CN108568471A - 用于制造和形成弹夹外壳坯料的方法以及冲头和模的套组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造长弹夹外壳坯料的方法，包括：从供给源截取线材段以初始地形成坯料；从坯料的一端形成圆形管，管经由至少三次分别向后挤制步骤而形成。本发明还涉及一种用于形成弹夹外壳坯料的方法和一种冲头和模的套组。

Description

用于制造和形成弹夹外壳坯料的方法以及冲头和模的套组
技术领域
本发明涉及弹夹外壳的制造。
背景技术
传统地，火器弹夹的黄铜外壳通过很多的步骤并且在多个相继的机器上制造。通常，外壳由凹陷的黄铜带坯形成，之后通过多个阶段拉拔。通常，在拉拔阶段之间的退火步骤是需要的，特别是在制造诸如来复枪外壳的长外壳时。带坯技术提供了高的废钢比，需要能量来退火，速度缓慢且容易产生尺寸偏差，并且占据了相当大的地面空间。
众所周知，从实心线材中冷成型用于弹夹壳体的空心薄壁中间坯料。这一工序减少了废料并且，当用于相对短的弹夹外壳时，可能潜在地省去对坯料退火的要求。
在现有技术实践中，例如长度大于2.5倍直径的相对长的弹夹外壳在外壳最终被拉拔之前可能要求至少一次(如果不是很多次的话)退火步骤。在预先没有充分退火的情况下，外壳管壁会在拉拔操作时由于之前的一次或多次拉拔而形成的加工硬化而产生撕裂。退火工序增加了制造成本，这些成本包括与设备、能量、时间延误以及人力相关联的成本。
发明内容
本发明提供了一种用于在没有中间退火步骤的情况下从线材形成相对长的薄壁弹夹外壳坯料的方法和工具。本发明利用冷成型机中的一组渐进的工具以多个步骤向后挤制坯料管。已经发现，坯料管壁的加工硬化可以通过使用多次向后挤制技术来减少。因此，充分拉拔的管壁厚度可以在不要求坯料的单次或多次在先退火步骤下获得。
本发明的技术减少了坯料管壁在现有技术的多次拉拔实践中产生的加工硬化。本发明将塑性应变或者形变限制到在单次向后挤制步骤中形成的管壁长度部分。当后续长度部分被向后挤制时，先前挤制的管壁长度部分不会发生进一步的变形和加工硬化。本发明的技术因此实现了这样一种长弹夹外壳坯料，其能够被精拉拔至管壁厚度，所述长弹夹外壳坯料在传统拉拔工艺之间需要进行退火。
附图说明
图1A-1E图解示出具体实施本发明的弹夹外壳坯料成型工艺；
图1De示出了图1D中虚线指示的部分的放大图；
图2是充分拉拔且被裁剪到预期长度的弹夹外壳坯料的横截面图；以及
图3示出在用于执行图1A-1E描述的工艺的渐进式冷成型机中使用的示例性工具。
具体实施方式
接下来交替地参照图1A－1E和图3，对弹夹外壳坯料10的制造中使用的基本工艺步骤进行描述。原始坯料10通过在渐进式冷成型机14的切断站12(图3)剪切线材11而获得。机器14具有在行业中为人熟知的结构，如例如美国专利4898017所示，并且接下来进行更细节的描述。原始坯料10具有实心圆柱的形状，通常在被剪切的末端面上有轻微变形。通常，线材11为黄铜材质，尽管其他合金和金属也可被使用。适用的黄铜的示例为CDA 260。坯料10被转移到如第一工作站16所示的工作站，在这里它被向后挤制以提供约为最终预拉拔管长的1/3的管长部分17(图1A)。坯料10之后被转移到第二或者后续工作站18，在这里它被向后挤制以增加另一个约为最终预拉拔管长的1/3的管长部分19，其内径较第一管长部分17小。之后，坯料10被转移到第三或者后续工作站20，在这里它被第三次、向后或者反向挤制以增加约为最终预拉拔管长的1/3的管长部分的管长部分21，其内径较之前的管长部分19小。坯料10可以被转移到第四或者后续工作站22，在这里利用拉拔冲头24或者芯轴穿过两个拉拔模23可以将坯料精拉拔至测量的最终壁厚为优选约0.2mm到约0.5mm以及更优选地约0.3mm，并且在这里被指定为25的坯料管被裁剪形成口部27(图2)。
优选地，根据本发明，在多次向后挤制步骤之后，只需要在坯料上执行一次拉拔步骤以在如图1E所示的管部分25中达到最终或者最后的壁厚以及预裁剪长度。如上所述，坯料10在成瓶(缩颈)和渐变之前被拉拔到最终无裁剪管长以及管壁厚度尺寸，而不需要一次或多次的退火步骤。通过示例，单个退火工序要求黄铜坯料被加热到500－700华氏度并且持续30－45分钟以上，例如以便缓解已存在的加工硬化情况，然后需要合适的冷却阶段。
通常，弹夹外壳具有与管壁厚度相关联的渐变的内径，该管壁厚度远离弹夹头26朝向开口端减小。如常规地，拉拔冲头24具有与弹夹外壳的最终内部轮廓相匹配的渐变轮廓。本发明的方面涉及对坯料管25的向后挤制部分17、19、21的台阶进行成形使得从一个直径到下一个直径的过渡线或者过渡台阶优选地接近拉拔冲头24的轮廓(并且最终是拉拔外壳坯管的互补的变化内径)。这一优选结构在图1D和图1De中描述，图1De是图1D中指示的图示区域的放大。当拉拔工具或者冲头24如图1D所示被首先放置在向后挤制部分17、19、21中时，存在两种有利情况。润滑剂30被捕获在工具24和坯料10之间的空隙空间中。表面摩擦通过坯料内表面与工具24之间的小的局部接触区域领先于拉拔模23在管壁和工具24上的相对运动而减少。这些情况通过减少拉拔模23与坯料管部分25之间的力而有助于拉拔操作，并且减少了坯料管部分的撕裂的可能性。
图1E示出拉拔弹夹外壳10在其开口端处具有特有的不规则边缘31。图2示出在不规则边缘31被裁剪掉从而提供通常为至少3的长度/直径比(L/D)后的拉拔弹夹外壳坯料10。通常，如前所述，在管部分25的裁剪后的端部处测量的坯料壁厚约为0.4mm或更小。优选的，被裁剪掉的管部分的长度不超过剩下的裁剪后长度的大约1/8。
图3是渐进式冷成型机14的俯视示意图，其中安装了上述用于实践本发明的工具。该机器14包括以37示意性示出的静止支撑架或模胸以及在38处示意性地示出的撞头或滑块。撞头38朝向和远离模胸37往复运动并且在图3中示出为最靠近模胸的前死点。线材11被送到切断站12，在这里剪切线材段以形成坯料10。四个工作站16、18、20、22位于切断站12的左侧。在行业中为人熟知的，在撞头38远离模胸37的循环周期期间，坯料10被传递机构(未示出)一站接一站地相继传递。
在第一站16，被收纳在直径上稍大于坯料(例如0.02mm－0.05mm)的模43中的坯料10被第一直径的冲头44向后挤制以制造内径由冲头确定的第一管长部分。通常，每次向后挤制，坯料外径会径向增长到基本关联模的内径。冲模工具44、43的尺寸和构造能够被设置成在第一部分17中制造示例性地在约0.5mm到约1mm之间的管壁厚度。
在第二站18，坯料10被收纳在模46之中并且被冲头47向后挤制。模46优选具有比从前一个或第一工作站16接收的坯料的外径稍大的内径(例如0.02mm－0.05mm)。冲头47的直径略小于第一冲头44以严格遵循拉拔冲头的几何构造。模46和冲头47被设置使得坯料被向后挤制以形成(如冲头47所确定的)内径稍小于首次形成的壁部分17以及长度为预拉拔的管长的约1/3的管壁部分19。在第三工作站20，坯料被收纳在模48中并且被冲头49向后挤制。同上，模48优选具有比从前一工作站18接收的坯料的外径稍大的内径(例如0.02mm－0.05mm)。冲头49的直径略小于如前所述的前一冲头47以优选地严格遵循拉拔冲头的几何构造。模48和冲头49被设置使得坯料被向后挤制以形成(如冲头49所确定的)内径稍小于第二管部分19的第三管部分21。在工作站16、18和20的冲模工具优选为硬质合金(carbide)。
优选地，将冲模组构造成使得在管部分的相继向后挤制之间的台阶处在坯料的拉拔之前管部分的内径约等于或者稍微大于(最大0.75mm)当拉拔冲头紧靠预拉拔坯料的底部时在离坯料头部相同轴向位置处的拉拔冲头的直径。在其他情况下，可以在向后挤制台阶和拉拔冲头或者工具的轮廓之间不建立紧密对应的情况下成功实施本发明。通常，对于下一向后挤制冲模组，模的内径大于前一向后挤制冲模组的模，而且冲头的外径小于前一向后挤制冲模组的冲头。
带有由多次向后挤制形成的管的坯料10被传递到拉拔站22，在这里被例如搭载在撞头28上的拉拔冲头24穿过两个拉拔模23而拉拔。所产生的管可被认为在本站22处被最终或者充分拉拔。
之前描述了能够制造相对长的弹夹外壳管的成型步骤和工具，该管能够被最终或者精拉拔而不需要在进行最终拉拔步骤之前对坯料退火。难以通过长度(裁剪长度)和直径(外径)的比精确地描述长弹夹外壳的特征，尽管对常规弹药的一些分析可能指定该比例大于2－1/2，优选约3比1或者更大，更优选约3.2比1或者更大。不管长度和直径比如何，多次反向挤制步骤的发明对于可能另外要求在最终拉拔前进行退火以防止管部分的撕裂的弹夹外壳的制造有帮助。
为了清楚起见，参照图1A-1E以及图3描述的工艺与在一个或两个串联冷成型机器中可以执行的工艺相比较少涉及。成型机14可以在前述工作站之前、之后或者之间包括带有相关工具的附加工作站，并且/或者能在示出的工作站16、18、20和22以及在这些工作站使用的工具中包括附加成形特征。坯料10的头部26被示出为封闭的，并且如果被刺穿有传火孔，头部也可以被认为是有效封闭的。在某些情况下，多次向后挤制避免在没有在先退火工艺的情况下在精拉拔中产生撕裂，这可以在两次或多于三次的向后挤制的情况下进行。可以理解，最终拉拔的坯料可以通过退火来使弹夹管能够被成瓶(缩颈)和/或渐变。
应当清楚，本公开是作为示例并且可以通过在不脱离本公开包括的教导的合理范围内添加、修改或者省去细节进行各种改变。因此，除非以下权利要求必须如此限制，本发明不限于本公开的特定细节。

Claims (8)

1.一种制造长弹夹外壳坯料的方法，包括：从供给源截取线材段以初始地形成坯料；从坯料的一端形成圆形管，管经由至少三次分别向后挤制步骤而形成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，执行每次相继向后挤制步骤的冲头的直径小于前一挤制步骤中使用的冲头的直径，从而使得坯料管形成有具有逐渐变小的内径的三个分别部分。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述三次向后挤制步骤在同一台机器上执行。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，向后挤制的坯料被在所述同一机器上被精拉拔。
5.一种用于形成弹夹外壳坯料的方法，包括：从线材段以多次向后挤制步骤挤制出管以获得能够在没有在先的退火步骤的情况下进行精拉拔的中间坯料，当中间坯料没有经受多次向后挤制步骤时需要在精拉拔之前进行退火以避免撕裂。
6.一种冲头和模的套组，用于在渐进式成型机中成形长弹夹外壳坯料管，包括：至少三组圆形冲头和模，每组被构造成向后挤制坯料管部分，所述至少三组当中的第二组的尺寸设置成收纳和向后挤制在所述至少三组当中的第一组中形成的坯料，以及所述至少三组当中的第三组的尺寸设置成收纳和向后挤制在所述第二组中形成的坯料。
7.根据权利要求6所述的冲头和模的套组，其特征在于，所述至少三组被构造和设置成共同制造在坯料管的开口端和有效封闭端之间具有三个轴向延伸的阶梯的内筒状表面的中间坯料，所述内筒状表面当中的小直径的内筒状表面靠近所述有效封闭端，所述内筒状表面当中的大直径的内筒状表面靠近所述开口端。
8.根据权利要求6所述的冲头和模的套组，包括拉板冲头，所述至少三组圆形冲头和模被构造和设置成形成带有内阶梯筒状管的预拉拔坯料，当拉拔冲头位于所述预拉拔坯料中时，相继的向后挤制之间的阶梯与拉拔冲头外部紧邻或接触。
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