігурації 9,10, 11, 12, або конічну ступінчасту 13 або конічну 14 форму стаканчика. Ступінчаста форма стаканчика формується кільцевої циліндричної 6 або конічної 7 порожниною матриці і зовнішньої і зовнішньою поверхнею протівопуансоно 2 або 3, або 4.

Внутрішня поверхня робочої порожнини матриці може бути виконана іншої форми, наприклад, багатогранної або криволінійної.

Необхідну за технологією форму торця пуансона виконують або у вигляді площини 15, або увігнутою 16, або опуклою 17 півсфери, або у вигляді увігнутого 18 або опуклого 19 конуса. Матриця 20 і 21 може бути виконана з циліндричної або конічної робочої порожниною.

Пропонований спосіб виготовлення гільз патронів стрілецької зброї здійснюють наступним чином.

Від прутка або дроту відрізають заготівлю заданої довжини і подають її в направляючу частина матриці до контакту з протівопуансоном 2 або 3, або 4 Пуансон 5, впливаючи на заготівлю 1, витісняє матеріал заготовки, який обтікає протівопуансон і витісняється в робочу кільцеву циліндричну або конічну порожнину . При цьому здійснюється поперечно-поздовжнє видавлювання з збігом матеріалу заготовки з направляючої частини матриці в кільцеву робочу порожнину матриці більшого діаметра. Повне витіснення матеріалу заготовки в кільцеву порожнину, матриці з отриманням ступеневої стаканчика може здійснюватися при ступінчастому виконанні протівопуансона 4.

Далі заготовку гільзи (ступінчастий стаканчик) обробляють традиційними способами відповідно до чинних технологічними процесами, надаючи задану форму і розміри. При цьому здійснюють утонение стінки стаканчика витяжкою з утворенням її змінної або постійної товщини за допомогою пуансонів і матриць з відповідними робочими розмірами, штампування дна з формуванням капсульного гнізда шляхом поєднання зворотного і прямого видавлювання.

Пропоновані операції формування ступеневої або циліндричного стаканчика дозволяють в подальшому отримати необхідну довжину стінок і товщину донної частини стаканчика і якісно надалі сформувати стінки і капсульне гніздо.

Залежно від необхідних форми і розмірів заготовки діаметр протівопуансона може бути виконаний рівним 0,5 ... 1,5 діаметра направляючої частини матриці. При діаметрі протівопуансона менше 0,5 знижується його стійкість. При діаметрі більше 1,5 діаметра направляючої частини в тілі заготовки виникають значні напруження розтягу, що призводить до збільшення шлюбу по тріщинах. При відстані між нижньою кромкою направляючої частини матриці і робочим торцем пуансона, виконаним менше 0,1 діаметра направляючої частини матриці, виникають значні навантаження на інструмент, що знижують його властивості міцності, а при відстані, рівному 3 (трьох) діаметрами направляючої частини матриці, необхідний великий хід пуансона, недоцільне і непередбачуване деформування матеріалу заготовки.

Виконання робочого торця протівопуансона плоским фігурним, наприклад, сферичної або конічної форми, опуклим або увігнутим дозволяє наблизити форму заготовки до технологічно зручній формі для подальшого деформування.

Конкретний приклад здійснення способу.

Сталеву заготовку 1, відрізану від прута діаметром 10 мм довжиною 14 мм, помістили в направляючу частина матриці 2. Під впливом (тиском) пуансона 3 метал заготовки витіснили в кільцеву порожнину 6 матриці 2 до повного її заповнення. При цьому повне заповнення кільцевої порожнини 6 здійснювалося комбінованим поздовжньо-поперечним видавлюванням матеріалу заготовки з направляючої частини матриці із закінченням (витісненням) матеріалу заготовки в кільцеву порожнину матриці більшого діаметру, ніж діаметр її направляючої частини.

Далі заготовку гільзи (ступінчастий стаканчик) обробили традиційним способом відповідно до чинного технологічним процесом, надавши задану форму і розміри, включаючи її донну частина.

В даний час на підприємстві розроблено технічну документацію на виготовлення з прутка гільз до 5,45 мм-патронам. Виготовлена ​​і випробувана на міцність і безвідмовність роботи автоматики зброї дослідна партія гільз, виготовлених за пропонованою технологією. Результати випробування підтвердили технічну можливість та економічну доцільність запропонованого технічного рішення. Промислове освоєння нової технології дозволить економити до 40% металу, підвищити стійкість робочого інструмента, отримувати якісну продукцію, що задовольняє пропонованим до неї вимогам зі значним скороченням собівартості її виготовлення.

1. Спосіб виготовлення гільз патронів стрілецької зброї, що включає відрізку заготовки від прутка або дроту, отримання циліндричного ступеневої стаканчика видавлюванням, утонение стінки стаканчика витяжкою з утворенням її змінної товщини, штампування дна ступеневої стаканчика з формуванням капсульного гнізда шляхом поєднання зворотного і прямого видавлювання, що відрізняється тим , що ступінчастий стаканчик отримують поєднаним поперечно-поздовжнім видавлюванням заготовки в матрицю, виконану за допомогою ключового частиною і кол цевой робочої порожниною діаметром, що перевищує діаметр направляючої частини, з використанням протівопуансона, виконаного діаметром, рівним 0,5 ... 1,5 діаметра направляючої частини матриці, і утворює з перетином направляючої частини матриці з внутрішньою поверхнею робочої порожнини зазор, при цьому поєднане поперечно-поздовжнє видавлювання заготовки здійснюють з частковим або повним витісненням матеріалу заготовки з направляючої частини матриці в її кільцеву робочу порожнину через згаданий зазор.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що використовують протівопуансон, робочий торець якого виконаний плоским фігурним, наприклад сферичної, конічної опуклою, конічної, ввігнутої форми.