СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАРЕЗНОГО СТВОЛА
METHOD OF RIFLED BORE FABRICATION

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении нарезных ступенчатых стволов.
Известен способ изготовления ствола согласно ОСТ ВЗ-6011-85, включающий изготовление исходной заготовки, ее термообработку до твердости ствола, механическую обработку исходной заготовки, включающую обработку глубокого отверстия и обработку наружных поверхностей в размеры заготовки-трубы с объемом, равным объему поковки после радиального обжатия, при этом на одном конце заготовки-трубы формируют заходную часть, на другом - поводковую часть, а между ними - деформируемую часть. Далее заготовку-трубу подвергают радиальному обжатию на радиально-обжимной машине с получением поковки с нарезным каналом на деформируемой части и затем производят окончательную механическую обработку ствола.
Недостатком способа является то, что радиальное обжатие заготовки-трубы на деформируемом участке возможно со степенью деформации, как правило, не превышающей 30% из-за высокой твердости и прочности обрабатываемого металла, при этом деформируемая часть увеличивается по длине также не более 30% и, как следствие, приходится использовать исходную заготовку значительной длины, происходит значительный увод инструмента при обработке глубокого отверстия, приводящий к необходимости иметь значительные припуски на механическую обработку наружной поверхности. Все это приводит к значительным материальным, трудовым и энергетическим затратам.
Известен способ изготовления нарезного ствола, принятый за прототип (см. RU 2069594, МПК B21D 41/00, опубл. 27.11.96 г.). Способ включает изготовление исходной заготовки, ее упрочняющую термообработку до твердости ствола, механическую обработку заготовки, включающую обработку глубокого отверстия и обработку наружных поверхностей в размеры заготовки-трубы с объемом, равным объему поковки после радиального обжатия, с формированием на одном конце заготовки-трубы заходной части, на другом - поводковой части, а между ними деформируемой части. Далее изготавливают поковку путем радиального обжатия заготовки-трубы на радиально-обжимной машине за две операции с формированием гладкого канала в поковке на предварительной операции радиального обжатия и с формированием нарезного канала на деформируемой части поковки на окончательной операции радиального обжатия, причем после предварительной операции радиального обжатия поковку подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений. Далее осуществляют окончательную механическую обработку поковки для получения готового ствола.
Описанный способ позволяет уменьшить длину исходной заготовки, уменьшить длину глубокого отверстия, уменьшить припуски на механическую обработку, снизить трудовые, материальные и энергетические затраты при изготовлении ствола. Недостатком способа является то, что в способе осуществляется термообработка исходной заготовки на высокую твердость и прочность металла, т.е. в начале технологического процесса. В связи с этим на всех операциях механической обработки, включая предварительную операцию радиального обжатия, низкая производительность и значительный расход инструмента из-за высокой твердости и прочности металла.
Изобретением решается задача снижения себестоимости изготовления ствола.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в уменьшении трудовых, материальных и энергетических затрат, снижении расхода инструмента и износа используемого оборудования на операциях, предшествующих окончательному радиальному обжатию.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления нарезного ствола, включающем изготовление исходной заготовки, упрочняющую термообработку, механическую обработку заготовки в размеры заготовки-трубы под радиальное обжатие, изготовление поковки за две операции радиального обжатия с формированием гладкого канала в поковке на предварительной операции радиального обжатия и формированием нарезного канала в поковке на окончательной операции радиального обжатия, и окончательную механическую обработку, новым является то, что проводят упрочняющую термообработку заготовки-трубы после механической обработки перед первой операцией обжатия или упрочняющую термообработку поковки после первой операции обжатия.
Способ реализуется следующим образом.
Разрабатывают чертеж поковки с нарезами в канале на деформируемой части, которую получают после окончательной операции радиального обжатия. Из условия равенства объемов разрабатывают чертеж поковки с гладким каналом на деформируемой части, которую получают после предварительной операции радиального обжатия. Разрабатывают чертеж заготовки-трубы (под операцию радиального обжатия) с заходной, поводковой и деформируемой частями. Из стандартного ряда горячекатаного проката круглого сечения в нормализованном состоянии (в состоянии поставки) выбирают ближайший круг с минимальными припусками на механическую обработку, разрезают прокат на штучные заготовки длиной, соответствующей длине заготовки-трубы и подвергают механической обработке, а именно обрабатывают глубокое отверстие, обтачивают с заданным биением от глубокого отверстия наружную поверхность заготовки в размер заготовки-трубы с образованием заходной, поводковой и деформируемой частями. Далее процесс изготовления нарезного ствола могут осуществлять по двум альтернативным вариантам. По первому варианту устанавливают заготовку-трубу в радиально-обжимную машину и выполняют предварительную операцию радиального обжатия с получением поковки с гладким каналом. Полученную поковку подвергают упрочняющей термообработке для придания ей заданного уровня твердости и механических свойств. Затем поковку снова устанавливают в радиально-обжимную машину и выполняют окончательную операцию радиального обжатия с получением поковки с нарезным каналом. По второму варианту заготовку-трубу сначала подвергают упрочняющей термообработке, а затем выполняют предварительную и окончательную операции радиального обжатия. Далее производят окончательную механическую обработку ствола. Второй вариант проведения упрочняющей термообработки менее предпочтителен (его вынуждены использовать, когда длина ствола слишком большая для имеющегося на предприятии термического оборудования), т.к. предварительная операция радиального обжатия будет менее производительной из-за высокой твердости и прочности заготовки-трубы, а также из-за необходимости проведения термообработки для снятия напряжения после предварительного радиального обжатия.
Пример использования при изготовлении нарезного ствола калибра 7,62 мм.
Из исходной заготовки диаметром ⌀50 мм отрезают заготовку длиной 260 мм. Механической обработкой, включающей глубокое сверление отверстия и отверстия наружной поверхности с формированием заходной, деформируемой и поводковой частей, изготавливают заготовку-трубу с наружным диаметром ⌀48 мм и диаметром отверстия ⌀13 мм. Заготовку-трубу устанавливают в радиально-обжимную машину и производят предварительное радиальное обжатие на гладкой оправке, размещенной в отверстии. После предварительного обжатия получают поковку с диаметром отверстия ⌀12,8 мм со сложнопрофильной наружной поверхностью и общей длиной более 340 мм. Полученную поковку подвергают термической обработке на заданный уровень твердости и механических свойств. После этого поковку устанавливают в радиально-обжимную машину, производят окончательную операцию радиального обжатия на нарезной оправке и получают поковку с нарезами в канале ствола, сложнопрофильной цилиндроконической наружной поверхностью и общей длиной более 640 мм. После окончательной механической обработки получают нарезной ствол.
По альтернативному варианту вышеупомянутую заготовку-трубу термически упрочняют до заданного уровня твердости и механических свойств, затем заготовку-трубу устанавливают в радиально-обжимную машину и производят предварительную операцию радиального обжатия на гладкой оправке, размещенной в отверстии. После предварительного радиального обжатия получают поковку с геометрией как и по вышеупомянутому варианту. После предварительного радиального обжатия поковку подвергают термообработке для снятия напряжений, полученных в процессе радиального обжатия. Затем поковку устанавливают в радиально-обжимную машину и производят радиальное обжатие на нарезной оправке. После радиального обжатия производят окончательную механическую обработку ствола.
Таким образом, изобретение позволяет изготавливать нарезной ствол с высоким качеством и с наименьшими затратами.