ES2854973T3

ES2854973T3 - Casquillo de cartucho largo

Info

Publication number: ES2854973T3
Application number: ES18160026T
Authority: ES
Inventors: Jeffrey Carper; Christopher Snavely
Original assignee: NAT MACHINERY LLC; National Machinery LLC
Current assignee: NAT MACHINERY LLC; National Machinery LLC
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2038-03-05
Also published as: MX2018002850A; PH12018000026A1; IL257093B; KR20180102496A; HK1257806A1; PL3372324T3; US10495430B2; RU2018107818A3; US11333473B2; TWI840324B; TW201833507A; KR20220110154A; CN108568471A; CN108568471B; RU2750069C2; EP3372324B1; BR102018004502A2; RU2018107818A; CA2992123A1; IL257093A

Abstract

Un procedimiento para producir una pieza en bruto de casquillo de cartucho largo que comprende cortar una longitud de alambre (11) de un suministro para formar inicialmente una pieza en bruto (10), formando un tubo circular (17, 19, 21) desde un extremo de la pieza en bruto por extrusión hacia atrás ("backward extrusion"), caracterizado por que el tubo en bruto está formado por al menos tres pasos de extrusión hacia atrás separados, en el que cada paso de extrusión hacia atrás sucesivo se realiza (47, 49) con un punzón que es de menor diámetro que un punzón (44, 47) usado en el paso anterior de extrusión con el resultado de que el tubo en bruto se forma con tres secciones separadas (17, 19, 21) de diámetro interior progresivamente más pequeño.

Description

DESCRIPCIÓN

Casquillo de cartucho largo

[0001] La invención se refiere a la fabricación de casquillos de cartucho.

[0002] Los casquillos de latón para cartuchos de armas de fuego se fabrican convencionalmente en numerosos pasos y en máquinas sucesivas. Tradicionalmente, los casquillos se forman a partir de tiras de latón que se ahuecan y luego se extraen en múltiples etapas. Normalmente se requieren pasos de recocido entre las etapas de estirado, especialmente cuando se están fabricando casquillos relativamente largos, tales como los casquillos de los rifles. El procedimiento de material en tiras produce una alta proporción de desechos, requiere energía para el recocido, es lento y propenso a la variabilidad dimensional y ocupa un espacio considerable del suelo.

[0003] Se conoce la formación en frío de piezas en bruto intermedias huecas de pared fina para casquillos de cartuchos a partir de alambre sólido. Este proceso reduce los desechos y, cuando se aplica a casquillos de cartucho relativamente cortos, puede eliminar potencialmente la necesidad de recocer la pieza en bruto.

[0004] Los casquillos de cartucho relativamente largos, por ejemplo los que tienen una longitud superior a 2-1/2 veces su diámetro, pueden requerir en la práctica de la técnica anterior, al menos uno, si no muchos, pasos de recocido antes de que el casquillo se pueda estirar finalmente. Sin un recocido previo adecuado, la pared del tubo del casquillo se puede romper durante una operación de estirado debido al endurecimiento por trabajo desarrollado durante un estirado o estirados previos. Los procedimientos de recocido aumentan el coste de fabricación, que incluye el asociado con el equipo, la energía, el retardo de tiempo y la mano de obra.

[0005] El documento US 2014/0298979 divulga un procedimiento para producir un casquillo de cartucho de pistola en una prensa de transferencia de estirado profunda de una sola estación múltiple.

[0006] El documento US 2014/083319 A1, en el cual se basa el preámbulo de la reivindicación 1, divulga un procedimiento para producir un casquillo de cartucho.

[0007] El documento US 2.891.298, en el cual se basa el preámbulo de la reivindicación 4, divulga un procedimiento de formación en frío de artículos de acero tubulares particionados.

[0008] La invención está definida por las reivindicaciones.

[0009] La invención proporciona un procedimiento y herramientas para formar piezas en bruto de casquillos de cartucho de pared fina, relativamente largos, a partir de material de alambre sin un paso de recocido intermedio. La invención utiliza un conjunto de herramientas progresivas en una máquina de formación en frío para extrudir de forma hacia atrás el tubo en bruto en múltiples pasos. Se ha descubierto que el endurecimiento por trabajo de la pared del tubo en bruto se puede reducir usando la técnica de extrusión múltiple hacia atrás. Como consecuencia, se puede obtener un grosor de la pared del tubo completamente estirado sin requerir un paso o pasos de recocido previos de la pieza en bruto.

[0010] La técnica inventiva reduce el endurecimiento por trabajo en la pared del tubo en bruto a partir de lo que ocurre en la práctica de estirado múltiple de la técnica anterior. La invención limita la deformación plástica a sólo la sección de la longitud de la pared del tubo formada en un único paso de extrusión hacia atrás. Una sección de longitud de la pared del tubo previamente extrudida no se deforma más ni se endurece por trabajo cuando una sección de longitud posterior se extrude hacia atrás. La técnica inventiva consigue por tanto una pieza en bruto de casquillo de cartucho largo que se puede terminar de estirar hasta un grosor de la pared del tubo que hasta ahora requería recocido entre procesos de estirado convencionales.

[0011] Ahora se describirá la invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: las FIGS. 1A-1E ilustran esquemáticamente un proceso de formación de piezas en bruto de casquillos de cartucho que incorpora la invención;

la FIG. 2 es una vista en sección transversal de una pieza en bruto de casquillo de cartucho completamente dibujada que se ha recortado a una longitud deseada; y

la FIG. 3 ilustra herramientas ejemplares empleadas en una máquina de formación en frío progresiva para realizar el proceso representado en las FIGS. 1A-1E.

[0012] A continuación se ofrece una descripción, con referencia de forma alternativa entre las FIGS. 1A-1E y FIG. 3 de los pasos básicos del proceso usados en la fabricación de una pieza en bruto de casquillo de cartucho 10. Una pieza en bruto 10 inicial se corta del material de alambre 11 mediante una cizalla en una estación de corte 12 (FIG. 3) de una máquina de formación en frío progresiva 14. La máquina 14 es de una construcción conocida en la industria, mostrada, por ejemplo, en la patente de EE.UU. 4.898.017, y que se analiza con mayor detalle a continuación. La pieza en bruto 10 inicial tiene la forma de un cilindro sólido, normalmente con una distorsión menor en sus caras de extremo cortadas. Típicamente, el material de alambre 11 es latón, aunque se pueden usar otras aleaciones y metales. Un ejemplo de latón adecuado es el CDA 260. La pieza en bruto 10 se transfiere a una estación de trabajo mostrada como una primera estación de trabajo 16 donde se extrude hacia atrás para producir una sección de longitud de tubo 17 (FIG. 1A) de aproximadamente 1/3 de una longitud final del tubo previamente estirado. La pieza en bruto 10 se transfiere luego a una segunda estación de trabajo o posterior 18 donde se extrude hacia atrás para añadir otra sección de longitud 19 con una longitud de aproximadamente 1/3 de la longitud final del tubo previamente estirado y con un diámetro interior menor que el diámetro interior de la primera sección de longitud 17. Después de esto, la pieza en bruto 10 se transfiere a una tercera estación de trabajo o posterior 20 donde se extrude hacia atrás o a la inversa una tercera vez para añadir una sección de longitud 21 de aproximadamente 1/3 de la longitud final del tubo previamente estirado con un diámetro interior menor que el de la sección de longitud anterior 19. La pieza en bruto 10 se puede transferir a una cuarta estación de trabajo 22 o posterior donde se puede terminar de estirar a través de dos troqueles de estirado 23 con un punzón de estirado 24 o mandril hasta un grosor de pared acabada de preferentemente aproximadamente 0,2 mm a aproximadamente 0,5 mm y más preferentemente aproximadamente 0,3 mm medidos donde el tubo en bruto designado como 25 debe recortarse para formar una boca 27 (FIG. 2).

[0013] Preferentemente, después de múltiples pasos de extrusión hacia atrás (“backward extrusión”), solo se necesita realizar un paso de estirado en una pieza en bruto para alcanzar un grosor de pared final o acabada y una longitud de recorte previo en la sección de tubo 25 como se muestra en la FIG. 1E. La pieza en bruto 10, como se describe, se estira hasta una dimensión final de la longitud del tubo no recortado y del grosor de la pared del tubo antes de cualquier reducción (estrechamiento) y ahusamiento sin requerir un paso o pasos de recocido. A modo de ejemplo, un solo procedimiento de recocido puede requerir que una pieza en bruto de latón se caliente a 500-700 grados F. durante 30-45 minutos o más, por ejemplo, para aliviar una condición de endurecimiento por trabajo existente y luego requerir un período de enfriamiento adecuado.

[0014] Tradicionalmente, un casquillo de cartucho tiene un diámetro interior ahusado asociado con un grosor de la pared del tubo que se reduce alejándose del cabezal de cartucho 26 hacia el extremo abierto. El punzón de estirado 24, como es convencional, puede tener un perfil ahusado que coincida con el perfil interior acabado del casquillo de cartucho. Una característica preferente implica dar forma a las etapas de las secciones extrudidas hacia atrás 17, 19, 21 del tubo en bruto 25 de modo que las líneas de transición o pasos de un diámetro al siguiente se encuentren preferentemente muy cerca del perfil del punzón de estirado 24 (y, en última instancia, el diámetro interior variable complementario del tubo en bruto de casquillo estirado 25). Esta disposición preferente se representa en las FIGS. 1D y 1 De, siendo esta última una ampliación del área de dibujo indicada en la FIG. 1D. Cuando la herramienta de estirado o punzón 24 se asienta por primera vez en las secciones extrudidas hacia atrás 17, 19, 21 como se muestra en la FIG.

1D, existen dos condiciones beneficiosas. El lubricante 30 está atrapado en los espacios libres entre la herramienta 24 y la pieza en bruto 10. La fricción de la superficie se reduce por las pequeñas áreas locales de contacto entre la superficie interior de la pieza en bruto y la herramienta 24 que precede al movimiento relativo de los troqueles de estirado 23 sobre la pared del tubo y la herramienta 24. Estas condiciones son favorables para la operación de estirado reduciendo las fuerzas entre los troqueles de estirado 23 y la sección de tubo en bruto 25 y reduciendo de este modo la tendencia a romperse de la sección de tubo en bruto.

[0015] La FIG. 1E ilustra un casquillo de cartucho estirado 10 con un borde irregular 31 característico en su extremo abierto. La FIG. 2 ilustra la pieza en bruto de casquillo de cartucho estirado 10 después de que el borde irregular 31 se ha recortado produciendo una proporción L/D (diámetro) de típicamente al menos 3. Normalmente, como se mencionó, el grosor de la pared de una pieza en bruto medida en un extremo recortado de la sección de tubo 25 será de aproximadamente 0,4 mm o menos. Preferentemente, la longitud de la sección de tubo recortada no es más de aproximadamente 1/8 de la longitud recortada L restante.

[0016] La FIG. 3 es una representación esquemática de la máquina de formación en frío progresiva 14 en una vista en planta en la que se montan herramientas, descritas anteriormente, para poner en práctica la invención. La máquina 14 incluye un cabezal estacionario o cara de troquel indicado esquemáticamente en 37 y un pistón o corredera ilustrado esquemáticamente en 38. El pistón 38 se mueve de forma recíproca hacia y desde la cara de troquel 37 y se muestra en el centro muerto delantero, más cercano a la cara de troquel, en la FIG. 3. El material de alambre 11 se alimenta a la estación de corte 12 donde se corta un trozo de material para formar la pieza en bruto 10. Las cuatro estaciones de trabajo 16, 18, 20, 22 se muestran a la izquierda de la estación de corte 12. Como es conocido en la industria, la pieza en bruto 10 se transfiere sucesivamente de una estación a otra mediante un mecanismo de transferencia (no mostrado) durante los períodos cíclicos en los que el pistón 38 está alejado de la cara de troquel 37.

[0017] En la primera estación 16, la pieza en bruto 10, recibida en un troquel 43 que tiene un diámetro ligeramente mayor (por ejemplo, 0,02 - 0,05 mm) que la pieza en bruto, se extrude hacia atrás mediante un punzón 44 de un primer diámetro para producir la primera sección de longitud de tubo 17 con un diámetro interior determinado por el punzón. Típicamente, en cada extrusión hacia atrás, el diámetro exterior de la pieza en bruto crecerá radialmente hasta esencialmente el diámetro interior del troquel asociado. Las herramientas de punzón y troquel 44, 43 se pueden dimensionar y configurar de otro modo para producir un grosor de la pared del tubo de, a modo de ejemplo, entre aproximadamente 0,5 mm y aproximadamente 1 mm en la primera sección 17.

[0018] En la segunda estación 18, la pieza en bruto 10 se recibe en un troquel 46 y se extrude hacia atrás mediante un punzón 47. El troquel 46 tiene preferentemente un diámetro interior ligeramente mayor (por ejemplo, 0,02 -0,05 mm) que el diámetro exterior de la pieza en bruto 10 que se recibe desde la primera o estación anterior 16. El diámetro del punzón 47 es algo menor que el del primer punzón 44, preferentemente para seguir de cerca la geometría del punzón de estirado. El troquel 46 y el punzón 47 están dispuestos para que la pieza en bruto se extruda hacia atrás para formar la sección de pared de tubo 19 que tenga un diámetro interior algo menor que el de la sección de pared formada primero 17, según lo determinado por el punzón 47, y una longitud de nuevo aproximadamente 1/3 de la longitud de un tubo previamente estirado. En la tercera estación 20, la pieza en bruto se recibe en un troquel 48 y se extrude hacia atrás mediante un punzón 49. Como antes, el troquel 48 tiene preferentemente un diámetro interior ligeramente mayor (por ejemplo, 0,02 - 0,05 mm) que el diámetro exterior de la pieza en bruto recibida desde la estación anterior 18. El diámetro del punzón 49 es algo menor que el del punzón 47 anterior como se describió anteriormente para seguir preferentemente de cerca la geometría del punzón de estirado. El troquel 48 y el punzón 49 están dispuestos para que la pieza en bruto se extruda hacia atrás para formar la tercera sección de tubo 21 con un diámetro interior como se determina por el punzón 49, algo más pequeño que el diámetro interior de la segunda sección de tubo 19. La herramienta de punzón y troquel en las estaciones 16, 18 y 20 es preferentemente de carburo.

[0019] Es preferente configurar los conjuntos de punzones y troqueles de modo que el diámetro interior de las secciones de tubo antes del estirado de la pieza en bruto en los pasos entre las sucesivas extrusiones hacia atrás de las secciones de tubo sea aproximadamente igual o ligeramente mayor, por ejemplo, hasta aproximadamente 0,75 mm, que el diámetro del punzón de estirado en la misma localización axial desde el cabezal de la pieza en bruto cuando el punzón de estirado esté asentado contra la parte inferior de la pieza en bruto previamente estirada. En otras circunstancias, el procedimiento se puede llevar a la práctica con éxito sin desarrollar una estrecha correspondencia de los pasos de extrusión hacia atrás y el contorno del punzón o herramienta de estirado. En general, con un punzón de extrusión hacia atrás y un conjunto de troqueles sucesivos, el troquel tendrá un diámetro interior mayor que el del troquel del punzón de extrusión hacia atrás y el conjunto de troqueles anteriores, y el punzón tendrá un diámetro exterior menor que el del punzón de extrusión hacia atrás anterior y el conjunto de troqueles.

[0020] La pieza en bruto 10 con un tubo formado por múltiples extrusiones hacia atrás se transfiere a la estación de estirado 22 donde se extrae, por ejemplo, a través de los dos troqueles de estirado 23 mediante el punzón de estirado 24 transportado en el pistón 38. El tubo resultante se puede considerar acabado o completamente estirado en esta estación 22.

[0021] Lo anterior describe pasos y herramientas de formación capaces de producir un tubo de casquillo de cartucho relativamente largo que se puede estirar finalmente o acabar sin necesidad de recocer la pieza en bruto antes de realizar el paso de estirado final. Es difícil caracterizar con precisión un casquillo de cartucho largo por la proporción entre la longitud (longitud recortada) y el diámetro (diámetro exterior), aunque algunos análisis de munición común especificarían una proporción mayor que 2-1/2, preferentemente de aproximadamente 3 a 1 o mayor y, más preferentemente, una proporción de aproximadamente 3,2 a 1 o mayor. Independientemente de la proporción entre la longitud y el diámetro, los múltiples pasos de extrusión inversa son útiles en la fabricación de casquillos de cartuchos que de otro modo requerirían recocido antes del estirado final para evitar la rotura de la sección de tubo.

[0022] El proceso descrito con referencia a las FIGS. 1A-1E y FIG. 3, es menos complicado con fines de claridad que lo que se puede realizar en una o en dos máquinas de formación en frío. La máquina de formación 14 puede tener estaciones de trabajo adicionales con herramientas relacionadas antes de, más allá de o interviniendo las descritas y/o puede incluir características de formación adicionales en las estaciones 16, 18, 20 y 22 ilustradas y herramientas usadas en estas estaciones. El cabezal 26 de la pieza en bruto 10 se muestra cerrado y, si se perfora para un orificio de destello, se puede considerar eficazmente cerrado. En algunos casos, la extrusión múltiple hacia atrás para evitar fallos por rotura en un estirado de acabado sin un proceso de recocido anterior se puede lograr con dos extrusiones hacia atrás o más de tres extrusiones hacia atrás. Se entenderá que la pieza en bruto finalmente estirada se puede recocer para permitir que el tubo del cartucho se reduzca (estreche) y/o ahúse.

[0023] Debería ser evidente que la presente divulgación es a modo de ejemplo y que se pueden realizar diversos cambios añadiendo, modificando o eliminando detalles, sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para producir una pieza en bruto de casquillo de cartucho largo que comprende cortar una longitud de alambre (11) de un suministro para formar inicialmente una pieza en bruto (10), formando un tubo circular (17, 19, 21) desde un extremo de la pieza en bruto por extrusión hacia atrás (“backward extrusion”), caracterizado por que el tubo en bruto está formado por al menos tres pasos de extrusión hacia atrás separados, en el que cada paso de extrusión hacia atrás sucesivo se realiza (47, 49) con un punzón que es de menor diámetro que un punzón (44, 47) usado en el paso anterior de extrusión con el resultado de que el tubo en bruto se forma con tres secciones separadas (17, 19, 21) de diámetro interior progresivamente más pequeño.

2. Un procedimiento como se expone en la reivindicación 1, en el que dichos tres pasos de extrusión hacia atrás se realizan en la misma máquina.

3. Un procedimiento como se expone en la reivindicación 2, en el que la pieza en bruto extrudida hacia atrás se termina de estirar en dicha misma máquina.

4. Un kit de punzones y troqueles para conformar los tubos de las piezas en bruto de casquillos de cartucho largos (10) en una máquina de formación progresiva, en el que el kit comprende conjuntos de punzones y troqueles circulares (44, 43, 47, 46, 49, 48), estando configurado cada conjunto para extrudir hacia atrás una sección de tubo en bruto, caracterizado por que el kit comprende al menos tres conjuntos (44, 43, 47, 46, 49, 48), proporcionándose un segundo de dichos conjuntos (47, 46) para recibir y extrudir hacia atrás una pieza en bruto formada en un primero de dichos conjuntos (44, 43), y un tercero de dichos conjuntos (49, 48) que se proporciona para recibir y extrudir hacia atrás una pieza en bruto formada en dicho segundo conjunto (47, 46), y por que los conjuntos están configurados y dispuestos para producir colectivamente una pieza en bruto intermedia que tenga tres superficies cilíndricas interiores escalonadas que se extienden axialmente (17, 19, 21) entre un extremo abierto y un extremo efectivamente cerrado del tubo en bruto, estando un diámetro pequeño de una de dichas superficies cilíndricas (17) adyacente al extremo efectivamente cerrado y estando una grande de dichas superficies cilíndricas (21) adyacentes al extremo abierto.

5. Un kit como se expone en la reivindicación 4, que incluye un punzón de estirado (24), estando los conjuntos de punzones y troqueles (44, 43, 47, 46, 48) construidos y dispuestos para formar una pieza en bruto previamente estirada con un tubo cilíndrico escalonado interior con escalones (17, 19, 21) entre extrusiones sucesivas hacia atrás que están estrechamente adyacentes o en contacto con el exterior del punzón de estirado (24) cuando el punzón de estirado está asentado en dicha pieza en bruto previamente estirada.