Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТВОЛА

Изобретение относится к обработке металлов давлением и пригодно при производстве, например, пулеметных стволов.

Известен способ изготовления ствола с нарезной направляющей частью, включающий термическую и механическую обработку исходной заготовки с образованием заготовки-трубы с заходной и поводковой частями на концах и ее последующее предварительное радиальное обжатие с формированием промежуточной поковки ствола с гладким отверстием, окончательное радиальное обжатие поковки с образованием полей и нарезов направляющей части ствола, его пульного конуса и патронника, механическую обработку такой поковки с получением готового ствола, принятый за прототип (см. патент RU 2429102 C2, В21K 21/06) [1].

Его недостатки: осуществлением последующего хромирования сначала направляющей части, а затем и элементов патронника увеличиваются сложность и трудоемкость изготовления ствола без гарантии качества этого покрытия в зонах пульного конуса и начала направляющей части канала ствола.

Предлагаемым решением устраняются недостатки последнего способа и, таким образом, упрощается изготовление и снижается трудоемкость ствола с одновременным повышением качества захромированных пульного конуса и начала направляющей части и живучести ствола в целом.

Указанный технический результат заключается в следующем: в предлагаемом способе изготовления ствола с нарезной направляющей частью, включающем термическую и механическую обработку исходной заготовки с образованием заготовки-трубы с заходной и поводковой частями на концах и ее последующее предварительное радиальное обжатие с формированием промежуточной поковки ствола с гладким отверстием, окончательное радиальное обжатие поковки с образованием полей и нарезов направляющей части ствола, его пульного конуса и патронника, механическую обработку такой поковки с получением готового ствола, новым является то, что после предварительного радиального обжатия с торца поводковой части промежуточной поковки выполняют внутреннюю фаску под патронник ствола, после чего осуществляют гальваническое хромирование поверхностей гладкого отверстия с этой фаской промежуточной поковки и затем ее нагрев с хромовым покрытием до температуры, меньшей или равной температуре отпуска материала поковки, а образование полей и нарезов направляющей части ствола, его пульного конуса и патронника осуществляют при окончательном радиальном обжатии захромированной поковки.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа и [1] показывает, что первый отличается выполнением с торца поводковой части промежуточной поковки, образованной предварительным обжатием заготовки-трубы, внутренней технологической фаски под патронник ствола, после чего осуществляют гальваническое хромирование поверхностей гладкого отверстия с этой фаской промежуточной поковки и затем ее нагрев с хромовым покрытием до температуры, меньшей или равной температуре отпуска материала поковки, а образование полей и нарезов направляющей части ствола, его пульного конуса и патронника осуществляют при окончательном радиальном обжатии захромированной поковки.

Предлагаемым способом упрощается изготовление ствола, уменьшается время его изготовления, а хромированием внутренней поверхности промежуточной поковки и окончательным обжатием ее гарантируется качество хромового покрытия в пульном конусе за счет отсутствия абразивной или лезвийной обработки его и живучесть ствола в целом. Кроме того, гарантируется точность его наружных размеров и размеров захромированных элементов патронника и пульного конуса.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, неизвестны и явным образом не следуют из уровня техники. Это позволяет считать, что заявляемое решение промышленно применимо, ново, имеет существенные отличия и обладает изобретательским уровнем.

Предполагаемый способ реализуется, например, в стволе калибра 14,5 мм пулемета КПВТ следующим образом.

Исходную термообработанную заготовку механически обрабатывают с образованием полой изнутри заготовки-трубы, цилиндрической и цилиндроконической формы снаружи с заходной (в дульной) и поводковой (в казенной) частями и отверстием диаметром 17^+0,1, причем с торца поводковой части образуют вспомогательную внутреннюю фаску под упорный центр-втулку поводкового центра для совмещения оси этой заготовки с линией центров радиально-обжимной машины и далее эта фаска не упоминается в описании и в формуле изобретения.

Затем этими частями заготовку-трубу крепят соответственно в подпорном и поводковом центрах данной машины и ее подвергают бойками предварительному одно- или двукратному радиальному обжатию на гладкой оправке с уменьшением поперечных и увеличением осевых размеров (с 1050 или 700 до 1360 мм соответственно при одно- или двукратном обжатии), получая в итоге промежуточную поковку ствола (длина его 1350 мм), имеющую гладкое отверстие диаметром, определяемым толщиной Δ слоя хрома направляющей части, который может быть толстым при Δ>0,1 мм или тонким при Δ<0,1 мм на сторону. При Δ>0,1 мм этот диаметр равен (14,9-15,0)^+0,06 мм.

У штатного ствола этого пулемета Δ_хр.п по полям ≥0,12 мм, а по нарезам Δ_хр.н≥0,08 мм и после хромирования патронника у первого конуса Ф_max=27,065^+0,05 и длина l=81,4_-0,05 мм, причем по патроннику толщина слоя хрома Δ_хр.=0,009-0,04 мм.

Далее подрезают торец поводковой части этой поковки с удалением отпечатков торцевых зубьев поводкового центра и с этого торца образуют внутреннюю фаску с максимальным диаметром и длиной, больших этих параметров основного конуса патронника ствола данного калибра, равных ⌀27,1 и 81,4 мм соответственно до его хромирования (остальные размеры патронника не указаны, чтобы не загромождать текст).

После этого осуществляют гальваническое хромирование поверхностей гладкого отверстия и этой фаски соответственно толщиной Δ=0,12-0,15 мм и 0,01-0,05 мм этих элементов промежуточной поковки совместно или раздельно с последующим нагревом ее ≤ температуры отпуска ее материала для удаления водорода из хромового покрытия и металла приканального слоя с одновременным понижением твердости этого покрытия с НВ 1000 до HV 500 и повышением его адгезии с металлом поковки.

Затем такую поковку подвергают окончательному радиальному обжатию на соответствующей оправке цилиндроконической формы с получением в хроме полей диаметром 14,5^+0,07 и нарезов диаметром 14,93^+0,07 и шириной 3,41^+0,019 мм направляющей части, а также чертежных пульного конуса врезания и элементов патронника, кроме наибольшего диаметра и длины основного конуса патронника, приведенных ранее, которые больше окончательных размеров его.

При этом в зоне образования полей и нарезов металл и хромовое покрытие деформируются в основном радиально, а в зонах пульного конуса врезания и патронника, кроме радиальной деформации их, происходит и осевая деформация, вследствие чего длина основного конуса будет больше чертежной, равной 81,4 мм, длина окончательной поковки >1370 мм, а по наружной поверхности ее диаметральные размеры ≥ соответствующих размеров готового ствола.

Далее у этой поковки подрезают поводковую часть с удалением вспомогательной технологической фаски под поводковый центр и получением чертежных размеров элементов патронника и пульного конуса врезания и удаляют технологическую прибыль в заходной части, получая окончательную длину ствола 1350 мм.

Деформация хромового покрытия промежуточной поковки приводит к его уплотнению и повышению твердости до начальной величины, как у промежуточной поковки, НВ 1000, что необходимо для пулеметного ствола, подвергаемого при стрельбе со стороны оболочек пуль максимальному механическому взаимодействию и износу направляющей части канала ствола, чем повышается его живучесть.

Таким образом, предлагаемым способом выполнения технологической фаски под патронник промежуточной поковки, ее последующее хромирование изнутри, нагрев этого покрытия, и ее окончательное радиальное обжатие получают у поковки захромированные поля и нарезы, пульный конус и патронник, чем упрощается изготовление ствола, снижается его трудоемкость с гарантией качества хромового покрытия в зоне пульного конуса и начала нарезов.

Источники информации

1. ОСТ В3-6011 - 85. Заготовки стволов калибров 4,45-30 мм. Типовой технологический процесс холодного радиального обжатия.

2. Патент на изобретение «Способ изготовления нарезного ступенчатого ствола» RU №2069594 С1, 27.11.1996, B21D 31/10.