Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАТРОНОВ СПОРТИВНО-ОХОТНИЧЬЕГО ОРУЖИЯ

Изобретение относится к патронно-гильзовому производству и может быть использовано при изготовлении патронов спортивно-охотничьего оружия различных калибров.

Известен способ изготовления патронов (RU 2241954, F42B 5/02, F42B 33/02) для стрельбы из пистолетов, пистолетов-пулеметов и другого автоматического оружия, включающий вставку пули в гильзу и ее догонку с одновременным формированием на поверхности гильзы кольцевого выступа и последующей его калибровкой в матрице.

Этот способ обеспечивает стабильность закрепления пули в гильзе и, как следствие, улучшает баллистические свойства за счет натяга между пулей и гильзой. Однако изобретение имеет ряд недостатков, к которым можно отнести повышение силы догонки пули для образования кольцевого выступа на гильзе, а также необходимость его дальнейшей расправки (деформирования), которая может привести к увеличению разностенности гильз в зоне выступа.

Известен способ изготовления патронов (RU 2502939, F42B 5/02, F42B 5/00, F42B 30/02), в котором пуля, состоящая из сердечника, свинцовой рубашки и оболочки, монтируется в капсюлированной и заполненной порохом гильзе с охватом и обжимом дульца гильзы по периметру направляющей и по периметру головной поверхности пули, при этом высота кольцевой поверхности контакта обжатого дульца гильзы с поверхностями головной и направляющей частей пули составляет 0,5-1,2 калибра. Соотношение длин головной и направляющей частей пули равно от 1/1 до 5/1. Наружная поверхность дульца, обжатого по периметру головной части пули, имеет кольцевую уплотняющую канавку, по ширине равную 0,1-0,2 калибра. Головная и направляющая части пули выполнены в виде сочетания конической или конической выпуклой поверхности с цилиндрической.

Приведенное изобретение позволяет повысить кучность стрельбы, обеспечить герметичность и безотказность работы оружия, но, как известно, уменьшение длины ведущей части пули приводит к увеличению вероятности срыва пули с нарезов, а также ухудшению ее обтюрации, что в значительной мере может сказаться в дальнейшем на полете пули. Кроме того, изобретение не учитывает влияние погрешности изготовления элементов и монтажа пуль на характеристики рассеивания.

Данный способ выбран в качестве прототипа.

Техническая задача предложенного изобретения состоит в повышении кучности стрельбы спортивно-охотничьего оружия за счет увеличения точности изготовления гильз патронов.

Техническая задача решается тем, что в предлагаемом способе изготовления патронов спортивно-охотничьего оружия, включающем монтаж пули, состоящей из сердечника, свинцовой рубашки и оболочки, в капсюлированной и заполненной порохом гильзе с обжимом дульца по периметру направляющей части пули, перед обжимом дульца гильзы проводят операцию шлифования внутренней поверхности дульца, толщину стенки которого задают с учетом припуска на операцию шлифования, при этом решение по определению толщины стенки обжимаемого дульца основано на анализе напряженно-деформированного состояния при обжиме гильз в сложнопрофильных матрицах, состоящих из заходного цилиндрического, рабочего конического и выходного цилиндрического участков, с привлечением основных соотношений теории пластического формоизменения анизотропных осесимметричных тел.

Изобретение поясняется фигурами. На фиг. 1 показана схема обжима дульца гильзы, где а(в₀) - начальный радиус заготовки; R - текущий радиус обжимаемой стенки; в(в_к) - конечный радиус дульца; h(h₁) - текущая толщина стенки; α(α₁) - угол ската матрицы; L - высота ската; h₀ - начальная толщина стенки; р - сила обжима. На фиг. 2 схема обработки дульца гильзы на внутришлифовальном станке планетарного типа, где l₀ - высота дульца, Н_п - величина продольной подачи, х - глубина микрорезания, у - ширина шлифовального круга, S_oб.x - скорость шлифовального круга вокруг своей оси; S_пл - планетарная скорость шлифовального круга вокруг оси обрабатываемого дульца; S_под - скорость продольной подачи; h* - номинальная толщина стенки дульца под шлифовку.

На фиг. 2 также обозначены позиции: 1 - шлифуемое дульце гильзы; 2 - шлифовальный круг; 3 - упор-толкатель с экстрактором; 4 - гильза; 5 - цанга; 6 - коническая втулка; 7 - шпиндель.

Перед выбором оптимального припуска на проведение шлифовальной операции внутренней поверхности дульца гильзы отыскивают решение по определению толщины стенки обжимаемого дульца с учетом геометрии исходного полуфабриката, степени деформации при обжиме и начальной анизотропии механических свойств металла полуфабриката в верхней обжимаемой части.

Анализ напряженно-деформированного состояния при обжиме гильз в сложнопрофильных матрицах, состоящих из заходного цилиндрического, рабочего конического и выходного цилиндрического участков, проводят с привлечением основных соотношений теории пластического формоизменения анизотропных осесимметричных тел [Толоконников Л.А., Яковлев С.П., Лялин В.М. Влияние анизотропии на процесс обжима цилиндрических заготовок в конических матрицах // Известия вузов. - Машиностроение. - 1971. - №10. - С. 151-154].

При решении принимают допущения: матрица абсолютно гладкая, материал полуфабриката неупрочняющийся, ортотропный, подчиняющийся условию текучести Мизеса-Хилла. Оси анизотропии полагают совпадающими с меридиональным и окружным направлениями, а отношение толщины стенки полуфабриката к радиусу малым. Система уравнений для решения задачи плосконапряженного состояния содержит следующие условия:

равновесия

текучести

несжимаемости

где σ₁, σ₂ - меридиональное и окружное напряжения; F, G, Н - параметры анизотропии; V - радиальная скорость перемещения.

В качестве параметра времени выбирают перемещение края "в" обжимаемого полуфабриката до момента образования дульца (фиг. 1). Для простоты принимают, что предел текучести в меридиональном и окружном направлениях совпадают, т.е. F=G.

Компоненты скоростей деформации в меридиональном и окружном направлениях

связаны с компонентами напряжений σ₁, σ₂ ассоциированным законом течения

где λ′ - коэффициент пропорциональности.

Используя выражения (4) и (5), получают

где - коэффициент анизотропии исходного материала [Шевелев В.В., Яковлев С.П. Анизотропия листовых материалов и ее влияние на вытяжку. Машиностроение, 1972, 136 с.].

Из условия (3) с учетом (6) и зависимости находят

В частности, для края дульца гильзы (σ₁=0) из выражения (7) получают

Используя выражение (7), представляют уравнение равновесия (1) в виде

и вводят параметрические выражения для главных напряжений σ₁ и σ₂, удовлетворяющие условию текучести (2)

где ω - параметр, характеризующий положение точки на кривой текучести; σ_1s - предел текучести в меридиональном направлении.

Полученное решение позволяет определить предельно допустимые напряжения в зоне очага деформации при условии достижения максимальной степени деформации и сохранения устойчивости обжима, а также прогнозировать утолщение дульца с целью обеспечения необходимого припуска под шлифовку внутреннего диаметра.

Номинальная толщина стенки дульца под шлифовку с учетом выражения (8) будет равна

где Δz - минимальная величина припуска при шлифовке отверстий в деталях.

Исходную толщину стенки полуфабриката перед обжимом (h₀+Δz) рассчитывают по известной методике [Лялин В.М., Гельфонд В.Л., Котляров B.C. Основы проектирования технологических процессов изготовления элементов: Учебное пособие. - Тула: ТулПИ, 1987. - 100 с.].

Выбор минимальной величины припуска Δz на проведение шлифовальной операции внутренней поверхности дульца гильзы осуществляют по таблице с учетом значений внутреннего диаметра и высоты обрабатываемого дульца [Наерман М.С. Справочник молодого шлифовщика: справочное пособие для средних профессионально-технических училищ. - М.: Высшая школа. - 1985. - 207 с.].

Полученная номинальная толщина стенки дульца позволяет провести шлифование внутренней поверхности дульца гильзы и получить размеры, соответствующие чертежу.

Шлифование по внутреннему диаметру дульца гильз может производиться в автоматическом режиме на внутришлифовальных станках, применяемых на отраслевых предприятиях. Сущность обработки дульца гильзы на внутришлифовальном станке планетарного типа (фиг. 2) заключается в следующем. Гильзу 4 посредством упора-толкателя с экстрактором 3 досылают и фиксируют (а в дальнейшем и извлекают) в цанге 5, расположенной в конической втулке 6. Шлифовальный круг 2, совершающий вращательное движение относительно своей оси со скоростью S_oб.x и со скоростью S_пл вокруг оси обрабатываемого дульца, закреплен на шпинделе 7, совершающем возвратно-поступательное движение со скоростью S_под. Посредством указанного движения рабочего инструмента производится шлифовка дульца гильзы 1.

В дальнейшем пуля, состоящая из сердечника, свинцовой рубашки и оболочки, монтируется в капсюлированной и заполненной порохом гильзе с обжимом дульца по периметру направляющей части пули.

Примером реализации предлагаемого способа изготовления патронов является штатная технология производства спортивно-охотничьих патронов калибра 7,62, для которой сначала был найден оптимальный припуск на проведение шлифовальной операции внутренней поверхности дульца гильзы и составил 0,07 мм, а далее определена номинальная толщина стенки дульца под шлифовку

что позволило в дальнейшем провести шлифование внутренней поверхности дульца с последующим монтажом пули в капсюлированной гильзе с пороховым зарядом.

Таким образом, предложенное изобретение за счет внедрения в технологию изготовления гильз шлифовальной операции дульца позволяет исправить направление оси дульца гильзы при ее уводе на предыдущих операциях, тем самым снижая несоосность ската и внутренней поверхности дульца гильзы, что приводит к повышению соосности врезания пули в нарезы ствола в начальный момент распатронирования с дальнейшим улучшением кучности стрельбы спортивно-охотничьего оружия.