CN112125764B - 一种炸药压制成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种炸药压制成型装置，包括基座、依次设置在基座上的底座和阴模，阴模套设在底座上，且阴模顶端穿设有与阴模同轴的上压冲子，阴模可相对于上压冲子和底座轴向移动，基座内沿轴向设置可以产生向上压力的下压冲子，上压冲子和下压冲子产生相对的压力，进行炸药的压制；上压冲子的形状为圆柱体和圆台一体成型的形状，圆柱体与圆台的上底面连接，圆台的下底面与底座之间形成用于放置炸药的炸药段，圆台的侧面与下底面之间的内夹角为α，圆台的侧面与下底面之间与阴模相接触处设有倒圆角β，α为27°～67°，β为r0.5～r2。本发明的装置结构简单，易操作，可以提高炸药成型阈值压力，实现低比压成型炸药冷压高比压成型。

Description

一种炸药压制成型装置

技术领域

本发明涉及火炸药成型技术领域，尤其是涉及一种炸药压制成型装置，具体涉及种提高炸药成型阈值压力的成型装置。

背景技术

压装工艺是弹药装药中被广泛采用的装药方法之一，具有适用范围广、生产周期短等优点。压制成型装置又称压装装置，是压装工艺中重要的工艺装备。压装炸药的工艺过程包括：称量-装填-压药-退模。为解决炸药压制过程中的安全事故，现有炸药压制装置与文献《压装装药双向压药的装置设计》(兵工自动化，201301期)报道的压装装置设计相同或类似。该结构是通用型结构，根据炸药成型性差异，所适宜的阈值压力不同，分为低比压成型炸药和高比压成型炸药。例如某EVA/石蜡作为粘结剂组成为80％奥克托金/15％Al/5％粘结剂的混合炸药，在室温条件下压制成型的阈值压力小于140MPa，属于典型的低比压成型炸药。对于该类炸药，因压制过程中应力梯度较大，产生应力集中，导致在比压较高时出现裂纹甚至断裂，无法实现高比压压制成型，而降低炸药压制压力，不仅炸药密度较低，而且炸药力学性能较差。

压装工艺压制的炸药为造型粉，根据造型粉的粘流态特点，分为高粘态炸药和低粘态炸药，低粘态炸药又称为粉状炸药。粉状炸药的压制比压或压制应力远远高于高粘态炸药。专利CN111302873A公布了一种炸药压制成型装置，在冲子与炸药之间设计了导气压板，解决了高粘态炸药成型问题，但是该装置所适用的高比压不超过200MPa，相当于粉状炸药的低比压成型压力。对于粉状性炸药而言，其高比压成型压力远远高于高粘态炸药的成型压力。第二，CN111302873A适用于高粘态炸药，高粘态炸药含有较多的增塑剂，在炸药中会产生自聚力，不会进入导气压板和隔膜片中。而粉状炸药存在大量浮尘状炸药，在挤压过程中会随着气流进入导气压板和隔膜片之间，压制过程和退模过程中不安全。

目前针对低比压成型炸药，采取的措施主要是采用热压工艺，工艺周期大幅度增加，安全性降低。因此，现有装置无法适用于低比压成型炸药在高比压下的常温压制成型。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种炸药压制成型装置，解决现有低比压成型炸药在高比压下的无法常温压制成型的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种炸药压制成型装置，包括基座、依次设置在基座上的底座和阴模，所述的阴模套设在底座上，且阴模顶端穿设有与阴模同轴的上压冲子，所述的阴模可相对于上压冲子和底座轴向移动，所述的基座内沿轴向设置可以产生向上压力的下压冲子，所述的上压冲子和下压冲子产生相对的压力，进行炸药的压制；

所述的上压冲子的形状为圆柱体和圆台一体成型的形状，所述的圆柱体与圆台的上底面连接，所述的圆台的下底面与所述的底座之间形成用于放置炸药的炸药段，所述的圆台的侧面与下底面之间的内夹角为α，圆台的侧面与下底面之间与阴模相接触处设有倒圆角β，所述的α为27°～67°，所述的β为r0.5～r2；

所述的上压冲子与阴模内壁相接触处部位形成上压冲子段，所述的底座与阴模内壁相接触部位形成底座段，所述的底座段的直径大于上压冲子段的下底面直径；所述底座段与上压冲子段的下底面的直径差值为炸药段中心直径的0.5％～0.8％；

所述的阴模沿周向分设多个轴向通道，所述的轴向通道设置方向与阴模的轴向平行，所述的轴向通道靠近阴模内壁设置若干个连续的凹腔，所述的凹腔通过通气孔与阴模内壁导通；

压制炸药时，炸药间的残余气体从通气孔进入凹腔，并经过轴向通道排出到装置外。

具体的，所述的凹腔的形状为半圆形，半径为0.5～1.0mm。

具体的，所述的通气孔为的形状为圆柱形，通气孔与所述阴模的轴向垂直设置，通气孔的直径小于1.0mm，长度小于1mm。

具体的，所述的凹腔与通气孔一一对应联通设置。

进一步的，所述的阴模外侧设置可与压机或外接设备连接的挂耳，实现阴模相对于上压冲子和底座轴向移动；

所述的挂耳数量至少为4个，分别两两一组对称设置在所述的阴模外壁凸出结构上，所述挂耳设置方向与阴模轴向平行。

具体的，通过挂耳实现阴模相对于上压冲子和底座轴向向上移动时，移动的距离为所述的炸药段长度的0.5％～1.0％。

进一步的，底座和基座之间通过锁扣进行可拆卸固定。

具体的，所述的下压冲子为具有弹性作用的弹性件。

优选的，所述的上压冲子、阴模和底座的材质均铍青铜。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的炸药压制成型装置结构简单，易操作，可以提高炸药成型阈值压力，实现低比压成型炸药冷压高比压成型，药柱成型阈值压力增加100MPa；

利用本发明的炸药压制成型装置压制的炸药表面和炸药内部质量完好。

附图说明

图1本发明炸药压制成型装置结构示意图；

图中各个标号的含义为：

1、上压冲子；2、阴模；2-1、挂耳；3、底座；4、基座；5、下压冲子；6、炸药；7、轴向通道；8、凹腔；8-1、通气孔；9、锁扣。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

炸药是否能够压制成型，主要取决于两个因素，内因是炸药的赋形性，外因是炸药的压制条件，即炸药压制的工艺条件和压制的工艺装置。

在满足炸药使用要求的条件下，可以改变炸药的配方配比或者炸药的包覆性能，以提高炸药的耐压能力。一旦炸药配方确定，炸药的压制工艺条件和压制的工艺装置就决定了炸药的成型性。炸药的赋形性与自身的包覆和耐压性能有关。而采用热压工艺之所以能够提高炸药的成形压力阈值，主要原因除了高温条件下炸药表面的粘结剂软化或者塑化，包覆更加均匀外，还有一个因素是高温条件下炸药间的气体膨胀，单位体积内的气体含量减小，提高了炸药的耐压性能。

本发明的构思是：减小炸药造型粉中粘结剂和主炸药之间的界面间隙，减小气体存量，提高炸药的密实性，同时释放残余应力，则能够减小甚至消除退模后的破裂隐患。

基于上述构思，本发明的设计思路是设计一种炸药压制成型装置，在阴模上设计轴向通道，并通过小直径圆柱形通气孔与装置内部装置、炸药导通，实现等压体；在阴模外设计挂耳，可相对于上压冲子和底座轴向移动；阴模自上而下依次为上压冲子段、炸药段和底座段，底座段的直径大于上压冲子段的下底面直径；底座段与上压冲子段的下底面的直径差值与炸药段中心直径有关，为炸药段中心直径的0.5％～0.8％；

此外，还设计特殊形状的上压冲子，为圆柱体和圆台一体成型的形状，圆柱体与圆台的上底面连接，圆台的下底面与所述的底座之间形成用于放置炸药的炸药段，圆台的侧面与下底面之间的内夹角为α，圆台的侧面与下底面之间与阴模相接触处设有倒圆角β，所述的α为27°～67°，β为r0.5～r2；该结构及尺寸能够达到气体排出的目的，会减小阴模内壁的残留炸药产生的摩擦作用，变为剪切作用，剪切后释放到自由空间，不会导致炸药摩擦点火。

实施例1：

遵从上述技术方案，如图1所示，本实施例给出一种炸药压制成型装置，包括基座4、依次设置在基座4上的底座3和阴模2，阴模2套设在底座3上，且阴模2顶端穿设有与阴模2同轴的上压冲子1，阴模2可相对于上压冲子1和底座3轴向移动，基座4内沿轴向设置可以产生向上压力的下压冲子5，上压冲子1和下压冲子5产生相对的压力，进行炸药6的压制；

上压冲子1的形状为圆柱体和圆台一体成型的形状，圆柱体与圆台的上底面连接，圆台的下底面与底座3之间形成用于放置炸药6的炸药段，圆台的侧面与下底面之间的内夹角为α，圆台的侧面与下底面之间与阴模2相接触处设有倒圆角β，α为27°～67°，β为r0.5～r2；该结构及尺寸能够达到气体排出的目的，会减小阴模2内壁的残留炸药6产生的摩擦作用，变为剪切作用，剪切后释放到自由空间，不会导致炸药6摩擦点火。

上压冲子1与阴模2内壁相接触处部位形成上压冲子段，底座3与阴模2内壁相接触部位形成底座段，在本实施例中，具体的，底座3的上段与阴模2内壁相接触部位形成底座段，底座3的下段用于支撑阴模2，且下段的外壁与阴模2外壁平齐。

底座段的直径大于上压冲子段的下底面直径；底座段与上压冲子段的下底面的直径差值为炸药段中心直径的0.5％～0.8％；

在本实施例中，上压冲子段的下底面直径113.5为mm，高度为100mm；炸药段高度为100mm，炸药段轴向向下直径尺寸逐渐变大，炸药段中心直径为114mm；底座段直径为114.3mm，高度为30mm。

阴模2沿周向分设多个轴向通道7，轴向通道7设置方向与阴模2的轴向平行，轴向通道7靠近阴模2内壁设置若干个连续的凹腔8，凹腔8通过通气孔8-1与阴模2内壁导通；

压制炸药6时，炸药6间的残余气体从通气孔8-1进入凹腔8，并经过轴向通道7排出到装置外。

在本实施例中，凹腔8的形状为半圆形，半径为0.5～1.0mm。通气孔8-1为的形状为圆柱形，通气孔8-1与所述阴模2的轴向垂直设置，通气孔8-1的直径小于1.0mm，长度小于1mm。

具体的，凹腔8与通气孔8-1一一对应联通设置。凹腔8和通气孔8-1的尺寸设计，能够达到气体排出的目的，又不会导致炸药6摩擦点火。

进一步的，阴模2外侧设置可与压机或外接设备连接的挂耳2-1，实现阴模2相对于上压冲子1和底座3轴向移动；

挂耳2-1数量至少为4个，分别两两一组对称设置在阴模2外壁凸出结构上，所述挂耳2-1设置方向与阴模2轴向平行。

具体的，通过挂耳2-1实现阴模2相对于上压冲子1和底座3轴向向上移动时，移动的距离为炸药段长度的0.5％～1.0％。

进一步的，底座3和基座4之间通过锁扣9进行可拆卸固定，当锁扣9锁死后，则底座3和基座4不能相对移动。

具体的，下压冲子5为具有弹性作用的弹性件，例如可以选用弹簧，产生向上的压力，挤压底座3。

优选的，上压冲子1、阴模2和底座3的材质均铍青铜。

本实施例的炸药6压制成型装置的使用方法，具体如下：

步骤一、模具及炸药装配：

装配阴模2、底座3、基座4、下压冲子5，通过挂耳2-1将装配好的装置装配到压机上，固定锁扣9；装填炸药6，并垂直放入上压冲子1，并将上压冲子1固定到压机上，保持上压冲子1在阴模2的中心位置，并与阴模2同轴；

步骤二、炸药压制成型：

(1)设置压机压力，在真空常温条件下开启压机，上压冲子1下压；炸药6间的残余气体从通气孔8-1进入凹腔8，并经过轴向通道7排出到装置外；

(2)卸去真空，保压10s到180s，炸药6压制成型；

步骤三、退模：

(1)将上压冲子1压力降低到100Pa～300Pa时，固定上压冲子1；

(2)去掉定位底座3和基座4的锁扣9，启动下压冲子5，通过下压冲子5保持上压冲子1压力100Pa～300Pa；通过挂耳2-1提升阴模2，提升距离为炸药6长度的0.5％～1.0％，提升速率不大于1mm/min；

(3)通过挂耳2-1固定阴模2，去掉底座3和下压冲子5，通过上压冲子1挤压炸药6，完成炸药6退模；

步骤四、整形：

必要时，根据炸药6尺寸要求对炸药6药柱进行车削整形处理。

本实施例采用该炸药6压制成型装置，将配比为80％奥克托金/15％Al/5％粘结剂低比压成型炸药6进行冷压高比压压制成型。再室温条件下压制及退模，药柱完整，可以实现冷压高比压退模，药柱耐受断裂压力增加130MPa，炸药6表面和炸药6内部质量完好。

对比采用普通模具与本发明的模具在室温下压制和退模，结果如下表所示。

表1实施效果表

实施例2

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，设计上压冲子1为铍青铜，内夹角α为27°，倒圆角β大小为r0.5，底座段与上压冲子段的下底面的直径差值为炸药段中心直径的0.5％；压制后，室温压制及退模，药柱完整，炸药6表面和炸药6内部质量完好。

实施例3

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，设计上压冲子1为铍青铜，内夹角α为67°，倒圆角β大小为r2，底座段与上压冲子段的下底面的直径差值为炸药段中心直径的0.6％，压制后，室温压制及退模，药柱完整，炸药6表面和炸药6内部质量完好。

实施例4

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，设计上压冲子1为铍青铜，内夹角α为35°，倒圆角β大小为r0.7，底座段与上压冲子段的下底面的直径差值为炸药段中心直径的0.8％；压制后，室温压制及退模，药柱完整，炸药6表面和炸药6内部质量完好。

实施例5

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，设计上压冲子1为铍青铜，内夹角α为58°，倒圆角β大小为r0.6，底座段与上压冲子段的下底面的直径差值为炸药段中心直径的0.7％；压制后，室温压制及退模，药柱完整，炸药6表面和炸药6内部质量完好。

实施例6

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，设计上压冲子1为铍青铜，内夹角α为60°，倒圆角β大小为r1，底座段与上压冲子段的下底面的直径差值为炸药段中心直径的0.65％；压制后，室温压制及退模，药柱完整，炸药6表面和炸药6内部质量完好。

对比例1

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，设计上压冲子1为铍青铜，内夹角α为25°，倒圆角β大小为r0.4，压制后，上压冲子1内夹角处发生卷边，依据炸药6摩擦感度测试方法判定，炸药6在挤压过程中会发生点火作用；回收阴模2与上压冲子1之间的残药，经电镜分析，RDX颗粒发生剪切破碎，存在较大安全隐患。因此，圆角小于r0.5时，内夹角处的尖角作用，会导致大颗粒在阴模2和压冲子之间剪切破碎，存在点火隐患。

对比例2

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，设计上压冲子1为铍青铜，锥角70°，倒圆角大小为r3，压制后，在阴模2和压冲子之间存在残药，药量大于15％，存在高概率的摩擦及点火可能性。当锥角大于67°时，造型粉在阴模2和压冲子之间摩擦，存在安全隐患，造型粉在阴模2和压冲子之间的聚集，也会影响界面气体逸出。倒圆角大于r2时，阴模2和压冲子之间间隙变大，造型粉在阴模2和压冲子之间摩擦，发生点火。

实施例6

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，所述的凹腔8半径0.5mm，通气孔8-1直径0.5mm，长度0.9mm；试验后，炸药6内气体正常排出；压制后，室温压制及退模，药柱完整，炸药6表面和炸药6内部质量完好。

实施例7

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，所述的凹腔8半径0.6mm，通气孔8-1直径0.8mm，长度0.8mm；试验后，炸药6内气体正常排出；压制后，室温压制及退模，药柱完整，炸药6表面和炸药6内部质量完好。

实施例8

同实施例1，不同的是采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，所述的凹腔8半径0.8mm，通气孔8-1直径0.6mm，长度0.5mm；试验后，炸药6内气体正常排出；压制后，室温压制及退模，药柱完整，炸药6表面和炸药6内部质量完好。

对比例3

本对比例对比不同凹腔8尺寸和通气孔8-1直径对炸药6压制成型的影响。

(1)采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，所述的凹腔8半径0.4mm，通气孔8-1直径0.4mm，长度1.2mm；试验后，圆柱孔被造型粉堵塞，炸药6内气体无法排出；

对比例4

(2)采用本发明压制JH-14炸药造型粉，药量3g，所述的凹腔8半径1.2mm，圆柱孔直径1.3mm，长度0.8mm；试验后，凹腔8内炸药6发生点火。

对比例5

本对比例侧面验证上压冲子1，阴模2，底座3的材质选用铍青铜，可以降低药浆摩擦感度。

参考GJB772A-97方法602.1，对88％二类黑索今和7％己二酸二-2-乙基己酯、5％端羟基聚丁二烯(分子量2500)组成的炸药6药浆进行摩擦感度试验。当下滑柱由T10A换成铍青铜(铍含量：1.907％，镍含量：0.317％，余量为铜)后，药浆摩擦感度由48％下降到8％。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种炸药压制成型装置，包括基座(4)、依次设置在基座(4)上的底座(3)和阴模(2)，其特征在于，所述的阴模(2)套设在底座(3)上，且阴模(2)顶端穿设有与阴模(2)同轴的上压冲子(1)，所述的阴模(2)可相对于上压冲子(1)和底座(3)轴向移动，所述的基座(4)内沿轴向设置可以产生向上压力的下压冲子(5)，所述的上压冲子(1)和下压冲子(5)产生相对的压力，进行炸药(6)的压制；

所述的上压冲子(1)的形状为圆柱体和圆台一体成型的形状，所述的圆柱体与圆台的上底面连接，所述的圆台的下底面与所述的底座(3)之间形成用于放置炸药(6)的炸药段，所述的圆台的侧面与下底面之间的内夹角为α，圆台的侧面与下底面之间与阴模(2)相接触处设有倒圆角β，所述的α为27°～67°，所述的β为r0.5～r2；

所述的上压冲子(1)与阴模(2)内壁相接触处部位形成上压冲子段，所述的底座(3)与阴模(2)内壁相接触部位形成底座段，所述的底座段的直径大于上压冲子段的下底面直径；所述底座段与上压冲子段的下底面的直径差值为炸药段中心直径的0.5％～0.8％；

所述的阴模(2)沿周向分设多个轴向通道(7)，所述的轴向通道(7)设置方向与阴模(2)的轴向平行，所述的轴向通道(7)靠近阴模(2)内壁设置若干个连续的凹腔(8)，所述的凹腔(8)通过通气孔(8-1)与阴模(2)内壁导通；

压制炸药(6)时，炸药(6)间的残余气体从通气孔(8-1)进入凹腔(8)，并经过轴向通道(7)排出到装置外；

所述的凹腔(8)的形状为半圆形，半径为0.5～1.0mm；

所述的通气孔(8-1)为的形状为圆柱形，通气孔(8-1)与所述阴模(2)的轴向垂直设置，通气孔(8-1)的直径小于1.0mm，长度小于1mm。

2.如权利要求1所述的炸药压制成型装置，其特征在于，所述的凹腔(8)与通气孔(8-1)一一对应联通设置。

3.如权利要求1所述的炸药压制成型装置，其特征在于，所述的阴模(2)外侧设置可与压机或外接设备连接的挂耳(2-1)，实现阴模(2)相对于上压冲子(1)和底座(3)轴向移动；

所述的挂耳(2-1)数量至少为4个，分别两两一组对称设置在所述的阴模(2)外壁凸出结构上，所述挂耳(2-1)设置方向与阴模(2)轴向平行。

4.如权利要求3所述的炸药压制成型装置，其特征在于，通过挂耳(2-1)实现阴模(2)相对于上压冲子(1)和底座(3)轴向向上移动时，移动的距离为所述的炸药段长度的0.5％～1.0％。

5.如权利要求1所述的炸药压制成型装置，其特征在于，底座(3)和基座(4)之间通过锁扣(9)进行可拆卸固定。

6.如权利要求1所述的炸药压制成型装置，其特征在于，所述的下压冲子(5)为具有弹性作用的弹性件。

7.如权利要求1所述的炸药压制成型装置，其特征在于，所述的上压冲子(1)、阴模(2)和底座(3)的材质均铍青铜。

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