способ изготовления стальных бронебойных сердечников

Формула изобретения

Способ изготовления стальных бронебойных сердечников, включающий отрубку заготовки в размер, предварительное деформирование на одном из ее концов головной части, промежуточную химобработку и окончательное формообразование головной и хвостовой частей сердечника, отличающийся тем, что предварительное деформирование осуществляют методом ротационного обжатия заготовки с образованием на длине l_пред = (0,9 - 0,95)l_г.ч равномерно сужающегося конца до притупления в носике, равного

d_пред = (1,4 - 1,6)d_н,

объемом

V_пред = (1,05 - 1,1)V_г.ч,

где l_пред - длина головной части полуфабриката ротационного обжатия;

l_г.ч - длина головной части готового сердечника;

d_пред - диаметр притупления в носике головной части полуфабриката ротационного обжатия;

d_н - диаметр притупления в носике головной части готового сердечника;

V_пред - объем головной части полуфабриката ротационного обжатия;

V_г.ч - объем головной части готового сердечника,

а окончательное формообразование головной части сердечника осуществляют осадкой с выдавливанием, одновременно с прямым выдавливанием хвостовой части сердечника.

Описание изобретения к патенту

Изобрение относится к производству патронов стрелкового оружия и может быть использовано при изготовлении бронебойных сердечников, например, к нулям калибром 5,45 мм.

В настоящее время в производстве бронебойных сердечнико из сталей, имеющих в исходном состоянии твердость HB > 80 к нулям патронов стрелкового оружия различных калибров, в основном используется способ с применением обработки резанием, включая рубку прутка на заготовки, шлифовку заготовок, подрезку торца, обточку оживальной части и термообработку [1].

Недостатками данного способа являются большие отходы металла в стружку, низкая производительность металлоружещего операционного оборудования и высокая себестоимость изготовления, связанная с частой заменой рабочего инструмента и оснастки.

Известен способ изготовления сердечников с применением объемной штамповки, принятый в качестве прототипа изобретения и включающий отрубку заготовки в размер, предварительное деформирование на одном из ее концов головной части, промежуточную химобработку и окончательное формообразование головной и хвостовой частей сердечника [2].

Недостатком данного способа является его ограниченное применение при изготовлении остроносых (с притуплением до 1,0 мм) бронебойных сердечников, имеющих удлиненную головную часть с соотношением длины головной части к диаметру сердечника, равным 2 и более, и изготовленных из сталей, имеющих в исходном состоянии твердость HB > 80. При использовании указанного способа для изготовления таких сердечников возникают высокие удельные нагрузки на рабочей инструмент (до 2000 - 2500 МПа) и, как следствие, низкая его стойкость, частые остановки и простои оборудования, связанные с заменой инструмента. Все это значительно увеличивает трудоемкость и себестоимость изготовления бронебойных сердечников.

Задачей изобретения является повышение производительности процесса и снижение трудоемкости изготовления бронебойных сердечников.

Для решения поставленной задачи в способе изготовления стальных бронебойных сердечников, включающем отрубку заготовки в размер, предварительное деформирование на одном из ее концов головной части, промежуточную химобработку и окончательное формообразование головной и хвостовой частей сердечника, предварительное деформирование осуществляют методом ротационного обжатия заготовки с образованием по длине l_пред = (0,9 - 0,95)l_г.и равномерно сужающего конца до притупления в носике, равного

d_пред = 1,4 - 1,6)d_н

и объемом

V_пред = (1,05 - 1,1) V_г.и,

а окончательное формообразование головной части сердечника осуществляют осадкой с выдавливанием хвостовой части сердечника,

где

l_пред - длин головной части полуфабриката ротационного обжатия;

l_г.ч - длина головной части готового сердечника;

d_пред - диаметр притупления в носике головной части полуфабриката ротационного обжатия;

d_н - диаметр притупления в носике головной части готового сердечника;

V_пред - объем головной части полуфабриката ротационного обжатия;

V_г.ч - объем головной части готового сердечника.

Использование ротационного обжатия для получения прелварительной фигуры головной части сердечника позволяет реализовать за один переход значительно большую степень деформации, чем используемое в известных способах редуцирование. Кроме того, боковое воздействие бойков с одновременным подпором в осевом направлении при ротационном обжатии создает в головной части полуфабриката сердечника напряженное состояние, близкое к одноосному растяжению, а при окончательной калибровке головной части - осадкой с выдавливанием создается напряженное состояние, близкое к всестороннему сжатию. За счет сочетания этих двух процессов на металл головной части сердечника воздействует знакопеременная нагрузка, что позволяет уменьшить микродефекты структуры металла, повысить ударную вязкость и тем самым улучшить эффективность ударного действия сердечника пули.

Увеличение объема головной части на операции ротационного обжатия на 5 - 10% по сравнению с готовым изделием позволяет скомпенсировать колебания размеров головной части полуфабриката на этой операции и создает условия для гарантированного формирония на последующей операции осадки с выдавливанием заданной геометрии головной части сердченика и структуры при минимальном образовании текстуры металла.

Таким образом, ротационное обжатие с последующим, одновременным с калибровкой головной части, прямым выдавливанием хвостовой части сердечника позволяет сформировать с высоким качеством необходимую геометрию изделия, исключить межоперационную термообработку, значительно снизить номенклатуру и расход рабочего инструмента.

На чертеже представлены технологические переходы изготоления сердечника после проведения соответствующих операций, где а) отрубка заготовки; б) ротационное обжатие; в) окончательная штамповка.

Из стального прутка отрубают заготовку 1 в размер, один из концов 2 которой предварительно деформируют методом ротационного обжатия с профилем, например оживальным 3 на длине l_пред = (0,9 - 0,95)l_г.ч до притупления в носике 4, равного d_пред = (1,4 - 1,6)d_н, и объемом V_пред = (1,05 - 1,1) V_г.ч. Окончательное формообразование головной части 5 сердечника осуществляют одновременно с прямым выдавливанием хвостовой части 6 сердечника.

Пример. Практическое воплощение предлагаемого способа было проверено при изготовлении бронебойных сердечников к пуле патрона калибром 5,45 мм.

Сердечники изготавливались из заготовок диаметром d53 = 16 мм и длиной l₃ = 20 мм, полученных отрубкой от прутка (сталь VIOA НОСТ 1435-90). Предварительное деформирование головной части проводилось ротационным обжатием на станке B2118 с образованием на длине l_пред = 9,6 мм оживательной части с приступление в носике d_пред = 1,6 мм. При этом реализовываласт степень деформации 85%. Полученные полуфабрикаты после фосфатирования и омыливания подавались на автоматическую роторную линию ЛС-56, где проводилось в два перехода окончательное формообразование головной части длиной l_г.ч= 10,6 мм с притуплением в носике d_н = 1,0 мм, с одновременным прямым выдавливанием хвостовой части сердечника длиной l_x = 3,9 мм и углом конусности = 6 , а также контрольные операции. Диаметр цилиндрической части готового сердечника d_c= 4,18 мм. Закалка и отпуск сердечников выполнялись по существующей технологии.

Изготовленные таким способом сердечники были смонтированы в пулях патронов и испытаны стрельбой на бронепробиваемость. Испытания дали положительные результаты.

Для сравнения следует отметить, что для изготовления бронебойных сердечников с указанными геометрическими параметрами по существующим способам изготовления, основанным на многопереходном деформировании, как показали опытно-конструкторские работы, необходимо проведение как минимум шести формоизменяющих и трех термохимических операций.

Использование изобретения в области производства сердечников пуль патронов стрелкового оружия обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.

Применение ротационного обжатия для формирования предварительной фигуры головной части сердечника позволяет сократить количество формоизменяющих операций до трех вместо шести по технологии с использованием редуцирования, а также сократить операции химобработки до одной вместо трех и полностью исключить межоперационный отжиг полуфабрикатов.

Значительно уменьшаются номенклатура и расход рабочего и мерительного инструмента.