способ изготовления стволов охотничьего оружия и инструмент для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ изготовления стволов охотничьего оружия, включающий образование в цилиндрической заготовке ствола профильного канала различного поперечного сечения, идущего по винтовой линии с заданным шагом по длине, отличающийся тем, что в качестве цилиндрической заготовки используют трубную заготовку, а образование профильного канала осуществляют горячим пластическим деформированием трубной заготовки деформирующим инструментом со степенью деформации 15 - 22% при ее вращении на свободно вращающемся инструменте, в качестве которого используют профильную водоохлаждаемую оправку, размещенную в очаге деформации и выступающую своей гладкой цилиндрической частью на 1 - 2 мм относительно начала цилиндрической части деформирующего инструмента по ходу подачи трубной заготовки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пластическое деформирование осуществляют последовательно в два этапа, при этом на первом этапе - свободным редуцированием до соприкосновения металла трубной заготовки с гладкой цилиндрической частью оправки со степенью деформации 10 - 15%, а на втором этапе - формообразованием профиля канала ствола со степенью деформации 5 - 7%.

3. Инструмент для изготовления стволов охотничьего оружия, выполненный в виде стебля и формообразующего элемента, отличающийся тем, что формообразующий элемент выполнен в виде оправки, имеющей гладкую цилиндрическую часть и конусную профильную часть различного поперечного сечения с углом конусности от цилиндрической ее части 0,2 - 0,5^o и разворотом вдоль оси оправки на угол, превышающий заданный угол винтового профиля канала ствола на 2 - 4^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления стволов охотничьего и охранного оружия с различным профилем канала ствола.

Известен способ изготовления стволов охотничьих ружей, включающий сверление круглого отверстия и дальнейшую механическую обработку ствола до требования чертежа [1].

Данный способ позволяет изготавливать стволы с круглым винтовым профилем канала.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению относится способ изготовления стволов с овальным профилем канала, включающий сверление специальным инструментом, обеспечивающим овальный профиль канала и винтовое закручивание по длине ствола [2].

Недостатками данного способа являются высокая трудоемкость изготовления и низкий коэффициент использования металла за счет получения ствола из цилиндрической сплошной заготовки, обработанной резанием, кроме того, используемый инструмент, содержащий стебель и режущий элемент, подвержен тяжелым условиям работы и имеет низкую стойкость.

Техническим результатом изобретения при изготовлении стволов охотничьего оружия с профильным каналом (овальный, треугольный и др.), идущим винтовой спиралью по длине, является снижение трудоемкости формирования профильного канала ствола и повышение коэффициента использования металла за счет пластической деформации.

Технический результат достигается использованием горячего пластического деформирования со степенью деформации 15-22%, разделенного на свободное редуцирование (10-15%) и формообразование профиля (5-7%) на отправке, расположенной в очаге деформации своей гладкой частью на 1-2 мм, впереди от начала цилиндрической части деформирующего инструмента. Причем оправка имеет конус профильной части 0,2-0,5^o, а сам профиль развернут относительно оси оправки на угол, на 2-4^o больший заданного угла винтового профиля ствола.

Использование конусной оправки с угловым профилем позволяет формировать спиральный профиль заданного шага, а разделенная деформация в одной технологической операции позволяет использовать трубную заготовку с низкой точностью, в т.ч. горячекатаный прокат. На первом этапе формируют цилиндрический профиль, а затем формообразовывают заданный профиль ствола. Кроме того, нагрев и регламентированное охлаждение позволяет получать заданные структуру и твердость заготовки.

На чертеже показан пример осуществления способа и инструмент для его осуществления.

Справка содержит стебель 1 и формообразующий элемент, выполненный в виде цилиндрической части 2 и профильной части 3.

Способ осуществляется горячей пластической деформацией цилиндрической заготовки 4 со степенью 15-22%, разделенной в одной технологической операции на 2 этапа, 10-15% свободным редуцированием до соприкосновения заготовки 4 с гладкой частью оправки 2 и 5-7%, формообразованием профиля на профильной части оправки 3.

Кроме того, начало цилиндрической части оправки 2 смещено в очаге деформации относительно цилиндрической части деформирующего инструмента 3 по ходу подачи заготовки.

Проведение деформации более 22% приводит к дополнительному увеличению усилий деформирования, не давая нового качества изделию, и приводит к нестабильности процесса формообразования. При деформации менее 15% формирование профиля канала происходит нестабильно по длине ствола по заполнению профиля. При использовании инструмента-оправки с конусом профильной части менее 0,2^o происходит "залипание" оправки и ее обрыв ввиду увеличения осевых усилий на оправку, а конус более 0,5^o не позволяет получать закрученный по спирали профиль, ввиду малой площади контакта металла с профильной частью оправки.

При угле разворота профильной части, менее чем на 2^o большем заданного угла винтового профиля канала ствола, угол профиля изделия получается при заданных степенях деформации меньше, чем заданный в канале ствола, а угол, больший 4^o, соответственно обеспечит и больший угол профиля в изделии. Смещение оправки более чем на 2 мм впереди по отношению к цилиндрической части деформирующего инструмента приводит к повышению осевых усилий на оправку ввиду того, что формирование - калибровка будут происходить на цилиндрической части оправки, уменьшается площадь контакта с профильной частью оправки, а следовательно и не будет обеспечиваться полное формообразование профиля. Если смещение оправки менее 1 мм впереди цилиндрической части деформирующего инструмента, то не будет проходить предварительная калибровка цилиндрического канала, а это повлияет на точность канала ствола (неравномерность геометрических размеров ствола).

Пример осуществления способа

Исследования проводили для изделия охранно-охотничьего оружия, имеющего длину ствола 45 мм, калибр 12,7 мм, с углом подъема винтового профиля 1,6^o или 1 оборот на длине 450 мм. Для этого использовали трубные заготовки из сталей 50РА, 30ХН2МФА и 30ХГСН2А наружным диаметром 27,5 мм и внутренним гладким каналом диаметром 13,5 мм. Нагрев заготовки проводили на установке ТВЧ ЛЗ-67 до температуры 900^oС, и при этой температуре деформировали в 3-х неприводных деформирующих роликах, имеющих заданный угол и гладкую цилиндрическую часть. Деформацию заготовки проводили до размеров: наружный диаметр 25 мм, внутренний, соответствующий оправке, имеющий овальный профиль, с размерами по осям 12,7 мм и 12,5 мм. Общая степень деформации составила 20,8%, причем свободным редуцированием до соприкосновения металла с гладкой частью оправки диаметром 12,7 мм со степенью деформации:



и формообразование профиля со степенью деформации:



При этом общая степень деформации равна:



Используемая водоохлаждаемая оправка имела гладкую, цилиндрическую часть в виде эллипса с размерами по осям 12,7 мм и 12,5 мм, имеющего конус 0,4^o, развернутый под углом к оси оправки на угол 3,8^o. При этом цилиндрическая часть оправки (ее начало) расположено в очаге деформирующих роликов на 1 мм. впереди по ходу движения заготовки по очагу деформации. Дополнительно с такой степенью деформации были обработаны заготовки с 3-гранным профилем канала на оправке, имеющей размеры по вершинам профиля 12,7 мм, по вписанной окружности 12,5 мм.

Из полученных профильных заготовок изготовлялись стволы калибра 12,7 мм, которые были подвергнуты испытаниям - стрельбой патронами, снаряженными дробью и пулями.

Испытания показали удовлетворительные результаты.

Таким образом, заявленный способ изготовления стволов охотничьего оружия с профильным каналом ствола и инструмент для его изготовления позволяют получать стволы с различным профилем поперечного сечения канала.