CN107186033A - 弹药筒的加工成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹药筒的加工成型工艺，它包括如下步骤：S1：根据所需药筒的尺寸选取相应规格的钢棒材，并按毛坯设计尺寸截取相应长度的棒料加工成毛坯；S2：将毛坯进行无氧退火和磷化、皂化处理后，采用冷挤压工艺将加工后的毛坯制成杯形件；S3：采用旋压设备对冷挤压杯形件侧壁进行热旋压，通过旋压轮旋转并呈水平方向运动后进行推旋，使得杯形件不断减薄并延长，得到减薄后的半成品；S4：通过热旋压工艺将步骤三中旋压减薄后的半成品进行旋压收口；S4：将收口后的半成品进行齐口、机加工、热处理和镀锌处理，并经过成品检验后即得到药筒成品。本发明得到的弹药筒的加工成型工艺通过采用挤压和热旋压相结合的方式加工药筒，其步骤更加简单，且成品质量高。

Description

弹药筒的加工成型工艺
技术领域
本发明属于涉及武器弹药制造领域，特别的涉及一种弹药筒的加工成型工艺。
背景技术
火炮技术在兵器工业中占重要地位，火炮的关键零件之一就是药筒，药筒关系到火炮的正常发射和顺利退壳，质量要求较高。具体来说，药筒表面不允许有严重的道线、擦伤、凹陷；药筒内筒的根部不允许产生冲压加工形成的严重环形突起，不允许有裂纹、重皮、沙眼；筒身转角处不允许有金属折叠。目前，随着有色金属铜等原材料价格的不断上涨，以及国内外市场竞争激烈，如何有效地实现零件近净成形，已成为亟需解决的问题。
随着技术和设备的发展，现有的药筒都是通过钢材冷挤压制作成型的。具体来说，钢材冷挤压制造药筒的工艺流程如下：下料；毛坯外形加工；无氧退火；磷化、皂化处理；冷挤压；齐端面；热处理；一次引伸减薄；再结晶退火；二次引伸减薄；去应力退火；整形收口；齐口；镀前成品检验；镀锌；成品检验。从上述工艺流程可以看出，药筒是通过多道挤压引伸成形减薄工艺制作的，其成形工序多，需要的模具套数也多，同时，冷挤压模具的寿命低，不仅设备占地面积大，而且生产也很不经济，致使钢制挤压药筒的成本较高。因此，急需一种工序简单，且成型质量好的药筒加工成型工艺。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种新的药筒的加工成形工艺，能够更高效、低成本生产满足使用要求的药筒。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种弹药筒的加工成型工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
S1：根据所需药筒的尺寸选取相应规格的钢棒材，并按毛坯设计尺寸截取相应长度的棒料加工成毛坯；
S2：将毛坯进行无氧退火和磷化、皂化处理后，采用冷挤压工艺将加工后的毛坯制成杯形件；
S3：采用旋压设备对冷挤压杯形件侧壁进行热旋压，通过旋压轮旋转并呈水平方向运动后进行推旋，使得杯形件侧壁不断减薄并延长，得到减薄后的半成品；
S4：通过热旋压工艺将步骤三中旋压减薄后的半成品进行旋压收口；
S4：将收口后的半成品进行齐口、机械加工、热处理和镀锌处理，并经过成品检验后即得到药筒成品。
进一步的，上述步骤二中磷化、皂化的具体方式如下：在进行无氧退火时，先将毛坯置于真空退火炉内加热，其加热温度控制在780-800℃之间，加热后，需对毛坯保温1小时并随炉冷却；磷化处理时，槽液组分为Zn(H2PO4)2和Zn(NO3)2 ，槽液温度在50-70℃之间，处理时间为5-15分钟；皂化处理时槽液为肥皂水，槽液温度在40-50℃之间，处理时间为3-10分钟。在实际生产中应当注意磷化层和皂化层的厚度。无氧退火的目的在于降低坯料的硬度提高其塑像变形能力，并在毛坯上形成一层润滑层。
进一步的，在对磷化、皂化后的毛坯进行冷挤压时，将磷皂化后处理的毛坯装入冷挤压模具中挤压成形，装好工件后启动压力机滑块带动挤压凸模速度以10-20mm/s的速度将坯料压入凹模，当凸模行程达到设计行程时，挤压成形过程完毕，所得杯形件通过模具中的顶杆将其从凹模中顶出。
进一步的，步骤三中热旋压的具体操作步骤如下：热旋压时，先将杯形件和第一芯轴分别固定在数控旋压机上两个相对而设的旋压主轴上，并采用火焰对旋转中的杯形件加热，加热温度为570-780℃；然后，根据药筒筒身的半径及弧形选配相应的旋压轮，调整旋压轮外缘至杯形件外端的距离后启动数控旋压机，旋压机的旋压主轴带动第一芯轴和杯形件旋转并同时面向两旋压主轴之间的位置呈水平方向推进，实现杯形件推旋；所述第一芯轴形状和尺寸与所需制备的药筒主体部分内空中直筒部分形状和尺寸一致。采用旋压减薄的优点在于无需复杂的模具，半成品件的表面也不需要润滑处理，减少了模具的套数和简化了工艺，同时保持了有利的金属流线。
进一步的，步骤四中收口的具体操作步骤如下：将第一芯轴取下，换上第二芯轴，所述第二芯轴与所需制备的药筒口部内空部分外形一致；然后，调整旋压轮外缘至旋压减薄后的半成品外端的距离，再启动数控旋压机，旋压机的主轴带动第二芯轴和减薄后的半成品推旋；推旋时，无需对减薄后的半成品进行加热。旋压收口不同于利用收口模具收口，其对半成品表面要求不高，工艺简单，成品合格率高。
与现有技术相比，本发明得到的弹药筒的加工成型工艺具有如下优点：
1．通过挤压工艺制造旋压工艺所需毛坯比利用机加工的方法生产毛坯提高了效率和材料利用率，并且挤压有利于焊合原材料中的微裂纹、气孔等缺陷从而提高产品的合格率和强度。
2．通过旋压工艺来减薄延长挤压所得冷挤压后杯形件的侧壁相比于用挤压牵引延长设备及模具套数减少，工艺更加简化，更有利于实现自动化生产。
3．在不同的施工阶段分别采用挤压和旋压的加工工艺进行药筒加工，使得整个药筒加工的操作步骤更加细化，同时，其操作步骤明显减少很多，操作时更加方便，同时，产品合格率提高了，使产品合格率达到95%以上。。
附图说明
图1为实施例中倒角后待挤压毛坯；
图2为实施例中冷挤压所得杯形件；
图3为实施例中旋压减薄后的半成品；
图4为实施例中旋压收口后的半成品；
图5为实施例中弹药筒的加工成型工艺的具体工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例：
本实施例提供的弹药筒的加工成型工艺，它包括如下步骤：
步骤一：将原材料进厂验收，并根据所需药筒的尺寸选取相应规格的钢棒材，并按毛坯设计尺寸截取相应长度的棒料，然后再将棒料下端面倒斜角，斜角角度为25°（如图1所示）；该步骤主要是为了挤压时，便于将毛坯装入凹模后定位以及有利于冷挤压后杯形件的底部成形。
步骤二：将倒角后的毛坯进行无氧退火降低硬度，在进行无氧退火时，先将毛坯置于真空退火炉内加热，其加热温度控制在780-800℃之间，加热后，需对毛坯保温1小时并随炉冷却；在对退火后的毛坯处理后，需对退火后的毛坯进行磷化皂化润滑处理，在磷化处理时，槽液组分为Zn(H2PO4)2和Zn(NO3)2 ，槽液温度在50-70℃之间，处理时间为5-15分钟；皂化处理时槽液为肥皂水，槽液温度在40-50℃之间，处理时间为3-10分钟，以便降低挤压过程中的摩檫力，从而降低挤压力提高挤压件表面质量。
步骤三：将步骤二中处理后的毛坯通过冷挤压制成冷挤压杯形件（如图2所示），在对磷化、皂化后的毛坯进行冷挤压时，将磷皂化后处理的毛坯装入冷挤压模具中挤压成形，装好工件后启动压力机滑块带动挤压凸模速度以10-20mm/s的速度将坯料压入凹模，当凸模行程达到设计行程时，挤压成形过程完毕，所得杯形件由凸模将其从凹模中带出，在卸料板的作用下从凸模上卸下。
步骤四：采用旋压设备对冷挤压杯形件侧壁进行热旋压，通过旋压轮旋转并呈水平方向运动后进行推旋，使得杯形件不断减薄并延长，得到减薄后的半成品（如图3所示）。具体的，上述热旋压的具体操作步骤如下：热旋压时，先将杯形件和第一芯轴分别固定在数控旋压机上两个相对而设的旋压主轴上，并采用火焰对旋转中的杯形件加热，加热温度为570-780℃；所述第一芯轴形状和尺寸与所需制备的药筒主体部分内空中直筒部分形状和尺寸一致；然后，根据药筒筒身的半径及弧形选配相应的旋压轮，调整旋压轮外缘至杯形件外端的距离后启动数控旋压机，旋压机的旋压主轴带动第一芯轴和杯形件旋转并同时面向两旋压主轴之间的位置呈水平方向推进，实现杯形件推旋。
步骤五：再次采用旋压工艺对减薄后的半成品进行旋压收口，得到收口后的半成品（如图4所示），然后再对收口后的半成品进行去应力退火。具体的，收口的具体操作步骤如下：将第一芯轴取下，换上第二芯轴，所述第二芯轴与所需制备的药筒内空部分外形一致；然后，调整旋压轮外缘至旋压减薄后的半成品外端的距离，再启动数控旋压机，旋压机的主轴带动第二芯轴和减薄后的半成品推旋；推旋时，无需对减薄后的半成品进行加热。旋压收口不同于利用收口模具收口，其对半成品表面要求不高，工艺简单，成品合格率高。
步骤六：对将步骤五中退火后的半成品进行齐端口和其他所需机加工，然后镀锌处理，得到成型后的药筒，并对药筒进行相应的检测，检测合格后进行防腐处理然后再进行检查，合格后即得到成品。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种弹药筒的加工成型工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
S1：根据所需药筒的尺寸选取相应规格的钢棒材，并按毛坯设计尺寸截取相应长度的棒料加工成毛坯；
S2：将毛坯进行无氧退火和磷化、皂化处理后，采用冷挤压工艺将加工后的毛坯制成杯形件；
S3：采用旋压设备对冷挤压杯形件侧壁进行热旋压，通过旋压轮旋转并呈水平方向运动后进行推旋，使得杯形件不断减薄并延长，得到减薄后的半成品；
S4：通过热旋压工艺将步骤三中旋压减薄后的半成品进行旋压收口；
S5：将收口后的半成品进行齐口、机加工、热处理和和镀锌处理，并经过成品检验后即得到药筒成品。
2.根据权利要求1所述的弹药筒的加工成型工艺，其特征在于，无氧退火、磷化、皂化的具体方式如下：在进行无氧退火时，先将毛坯置于真空退火炉内加热，其加热温度控制在780-800℃之间，加热后，需对毛坯保温1小时并随炉冷却；磷化处理时，槽液组分为Zn(H2PO4)2和Zn(NO3)2 ，槽液温度在50-70℃之间，处理时间为5-15分钟；皂化处理时槽液为肥皂水，槽液温度在40-50℃之间，处理时间为3-10分钟。
3.根据权利要求1所述的弹药筒的加工成型工艺，其特征在于，在对磷化、皂化后的毛坯进行冷挤压时，将磷皂化后处理的毛坯装入冷挤压模具中挤压成形，装好工件后启动压力机滑块带动挤压凸模速度以10-20mm/s的速度将坯料压入凹模，当凸模行程达到设计行程时，挤压成形过程完毕，所得杯形件通过模具中的顶杆将其从凹模中顶出。
4.根据权利要求1所述的弹药筒的加工成型工艺，其特征在于，步骤三中热旋压的具体操作步骤如下：热旋压时，先将杯形件和第一芯轴分别固定在数控旋压机上两个相对而设的旋压主轴上，并采用火焰对旋转中的杯形件加热，加热温度为570-780℃；然后，根据药筒筒身的半径及弧形选配相应的旋压轮，调整旋压轮外缘至杯形件外端的距离后启动数控旋压机，旋压机的旋压主轴带动第一芯轴和杯形件旋转并同时面向两旋压主轴之间的位置呈水平方向推进，实现杯形件推旋；所述第一芯轴形状和尺寸与所需制备的药筒主体部分内空中直筒部分形状和尺寸一致。
5.根据权利要求1所述的弹药筒的加工成型工艺，其特征在于，步骤四中收口的具体操作步骤如下：将第一芯轴取下，换上第二芯轴，所述第二芯轴与所需制备的药筒口部内空部分外形一致；然后，调整旋压轮外缘至旋压减薄后的半成品外端的距离，再启动数控旋压机，旋压机的主轴带动第二芯轴和减薄后的半成品推旋；推旋时，无需对减薄后的半成品进行加热。
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