BR112015006930B1

BR112015006930B1 - método de fabricação de um estojo de cartucho, conjunto de ferramentas, estojo de cartucho sem aro de metal e aparelho de desbaste

Info

Publication number: BR112015006930B1
Application number: BR112015006930-4A
Authority: BR
Inventors: Thomas E. Hay; Jeffrey W. Carper; Stanley J. Wasserman
Original assignee: National Machinery Llc
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2020-11-03
Also published as: WO2014051940A1; US10369622B2; US20140083319A1; HK1207839A1; EP2900398B1; CA2886519A1; MX2019009051A; DK2900398T3; MX368559B; EP3527300A3; ES2877661T3; BR112015006930A2; US9016184B2; CN104736265A; DK3527300T3; ES2743405T3; PH12017501502B1; PH12017501502A1; PH12015500575B1; EP3527300A2

Abstract

ESTOJO DE CARTUCHO FORJADO COM PRECISÃO. A presente invenção refere-se a um estojo de cartucho melhorado produzido completamente em forma livre em um formador a frio progressivo que inclui uma estação de desbaste para o comprimento com uma ferramenta de cisalhamento interna.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a estojos de cartucho e sua fabricação.

TÉCNICA ANTERIOR

[002]Estojos de latão para cartuchos de arma de fogo são convencionalmente feitos em etapas numerosas e em máquinas sucessivas, frequentemente com etapas de recozimento intermediárias. Tradicionalmente, estojos são conformados de matéria-prima em tiras que é estampada e depois trefilada. Uma vez trefilados, os pedaços de metal são usinados para o comprimento e para produzir uma ranhura do ejetor. O método da matéria-prima em tiras produz uma elevada razão de sucata, exige energia para o recozimento, é lento e ocupa consideravelmente espaço de piso. É conhecido formar a frio um pedaço de metal intermediário oco de parede fina para um estojo de cartucho a partir do fio sólido. Se feita de matéria-prima em tiras ou matéria-prima de fio, quando uma pré-forma trefilada em grande quantidade é produzida, ela tem uma borda irregular na extremidade aberta que, tradicionalmente, é usinada para uma superfície de extremidade precisa depois da descarga do aparelhamento de conformação. A pré- forma, depois da descarga do aparelhamento de conformação, é também tipicamente usinada para criar uma ranhura do ejetor adjacente à sua cabeça ou extremidade traseira.

[003]Existem várias desvantagens adicionais para esses métodos conhecidos de fabricação de estojos de cartucho. A transferência das pré-formas do estojo de um banco das máquinas de conformação, por exemplo, para um banco das máquinas de torneamento, introduz variações dimensionais que podem ser difíceis de lidar por causa das múltiplas combinações potenciais de máquinas usadas para fabricar os estojos. Custos de trabalho são tipicamente envolvidos na transferência de pedaços de metal entre máquinas sucessivas e cada uma das máquinas precisa ser monitorada e mantida adicionando custos adicionais e variabilidade à fabricação dos estojos. As operações de usinagem criam sucata, na forma de partículas, raspas de lascas e/ou poeira, fazendo surgir preocupações de reciclagem de sucata e manutenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004]A invenção apresenta um estojo de cartucho melhorado, bem como um método e aparelho para a sua fabricação. O estojo é totalmente conformado a frio de matéria-prima de fio de metal, tipicamente latão, em uma única máquina de conformação. O estojo revelado é do tipo de cabeça sólida, sem aro com uma ranhura de ejetor na extremidade da cabeça. O estojo é conformado em altas velocidades de produção para a forma acabada com a remoção da matéria-prima limitada ao corte de um curto anel da extremidade dianteira de uma parede cilíndrica de repuxamento fundo para obter uma borda uniforme e perfuração de um pequeno lingote para formar o canal de fogo. A ranhura do ejetor é totalmente conformada no pedaço de metal sem remoção de material correspondente. O processo de conformação melhora as propriedades metalúrgicas do pedaço de metal, particularmente na área crítica da ranhura do ejetor. O método inventivo toma o estojo menos propenso à falha através de rachaduras ou outro infortúnio durante a montagem, o uso e a recarga.

[005]O processo inventivo começa com um pedaço de metal cortado do fio sólido. O pedaço de metal é recalcado e extrudado para formar estágios precoces de um receptáculo iniciador, um espaço de carga tubular e bala e a ranhura do ejetor. Nos estágios de conformação posteriores, as áreas do pedaço de metal associadas com o receptáculo iniciador são recalcadas e dobradas radialmente para fora para formar uma parede traseira ou flange da ranhura do ejetor. A parte tubular que é a pré-forma para o espaço de carga e da bala é repuxada profundo axialmente para dentro de um tubo de parede fina e depois desbastada para acabamento na sua extremidade distal com uma nova lâmina de cisalha orbital. Depois do desbaste final, o tubo de parede fina é forjado em uma forma ligeiramente cônica. O estojo é completado na máquina de conformação e não exige usinagem secundária ou recozimento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006]As figuras 1A a 11 ilustram as etapas de conformação progressivas, representando aspectos da invenção, usadas para fabricar um estojo de cartucho começando com um pedaço de metal de corte de fio sólido e terminando com um estojo completo,

[007]As figuras 2A a 2D mostram diagramaticamente o equipamento de conformação e instrumentos, incluindo aparelhamento, usados para executar as etapas mostradas nas figuras 1A a 11,

[008]A figura 3 é uma vista recortada em perspectiva de uma estação de matriz na qual uma ranhura do ejetor da pré-forma é formada em um pedaço de metal,

[009]A figura 3A é uma vista ampliada de seções da matriz usadas na estação ilustrada na figura 3,

[010]A figura 4 é uma vista do corte de uma estação de desbaste da extremidade do pedaço de metal,

[011]A figura 4A é uma vista ampliada da área de corte da estação de desbaste da extremidade do pedaço de metal e

[012]A figura 5 é uma vista seccional fragmentar, em uma escala muito ampliada, da boca do estojo de cartucho da invenção.

DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERIDA

[013]Embora o estojo de cartucho de cabeça sólida revelado seja algumas vezes chamado como “sem aro”, será entendido que esse termo se aplica a estojos cingidos com suas cabeças ligeiramente mais largas do que as áreas dianteiras dos seus corpos. A despeito da terminologia industrial “sem aro”, a parte radialmente externa da cabeça do estojo do cartucho na traseira da ranhura do ejetor pode ser considerada um aro.

[014]Com referência às figuras 1A a 11, é ilustrada uma sequência preferida de conformação de um estojo de cartucho acabado começando com a matéria-prima de fio sólido em uma máquina de conformação progressiva ou forja. Um pedaço de metal 10, mostrado na figura 1A, é cortado da matéria-prima de fio redondo enrolado com uma operação de cisalhamento sincronamente com outras operações de uma máquina de forja descrita abaixo em mais detalhes. Um dispositivo de transferência convencional, tendo um componente de movimento axial, não mostrado, opera para deslocar o pedaço de metal 10 de uma estação para a próxima, isto é, da direita para a esquerda nas figuras 1A a 11. Em uma primeira estação de conformação (figura 1B), o pedaço de metal 10, transferido da estação de corte (figura 1A) é recalcado para enquadrar as suas faces da extremidade cisalhadas. Em uma segunda estação de conformação (figura 1C), o pedaço de metal 10 é conformado com centros encovados 11, 12 nas suas faces de extremidade para melhorar a concentricidade da conformação nas etapas de conformação subsequentes. Em uma terceira estação de conformação (figura 1D), o pedaço de metal 10 é extrudado triplamente formando uma pré-forma cilíndrica de uma parede tubular 13 de uma cavidade do estojo, uma superfície exterior de uma ranhura do ejetor eventual 14 e uma pré-forma de um recesso ou receptáculo iniciador 16.

[015]Em uma quarta estação (figura 1E), a pré-forma da parede da cavidade do estojo 13 é repuxada fundo para formar outro estágio de pré-forma intermediário dessa parede e uma cavidade de carga e bala 19. Uma forma inicial da cabeça 18 do pedaço de metal é conformada para pré-formar a ranhura do ejetor 14 em uma quinta estação (figura 1F). A extremidade da parede da cavidade do estojo 13 é cortada para o comprimento acabado em uma sexta estação (figura 1G). Em uma sétima estação (figura 1H), a ranhura do ejetor 14 é conformada com acabamento. Em uma oitava estação (figura 11), o diâmetro externo da parede da pré-forma cilíndrica é forjado em uma forma ligeiramente cônica para formar a parede da cavidade acabada 13. O centro de uma alma 22, representando uma parte dianteira da cabeça 18 é penetrado para formar um canal de fogo 24, assim produzindo um estojo de cartucho acabado 25 com a parte restante da alma efetivamente fechando a extremidade interna da cavidade 19.

[016]As figuras 2A a 2D ilustram esquematicamente uma máquina de conformação de múltiplas estações 30 que inclui aparelhamentos, isto é, matrizes, furadores e outros instrumentos para executar as etapas esboçadas acima para fabricar estojos de cartucho acabados 25 da invenção. A porção inferior dessas figuras mostra a parte frontal ou mesa da matriz 31; uma linha em 32 indica um plano de referência algumas vezes conhecido como a face das matrizes (FOD) na parte frontal da matriz.

[017]Os pedaços de metal 10 são transportados por um mecanismo de transferência da direita para a esquerda nas figuras 2A a 2D parando em cada estação para ser conformado progressivamente. O mecanismo de transferência pode ser de um estilo como esse mostrado na Patente U.S. 5.713.237 que pode retirar e inserir no sentido axial um pedaço de metal de dentro e para dentro de uma matriz de uma estação de trabalho. Um pedaço de metal 10 é cortado da matéria- prima de fio redondo 36, suprido de uma bobina, por uma lâmina de cisalha 37 e depois transferido para uma primeira estação 46. Os pedaços de metal produzidos na lâmina de cisalha do corte têm, preferivelmente, uma razão de comprimento em relação ao diâmetro de pelo menos 1,16 e mais preferivelmente uma razão maior do que 1,5 e mais preferivelmente ainda maior do que 1,7. A máquina de conformação ilustrada 30 tem oito estações de conformação além da estação de corte. As estações de corte e sucessivas são espaçadas igualmente ao longo de uma linha horizontal. Cada estação na parte frontal da matriz 31 tem um furo de recepção ou da matriz 41 para um invólucro da matriz e, em um aríete recíproco ou cursor 42, existe um furo de ferramenta coaxial 43 para receber uma ferramenta ou invólucro do furador. O estojo do cartucho 25 descrito e ilustrado é um estojo de 9 mm; embora latão seja ordinariamente usado para fabricar estojos, outros materiais, tais como aço ou alumínio, podem ser usados para praticar a invenção. Na primeira estação, indicada na sua linha central pelo numeral 46 (como em estações subsequentes), um anel de matriz deslizante 47 restringe radialmente a seção média do pedaço de metal 10. O anel 47 pode deslizar no sentido axial em relação a uma matriz associada 39, de modo que ele se move com o pedaço de metal e não impede significativamente que o pedaço de metal seja totalmente modelado nos cantos da matriz quando recalcado por um furador 48. Nessa primeira estação de conformação 46, o pedaço de metal 10 toma a forma de uma pílula com uma razão de comprimento em relação ao diâmetro de aproximadamente 0,6.

[018]Em uma segunda estação de trabalho 51, o pedaço de metal é conformado com os centros encovados 11 e 12 nas suas faces de extremidade por um furador 52 e matriz 53 para melhorar o alinhamento da ferramenta e pedaço de metal nas próximas estações.

[019]Em uma terceira estação 55, o pedaço de metal 10 é submetido a uma tripla extrusão onde a pré-forma da parede 13 da cavidade do estojo do cartucho 19, a pré-forma da ranhura de ejeção 14 e a pré-forma do receptáculo iniciador 16 são conformadas por um conjunto de matriz 56 e conjunto de furador 57. O diâmetro externo reduzido da pré-forma da cabeça 18 é ligeiramente menor, por exemplo, aproximadamente 0, 35 mm a menos do que o diâmetro da base radial eventual da ranhura do ejetor 14 (mostrada acabada nas figuras 1H e 11).

[020]Em uma quarta estação 60, à esquerda na figura 2B, o pedaço de metal 10 é repuxado profundamente em um conjunto de matriz 61 sobre um furador 62 por bolachas progressivamente menores 63 para formar a parede fina da pré-forma 13 da cavidade do estojo 19. Uma extremidade livre do tubo ou parede repuxado 13 é normalmente caracterizada por uma borda irregular.

[021]Em uma quinta estação 70, à direita na figura 20, a pré-forma da ranhura do ejetor 14 é conformada na extremidade da cabeça do pedaço de metal 10. Isso é realizado com um conjunto de matriz segmentado 71 ilustrado diagramaticamente nas figuras 3 e 3A. Quatro segmentos 72 (somente dois segmentos são vistos no corte dessas figuras) são providos de carnes radialmente para dentro ao redor do pedaço de metal quando eles são conduzidos para dentro de um furo cônico 75 de um invólucro da matriz 73. Com o avanço adicional do aríete, os segmentos 72 são mantidos fechados por uma alavanca de alta pressão 74 e mola a gás 76 contra as pressões de conformação no pedaço de metal tendendo a abrir os segmentos 72. A alavanca 74 opera no conjunto de matriz segmentado através das hastes 77. Como mencionado, o diâmetro externo menor da pré-forma da cabeça do estojo 18 produzida na terceira estação 55 (figuras 1D e 2B) é nominalmente o mesmo, embora de preferência ligeiramente menor do que o diâmetro da base ou diâmetro mínimo da pré-forma da ranhura do ejetor 14 produzida aqui. Nessa quinta estação 70, a extremidade distai ou externa da cabeça do pedaço de metal é dobrada ou recalcada radialmente para fora para criar inicialmente uma parede traseira do flange da pré-forma ou aro para a ranhura do ejetor. Nas suas posições fechadas, como visto nas figuras 3 e 3A, os segmentos 72 envolvem coletivamente uma zona anular precisamente complementar ao aro e pré- formas da ranhura, de modo que a área da cabeça do pedaço de metal fica totalmente restrita quando um furador 78 alcança o centro morto frontal.

[022]Em uma sexta estação 80, o pedaço de metal 10 é desbastado para remover a borda livre irregular na boca da parede da cavidade do estojo trefilado e para determinar o comprimento acabado do estojo do cartucho. O material do pedaço de metal é removido, de preferência, em um pedaço como um anel de sucata curto. A remoção é realizada em um processo de cisalhamento que evita vantajosamente a criação de poeira significativa, partículas e/ou lascas da matéria- prima do pedaço de metal. Com referência às figuras 2C, 4 e 4A, o aparelho de desbaste, indicado por 81, compreende um dispositivo de aperto do pedaço de metal 82 na parte frontal da matriz 31 e uma ferramenta de cisalhamento ou dispositivo de perfuração 83 no aríete 42. Será observado que o aparelho de aperto 82 é operado pelo movimento do aríete 42. O aparelho de aperto do pedaço de metal 82 fica alojado nas seções superior e inferior do invólucro da matriz 86, 87. A seção superior do invólucro da matriz 87 suporta um par de ferramentas de aperto opostas 88, 89 na face do plano da matriz 32 quando ela está em uma posição dianteira no furo do invólucro da matriz 41. O movimento relativo entre as seções inferior e superior do invólucro da matriz 86, 87 resulta no fechamento e na abertura das ferramentas de aperto opostas 88, 89. Esse movimento da ferramenta de aperto é produzido por carnes (somente um carne 91 é visto na vista da figura 4) na seção inferior do invólucro da matriz 86 que operam alavancas (somente uma alavanca 92 é vista na figura 4) na seção superior do invólucro da matriz 87. O carne ilustrado 91 e a alavanca 92 operam a ferramenta de aperto inferior 89, enquanto o came e a alavanca não vistos operam a ferramenta de aperto superior 89. As seções do invólucro da matriz 86, 87 são orientadas para o aríete 42 por molas a gás respectivas. Uma mola a gás 93 orienta a seção inferior do invólucro da matriz 86 para o aríete; molas a gás associadas com a seção superior do invólucro da matriz 87 não são vistas na vista da figura 4. Uma placa de cisalhamento 94 na seção inferior do invólucro da matriz 86 fica em uma distância axial fixa em frente da seção. A transferência entrega um pedaço de metal 10 para essa estação 80 e coloca a sua pré-forma de receptáculo iniciador em um pino de alinhamento 96. 0 movimento inicial da seção inferior do invólucro da matriz 86 em relação à seção superior do invólucro da matriz 87 resultante do contato de uma placa dianteira 97 no aparelho de desbaste 81 com a placa de cisalhamento 94, acionada pelo avanço do aríete 42 faz com que as ferramentas de aperto 88, 89 engatem e mantenham o pedaço de metal 10 em lados opostos da ranhura do ejetor da pré-forma. Essa ação de aperto é beneficiada pelo calço proporcionado pelos lados cônicos da ranhura do ejetor da pré-forma.

[023]O avanço adicional do aríete 42 faz com que a seção inferior do invólucro 86 acione a seção superior do invólucro 87 contra a sua orientação de mola. Esse deslocamento das seções do invólucro da matriz 86, 87, como será explicado, permite que o pedaço de metal 10 seja desbastado sobre uma parte relativamente longa do curso de retração do aríete.

[024]O dispositivo de cisalhamento 83 montado no furo do furador no aríete 42 nessa sexta estação 80 remove um anel curto com a borda irregular conformada na extremidade livre ou boca do corpo do estojo cilíndrico previamente repuxado na quarta estação 60. O aparelho 81 inclui um carne alongado 101 estendido ao longo do eixo geométrico da estação 80. Na extremidade distai, o carne 101 mantém uma ferramenta de corte cilíndrica semelhante a um pino ou lâmina de cisalha 102 feita de aço de ferramenta duro adequado dimensionado para se encaixar dentro da extremidade aberta da cavidade do pedaço de metal 19. O carne 101 é suportado em dois conjuntos de quatro roletes 103. Um conjunto dos roletes 103, visto na figura 4, fica em planos horizontais com dois acima do carne 101 e dois abaixo do carne. O outro conjunto de roletes, não visto na figura 4, fica em planos verticais com dois em um lado do carne 101, abaixo do plano do desenho, e dois no outro lado do carne, acima do plano do desenho. Os roletes 103 são articulados em uma luva 104. A luva 104 é adaptada para deslizar no sentido axial em um prendedor de ferramenta 106 fixado no aríete 42. Os contornos externos do carne 101 são feitos para conduzir o carne de uma posição “inicial” concêntrica com o eixo geométrico da estação 80 primeiro lateralmente para fora de centro e depois em uma trajetória orbital de quatro lóbulos para efetuar a rotação angular completa ao redor do eixo geométrico da estação. O movimento excêntrico do carne 101 é produzido quando o carne e a luva 104 se movem no sentido axial em relação um ao outro.

[025]A ferramenta de cisalhamento 102, que tem a forma de um cilindro plano e está inicialmente centralizada no eixo geométrico da estação, entra no pedaço de metal quando o aríete 42 se aproxima da parte frontal da matriz 31 e as ferramentas de aperto 88, 89 ficam travadas na pré-forma da ranhura do ejetor. A placa de cisalhamento 94 transporta um inserto anular ou colar 107 de aço de ferramenta adequadamente duro. O inserto 107 tem um furo central proporcional para um ajuste deslizante relativamente firme sobre a cavidade do estojo de parede fina. As várias partes são dimensionadas, tal que uma extremidade em balanço da ferramenta 102, tendo uma face da extremidade radial com uma borda periférica pontuda fica em um plano no qual o pedaço de metal do estojo deve ser desbastado. Similarmente, a borda periférica do furo do inserto 107 é pontuda e fica essencialmente no plano onde o pedaço de metal deve ser cisalhado. O espaço livre axial entre a face de extremidade da ferramenta 102 e a borda do furo do inserto 107 é tão pequeno quanto prático. O pedaço de metal 10 é desbastado nessa estação 80 para determinar o seu comprimento final.

[026]As figuras 4 e 4A ilustram a posição da ferramenta 102 e do inserto 107 quando o aríete está no centro morto frontal, uma condição onde o aríete 42 não tem velocidade. As seções do invólucro da matriz 86, 87 ficam totalmente retraídas dentro do furo da parte frontal da matriz associada 41. À medida que o aríete 42 retrai, as seções do invólucro da matriz 86, 87 e o inserto 107 na periferia do pedaço de metal se movem em harmonia com o aríete 42 e a ferramenta do pino de cisalhamento 102, sendo dirigidos para o aríete por suas molas a gás. Um mecanismo de pino de extração regulado, conhecido na técnica, mantém a luva 104 estacionária, enquanto o carne 101 é induzido a se mover com o aríete 42. A placa dianteira 97 combinada com o retentor 108 posiciona o carne 101 permitindo que o carne se mova lateralmente, mas não axialmente em relação ao aríete 42. A borda periférica externa da ferramenta 102 e a borda periférica interna do inserto 107 cooperam na ação de cisalhamento para cortar um anel de sucata para fora do corpo principal do pedaço de metal do estojo do cartucho 10.

[027]As molas a gás associadas com as seções de invólucro da matriz 86, 87 fazem com que as seções se movam para fora do furo da matriz seguindo o cursor de ponta ou aríete 42, até que a seção superior 87 alcança o limite do seu movimento no bloco da matriz. À medida que o aríete 42 continua a retrair, a transferência segura o pedaço de metal e as ferramentas de aperto 88, 89 são abertas quando a seção do invólucro inferior da matriz 86 continua a seguir o aríete sob a força da sua mola a gás. O movimento continuado limitado da seção inferior do invólucro da matriz 86 empurra a placa de cisalhamento 94 para fora do pedaço de metal 10, com isso permitindo que a transferência segure e mova o pedaço de metal para a próxima estação. O anel de sucata curto cortado é expelido do pino de cisalhamento 102 com uma rajada de ar. A luva 104 é eventualmente retomada para sua posição de partida pelo mecanismo de extração regulado e o carne 101 e o pino de cisalhamento 102 são retomados da mesma forma para sua posição de partida.

[028]A figura 5 ilustra a forma única da boca do estojo do cartucho produzido pelo aparelho de desbaste revelado 81. A superfície periférica interna 105 em uma borda 109 da boca do estojo acabado 25 é “arredondada” ou aberta em forma de sino pela ação de corte ou cisalhamento interno da ferramenta do pino de cisalhamento 102. Essa geometria da boca aberta para fora pode facilitar a montagem de um projétil dentro da cavidade formada pela parede do estojo 13.

[029]O pedaço de metal 10 é transferido para a sétima estação 110 onde, como a quinta estação 70, um conjunto de matriz segmentado 111 é usado. Os segmentos cônicos 112 são montados em um furo afilado 113 de um invólucro da matriz 114. Os segmentos 112 são mantidos fechados contra pressões de conformação por uma grande mola a gás e alavanca como essa mostrada na figura 3. Nessa estação 110, a cabeça do cartucho incluindo a ranhura do ejetor 14 é acabada com precisão. A cabeça acabada 18 inclui um ressalto completo ou “aro” com uma superfície lateral radial virada para frente 116 constituindo o limite traseiro da ranhura do ejetor 14. A ranhura do ejetor 14 é definida, adicionalmente, por um fundo cilíndrico 117 e um lado ou superfície virado para trás cônico 118. Os segmentos 112, quando fechados, e os elementos da matriz 121, 122 definem precisamente e confinam firmemente a cabeça 18 incluindo o limite periférico da ranhura do ejetor 14 e receptáculo iniciador 116 quando o aríete 42 transportando um furador 114 alcança o centro morto frontal. De preferência, os segmentos do conjunto de matriz deslizante em ambas a quinta e a sétima estações são quatro em número com os segmentos da sétima estação sendo deslocados 45 graus para fora do registro angular com os segmentos da quinta estação para reduzir a possibilidade de lampejo no pedaço de metal que poderia ocorrer entre segmentos adjacentes. Qualquer estampa de cabeça a ser aplicada no estojo do cartucho 10 é preferivelmente feita na sétima estação pelos elementos da matriz 121, 122.

[030]Para finalidades dessa revelação, a cabeça do estojo do cartucho 10 é essa parte para trás da frente da alma 22. Pelo precedente, será observado que em cada golpe de conformação do material da cabeça, o aparelhamento restringe completamente esse material no centro morto frontal do curso do aríete.

[031]O pedaço de metal 10 é transferido para a oitava estação 130 onde a parede cilíndrica fina tubular da cavidade de carga e bala 19 é forjada para uma conicidade leve em um conjunto de furador 131 e conjunto de matriz 132. Adicionalmente, a alma 22 entre o receptáculo iniciador 16 e a cavidade da carga e bala 19 é perfurada por um pino da matriz 133 no eixo geométrico da estação 130 para criar o canal de fogo iniciador 24. O pedaço de metal 10 é assim acabado nessa estação 130 e é ejetado como uma parte acabada.

[032]O processo revelado de conformação a frio do material da cabeça do pedaço de metal 18 nas várias etapas de conformação cria uma estrutura de grão superior na ranhura do ejetor 14, de modo que uma cabeça de estojo de cartucho mais dura, mais forte e conformada com precisão é produzida que é menos propensão ao emperramento ou de outra forma à falha durante a ejeção.

[033]A parede do estojo do cartucho acabada 13 exibiu uma tendência reduzida à rachadura, mesmo embora ela não fosse recozida, quando comparado com estojos convencionalmente estampados, trefilados, recozidos e usinados. Embora as razões para esse desempenho melhorado não sejam totalmente entendidas, atualmente acredita-se ser pelo menos parcialmente o resultado do trabalho a frio extremo do pedaço de metal e interrupção da sua estrutura de grão quando ele é convertido de um pedaço de metal derivado de fio com uma razão relativamente elevada de comprimento em relação ao diâmetro de, por exemplo, aproximadamente 1,8 para um pedaço de metal relativamente plano em formato de pílula com uma razão de comprimento em relação ao diâmetro relativamente baixa de, por exemplo, aproximadamente 0,6. A razão de comprimento em relação ao diâmetro relativamente alta é também benéfica na eliminação dos efeitos da distorção do corte nas faces de extremidade da forma original do pedaço de metal.

[034]Outro fator na resistência à rachadura do estojo inventivo pode ser por evitar padrões de grão alinhados com a parede tubular. Aparentemente, a resistência à rachadura do estojo inventivo é a razão pela qual ele pode ser recarregado mais vezes do que os estojos convencionalmente feitos.

[035]O estojo de cartucho inventivo, sendo feito em uma única máquina, é mais facilmente mantido em padrões dimensionais precisos. O processo revelado para fabricação do estojo do cartucho tem o potencial de aumentar muito a capacidade de produção de uma instalação de um dado tamanho sobre métodos tradicionais enquanto usando menos trabalho, espaço de piso, energia e material.

[036]Deve ser evidente que essa revelação é por meio de exemplo e que várias mudanças podem ser feitas pela adição, modificação ou eliminação de detalhes sem se afastar do escopo íntegro do ensinamento contido nessa revelação. A invenção, portanto, não é limitada aos detalhes particulares dessa revelação, exceto na extensão que as reivindicações seguintes devem ser necessariamente assim limitadas.

Claims

1. Método de fabricação de um estojo de cartucho em uma única máquina de conformação progressiva, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende conformar a frio um pedaço de metal de fio redondo alongado (10) com ferramentas que aumentam o seu diâmetro e formar furos em cada uma das suas extremidades e uma alma intermediária (22) entre os furos, trefilar uma parte do pedaço de metal (10) tendo um dos furos em uma parede fina (13) para formar uma cavidade (19) para receber eventualmente uma carga e uma bala, desbastar uma extremidade livre da parede fina (13) trefilada enquanto o pedaço de metal (10) é suportado na máquina para obter uma borda uniforme e recalcar o pedaço de metal (10) no outro furo em uma matriz segmentada que confina o pedaço de metal na forma acabada de uma cabeça do estojo do cartucho incluindo uma ranhura do ejetor (14).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede fina (13) é forjada em uma leve conicidade.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a alma (22) é perfurada para criar um canal de fogo (24).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede fina (13) é desbastada por uma lâmina de cisalha operando a partir do interior da parede fina.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pedaço de metal (10) é cortado da matéria-prima de fio enrolado.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pedaço de metal (10) é de um latão resistente a rachaduras e tem uma razão comprimento a diâmetro inicial maior que 1,16, e em que o pedaço de metal (10) é recalcado em uma pré forma tipo pílula com uma razão comprimento a diâmetro de cerca de 0,6 e é a seguir sequencialmente extrudado e trefilado.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o estojo, separado de qualquer material de fragmento removido da extremidade aberta da parede (13) e material removido do pedaço de metal (10) para formar um canal de fogo (24), é conformado a forma final do pedaço de metal.

8. Conjunto de ferramentas, CARACTERIZADO pelo fato de ser para uso em uma máquina de conformação progressiva para criar estojos de cartucho com ranhuras do ejetor (14) acabadas, as ferramentas sendo recebíveis nos invólucros da matriz e prendedores de furador opostos dispostos em estações de trabalho uniformemente espaçadas ao longo de um plano comum, as ferramentas incluindo um conjunto de furador e matriz (48) para recalcar um pedaço de metal alongado (10) cortado da matéria-prima do fio em um pedaço de metal (10) circular com um diâmetro externo maior do que o seu comprimento, os membros de furador e matriz (62) para formar um tubo em uma extremidade do pedaço de metal (10) e um receptáculo iniciador em uma extremidade oposta, um conjunto de furador e matriz de trefilação para trefilar o tubo em uma parede fina (13), um mecanismo de aperto de pedaço de metal (82) e um dispositivo de cisalhamento (83) cada um montável em uma estação em comum e sendo capaz de desbastar a parede fina (13) durante um ciclo único de um aríete (42) da máquina de forja, e uma matriz segmentada (71) com pelo menos quatro segmentos (72) dispostos em uma formação circular e um furador cooperante (78) para recalcar o material do receptáculo iniciador para criar uma ranhura do ejetor acabada.

9. Conjunto de ferramentas, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o conjunto de furador e matriz formando o dito pedaço de metal circular inclui um anel de matriz deslizante (47) adaptado para confinar o diâmetro externo do pedaço de metal (10) enquanto reduz a resistência axial do material do pedaço de metal a ser deslocado no sentido axial, por meio do qual uma matriz (39) do conjunto de matriz é cheia de forma substancialmente uniforme.

10. Conjunto de ferramentas, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito dispositivo de cisalhamento é uma lâmina de cisalha (102) disposta para cortar um comprimento curto da extremidade aberta da parede fina (13) do restante do pedaço de metal.

11. Conjunto de ferramentas, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de corte inclui um pino de cisalhamento (102) recebível em uma extremidade aberta da parte da parede fina (13) do pedaço de metal.

12. Conjunto de ferramentas, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito pino de cisalhamento (102) é disposto para se mover radialmente em relação ao centro da estação.

13. Estojo de cartucho sem aro de metal conformado a frio, CARACTERIZADO pelo fato de ter uma parede fina (13) redonda envolvendo uma cavidade de carga e bala (19) com uma extremidade aberta e uma cabeça (18) para trás da parede da cavidade (13), a cabeça (18) incluindo um receptáculo iniciador (16) e uma alma (22) separando a cavidade (19) e o receptáculo iniciador (16), uma ranhura do ejetor (14) circundando o receptáculo iniciador (16), a cabeça (18) sendo formada com acabamento com confinamento completo da cabeça (18) com aparelhamento incluindo aparelhamento segmentado que modela a ranhura do ejetor (14) com uma superfície de lateral radial voltada para frente (116), uma superfície inferior cilíndrica e uma superfície cônica voltada para trás (118), a parede (13) terminando na extremidade aberta com uma borda feita por uma lâmina de cisalha operando de dentro de uma parte distai original da parede (13) separada da dita borda.

14. Aparelho de desbaste para a produção de uma borda cisalhada uniforme em uma peça de trabalho tubular, o aparelho de desbaste que compreende um colar (107) com um furo adaptado para deslizar sobre a peça de trabalho, o furo tendo uma borda periférica pontuda, uma ferramenta (102) com uma extremidade dimensionada para encaixar na peça de trabalho, a extremidade da ferramenta tendo uma borda pontuda e um mecanismo para desenvolver o movimento radial e angular da ferramenta (102) em relação ao colar (107), a ferramenta e as bordas do colar durante tal movimento radial e angular sendo dispostas para cisalhar a peça de trabalho tubular para separar um anel dela e produzir a dita borda uniforme, em que o mecanismo compreende um prendedor (101) no qual a ferramenta (102) é montada, o prendedor (101) sendo disposto para ser deslocado em relação ao eixo geométrico da peça de trabalho tubular no sentido axial e orbital, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo inclui adicionalmente uma superfície de carne para converter o movimento axial do prendedor (101) em relação a um suporte (106) do prendedor (101) em movimento radial do prendedor (101).