KR20130038363A - Contoured thickness blank for ammunition cartridges - Google Patents
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Abstract
오스테나이트 스테인레스강 탄약 카트리지(12)는 외부 영역(16) 및 베이스를 포함하고, 외부 영역(16)은 베이스의 두께의 약 50% 내지 80%이고, 이는 카트리지를 형성하기 위해 요구되는 측벽 아이어닝을 최소화하는 기능을 한다. 카트리지 블랭크(10)는 스핀 성형, 압축 성형, 연삭 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 블랭크(10)를 형성하기 위한 툴링(76)은 적어도 한 쌍의 블록(80) 및 인서트(78)를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 인서트는 중앙에 위치된 구멍(82)을 형성한다.The austenitic stainless steel ammunition cartridge 12 comprises an outer region 16 and a base, the outer region 16 being about 50% to 80% of the thickness of the base, which is the sidewall ironing required to form the cartridge. Minimize the function. The cartridge blank 10 may be formed by spin molding, compression molding, grinding or a combination thereof. The tooling 76 for forming the blank 10 may comprise at least a pair of blocks 80 and inserts 78, the at least one insert forming a centrally located hole 82.
Description
우선권preference
본 출원은 그 개시 내용이 본 명세서에 참조로서 포함되어 있는 발명의 명칭이 "탄약 카트리지용 윤곽 형성된 두꺼운 블랭크(CONTOURED THICKNESS BLANK FOR AMMUNITION CARTRIDGES)"인 2010년 7월 14일 출원된 미국 가특허 출원 제 61/364,263호를 우선권 주장한다.This application is directed to US Provisional Patent Application, filed Jul. 14, 2010, entitled "CONTOURED THICKNESS BLANK FOR AMMUNITION CARTRIDGES," the disclosure of which is incorporated herein by reference. 61 / 364,263 claims priority.
탄약(ammunition)은 탄환(bullet), 화약(gunpowder) 및 뇌관(primer)을 각각 패키징하는, 통상적으로 황동으로 제조된 금속 케이스 또는 카트리지를 포함한다. 충전된 카트리지는 화기(firearm)의 발사 챔버에 정확하게 끼워지도록 형성된다.Ammunition includes a metal case or cartridge, typically made of brass, that packages bullets, gunpowders, and primers, respectively. The filled cartridge is shaped to fit correctly in the firing chamber of the firearm.
이러한 황동 카트리지의 제조는 일반적으로 헤비 게이지(heavy gauge) 황동의 컵을 어닐링하는 것과, 카트리지의 최종 형상으로 다단 프레스 장치를 통해 컵을 딥 드로잉(deep drawing)하는 것을 포함하는 것으로 알려져 있다. 황동을 위한 프로세스는 인발(drawing) 중에 카트리지 측벽의 아이어닝(ironing) 및 베이스에 대해 벽을 테이퍼지게 하기 위한 재인발(re-drawing) 프로세스를 추가로 포함하고, 다수의 중간 어닐링이 딥 드로잉 프로세스 사이에 수행된다.The manufacture of such brass cartridges is generally known to include annealing cups of heavy gauge brass and deep drawing the cups through a multi-stage press apparatus into the final shape of the cartridge. The process for brass further includes a re-drawing process for tapering the wall against the base and ironing of the cartridge sidewalls during drawing, with a number of intermediate annealing being a deep drawing process. Is performed in between.
충분히 낮은 가공 경화율 및 낮은 마찰력을 갖는 황동은 다중 어닐링 및 측벽 아이어닝 프로세스와 함께 사용 가능하고, 헤비 측벽 아이어닝을 포함하는 이러한 딥 드로잉 프로세스에 적합하다. 강은 반대로, 높은 가공 경화율, 높은 강도 및 높은 마찰력과 같은 특성을 갖는다. 이들 특성은 밀림(galling) 및 스코어링(scoring) 문제점을 유도할 수 있고, 이들 문제점은 통상적으로 감소된 다이 수명을 초래하고 반복된 재인발 및 어닐링 단계 중에 헤비 측벽 아이어닝 어렵고 일반적으로 실행 가능하지 않게 한다. 또한, 탄소강이 카트리지를 형성하는데 사용되고 있지만, 이러한 카트리지는 녹을 방지하기 위해 왁싱 또는 보호 코팅의 도포를 포함한다.Brasses with sufficiently low work hardening rates and low frictional forces can be used with multiple annealing and sidewall ironing processes and are suitable for such deep drawing processes that include heavy sidewall ironing. Steel, on the other hand, has such properties as high work hardening rate, high strength and high frictional force. These characteristics can lead to galling and scoring problems, which typically result in reduced die life and are difficult and generally not viable for heavy sidewall ironing during repeated redrawing and annealing steps. do. In addition, although carbon steel is used to form cartridges, such cartridges include the application of waxing or protective coatings to prevent rust.
명세서는 본 발명을 구체적으로 교시하고 명백하게 청구하고 있는 청구항으로 귀결되어 있지만, 본 발명은 유사한 도면 부호가 동일한 요소를 식별하고 있는 첨부 도면과 함께 취한 특정 예의 이하의 설명으로부터 더 양호하게 이해될 수 있을 것이다.The specification has resulted in a claim that specifically teaches and expressly claims the invention, but the invention may be better understood from the following description of specific examples taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals identify the same elements. will be.
도 1은 제 1 상태에서 본 발명의 예에 따른 탄약 카트리지 블랭크의 단면도.
도 2는 제 2 성형된 카트리지 상태에서 도 1의 탄약 카트리지 블랭크의 단면도.
도 3은 예시적인 스핀 성형 작업의 입면도.
도 4는 다른 예시적인 스핀 성형 작업의 입면도.
도 5는 예시적인 압축 성형 작업의 입면도.
도 6은 대안적인 예시적인 압축 성형 작업을 위한 다이의 입면도.
도 7은 예시적인 연삭 작업의 입면도.
도 8은 또 다른 예시적인 스핀 성형 작업의 입면도.
도 9는 예시적인 플런저 및 플런저를 경유하여 형성된 원통형 카트리지의 입면도.
도 10은 예시적인 툴링(tooling)의 분해 사시도.1 is a cross-sectional view of an ammunition cartridge blank according to an example of the invention in a first state;
FIG. 2 is a sectional view of the cartridge cartridge blank of FIG. 1 in a second molded cartridge state; FIG.
3 is an elevation view of an exemplary spin forming operation.
4 is an elevation view of another exemplary spin forming operation.
5 is an elevation view of an exemplary compression molding operation.
6 is an elevation view of a die for an alternative exemplary compression molding operation.
7 is an elevation view of an exemplary grinding operation.
8 is an elevation view of another exemplary spin forming operation.
9 is an elevation view of an exemplary plunger and a cylindrical cartridge formed via a plunger.
10 is an exploded perspective view of exemplary tooling.
도면은 임의의 방식으로 한정되도록 의도되는 것은 아니고, 본 발명의 다양한 실시예는 도면에 반드시 도시되어 있지 않은 것들을 포함하여 다양한 다른 방식으로 수행될 수 있다는 것이 고려된다. 명세서에 합체되어 그 부분을 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 다수의 양태를 도시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 하지만, 본 발명은 도시된 정확한 배열에 한정되는 것은 아니라는 것이 이해된다.The drawings are not intended to be limited in any way, and it is contemplated that various embodiments of the invention may be performed in a variety of other ways, including those not necessarily shown in the drawings. The accompanying drawings, which are incorporated in and form a part of the specification, illustrate many aspects of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention, but the invention is not limited to the precise arrangements shown. I understand.
본 발명의 특정 예의 이하의 설명은 본 발명의 범주를 한정하도록 사용되어서는 안된다. 본 발명의 다른 예, 특징, 양태, 실시예 및 장점은 이하의 설명으로부터 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다. 실현될 수 있는 바와 같이, 본 발명은 모두 본 발명으로부터 벗어나지 않고 다른 상이한 명백한 양태가 가능하다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 한정이 아니라 본질적으로 예시적인 것으로서 간주되어야 한다.
The following description of specific examples of the invention should not be used to limit the scope of the invention. Other examples, features, aspects, embodiments and advantages of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following description. As can be realized, the invention is capable of other different and obvious aspects, all without departing from the invention. Accordingly, the drawings and detailed description are to be regarded as illustrative in nature and not as restrictive.
블랭크Blank
도 1은 제 1 상태에서 예시적인 카트리지 블랭크(10)를 도시하고, 도 2는 예를 들어 제 1 인발 작업 후에 원통형 형상으로 인발된 카트리지(12)로서 제 2 상태에서 도시되어 있다. 이하에 더 설명되는 바와 같이 제 1 상태로 형성된 예시적인 윤곽 형성된 두꺼운 블랭크(10)는 중앙 버튼(14) 및 외부 영역(16)을 갖는 것으로서 도 1에 도시되어 있다. 더 두꺼운 중앙 버튼(14)이 제 2 상태에서 원통형 카트리지의 베이스가 된다. 외부 영역(16)은 버튼(14)의 두께의 최소 50%로 감소되어, 카트리지(12)를 원통형 형태로 인발할 때 측벽 아이어닝의 최소화를 허용한다. 도 2에 도시된 바와 같이 그리고 이하에 설명된 바와 같이, 도 1의 버튼(10)은 도 2의 카트리지(12)를 형성하도록 더 프로세싱되어, 버튼(14)이 원통형 카트리지(12)의 베이스(18)가 되게 된다.1 shows an exemplary cartridge blank 10 in a first state, and FIG. 2 is shown in a second state, for example as a
블랭크(10)는 이에 한정되는 것은 아니지만 오스테나이트 스테인레스강을 포함하는 금속으로 형성될 수 있다. 오스테나이트 스테인레스강은 당 기술 분야의 숙련자들에게 공지되어 있다. 이는 1차 상으로서 오스테나이트를 갖는 크롬과 니켈을 포함하는 합금이다. 이 합금은 다른 강과 비교할 때 높은 연성, 낮은 항복 응력 및 높은 인장 강도를 나타낸다. 오스테나이트 스테인레스강 조성은 예를 들어 중량 퍼센트로 0.045% 이하의 C, 0.60% 이하의 Si, 약 0.03% 내지 0.06%의 N2, 약 1.0% 내지 약 1.4%의 Mn, 약 17.2% 내지 약 17.8%의 Cr, 약 3.1% 내지 약 3.4%의 Cu, 약 8.1% 내지 약 8.4%의 Ni, 0.035% 이하의 P, 0.002% 이하의 S 및 0.4% 이하의 Mo를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 오스테나이트 스테인레스강 조성은 예를 들어 중량 퍼센트로 대략 0.035%의 C, 0.45%의 Si, 0.045%의 N2, 1.2%의 Mn, 17.5%의 Cr, 3.25%의 Cu, 8.25%의 Ni, 낮은 중량 퍼센트의 각각의 P 및 S 및 0.2%의 Mo를 포함할 수도 있다. 전술된 조성은 이하의 표 1에 나타내고, 여기서 M=최대량이다.The blank 10 may be formed of a metal including, but not limited to, austenitic stainless steel. Austenitic stainless steels are known to those skilled in the art. It is an alloy comprising chromium and nickel having austenite as the primary phase. This alloy exhibits high ductility, low yield stress and high tensile strength when compared to other steels. The austenitic stainless steel composition can be, for example, by weight percent of up to 0.045% C, up to 0.60% Si, from about 0.03% to 0.06% N 2 , from about 1.0% to about 1.4% Mn, from about 17.2% to about 17.8 % Cr, about 3.1% to about 3.4% Cu, about 8.1% to about 8.4% Ni, up to 0.035% P, up to 0.002% S and up to 0.4% Mo. Alternatively, the austenitic stainless steel composition may be, for example, in weight percent of approximately 0.035% C, 0.45% Si, 0.045% N 2 , 1.2% Mn, 17.5% Cr, 3.25% Cu, 8.25% Of Ni, low weight percent of P and S, respectively, and Mo of 0.2%. The above-mentioned composition is shown in Table 1 below, where M = maximum amount.
.06.03 /
.06
1.41.0 /
1.4
17.817.2 /
17.8
3.43.1 /
3.4
8.48.1 /
8.4
냉간 압연 및 어닐링된 조건에서, 이러한 오스테나이트 스테인레스강은 0.2% 항복 강도 = 31.5 ksi(217.2 MPa), 최대 인장 강도(UTS) = 77.5 ksi(534.3 MPa), 파괴시 총 연신율(2"의 원래 게이지 길이에 기초하여) = 52.5% 및 n-값(Ult.에 대한 10%) = 0.404 및 68 HRBW의 경도를 포함하는 기계적 특성을 포함할 수 있다. 이러한 특성은 ASTM E 8 및 A 370에 따라 수행된 표준 단축 인장 시험으로부터 구해질 수 있다. n-값 또는 가공 경화 지수는 동시에 얻어지지만, 결정 방법은 ASTM E646 하에서 커버된다. 이하에 설명된 예에서 시험된 재료 및 전술된 오스테나이트 스테인레스강은 예를 들어 용융되고, 약 2250℉(1232.2℃) 내지 약 2320℉(1271.1℃)로 열간 압연되고, 약 1950℉(1065.6℃) 내지 약 2000℉(1093.3℃)로 스트립 어닐링되고, 냉간 압연되고, 마지막으로 약 1950℉(1065.6℃)에서 어닐링될 수 있다.Under cold rolled and annealed conditions, these austenitic stainless steels have 0.2% yield strength = 31.5 ksi (217.2 MPa), maximum tensile strength (UTS) = 77.5 ksi (534.3 MPa), total elongation at break (2 "original gauge) Based on length) = 52.5% and n-value (10% for Ult) = 0.404 and 68 HRBW, including mechanical properties, such properties performed according to ASTM E 8 and A 370. The n-value or work hardening index can be obtained simultaneously, but the determination method is covered under ASTM E646. The materials tested in the examples described below and the austenitic stainless steels described above are examples. For example, melted, hot rolled from about 2250 ° F. (1232.2 ° C.) to about 2320 ° F. (1271.1 ° C.), strip annealed from about 1950 ° F. (1065.6 ° C.) to about 2000 ° F. (1093.3 ° C.), cold rolled, and finally Can be annealed at about 1950 ° F. (1065.6 ° C.). .
블랭크는 당 기술 분야에 공지된 임의의 방법에 의해 준비될 수 있다. 도 3 내지 도 7은 그 제 1 상태에서 블랭크(10)를 준비하기 위한 방법을 도시한다. 이들의 제 1 상태에서, 블랭크는 외부 영역(16)이 중앙 버튼(14)의 두께의 약 50% 내지 80% 사이의 범위의 두께를 갖도록 버튼(14)을 둘러싸는 외부 영역(16)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 측벽(20)은 약 0.015(0.381 mm) 내지 0.025 인치(0.635 mm)의 범위일 수 있고, 베이스(18)는 측벽 두께보다 큰 두께를 가질 수 있다. 이러한 더 큰 비교 두께는 도 1의 제 1 상태로부터 외부 영역(16)이 측벽(20)을 형성하는 도 2의 제 2 상태로 외부 영역(16)을 위치시키기 위해 성형 프로세스 중에 최소 아이어닝을 필요로 한다. 다른 예에서, 블랭크는 외부 영역(16)이 중앙 버튼(14)의 두께의 약 50% 내지 60% 사이의 범위의 두께를 갖도록 버튼(14)을 둘러싸는 외부 영역(16)을 포함할 수 있다.The blank can be prepared by any method known in the art. 3 to 7 show a method for preparing the blank 10 in its first state. In their first state, the blank comprises an
블랭크는 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 스핀 성형될 수 있다. 도 3을 참조하면, 압연기의 아암(22)은 샤프트(24) 및 헤드(26)를 포함할 수 있고, 샤프트(24)의 각각의 종축(A) 둘레로 회전할 수 있다. 각각의 헤드(26)는 일반적으로 사다리꼴 형상이지만, 다른 형상이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 수 있다. 헤드(26)는 제 1 일반적으로 수평 블랭크 접촉 표면(28), 대향 제 2 표면(30) 및 제 1 및 제 2 표면(28, 30)의 각각의 단부에서 이들 사이에 배치된 제 3 및 제 4 표면(32, 34)을 포함한다. 제 3 및 제 4 표면(32, 34)은 일반적으로 서로 평행하고, 축(A)은 제 3 및 제 4 표면(32, 34)에 실질적으로 수직이다.The blank may be spin formed as shown in FIG. 3 or 4. Referring to FIG. 3, the
블랭크(10)는 기계 접촉 표면(36) 및 대향 밑면(38)을 포함한다. 표면(36, 38)은 서로 일반적으로 평행하게 배치된다. 블랭크(10)는 헤드 접촉 표면(36)에 실질적으로 수직인 중심축(B)을 포함한다. 회전 아암(22)의 헤드(26)의 블랭크 접촉 표면(28)이 블랭크(10)의 기계 접촉 표면(36)에 대해 작동하여 버튼(14) 및 외부 영역(16)을 형성하도록 압연기의 하나 이상의 아암(22)이 각각의 종축(A) 둘레로 회전하는 동안 블랭크(10)는 중심축(B) 둘레에서 회전하고, 버튼(14)은 외부 영역(16)보다 큰 두께를 갖는다. 대안적으로, 아암(22)은 블랭크(10)가 정지 상태로 유지되는 동안 회전할 수도 있다.The blank 10 includes a
대안적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 압연기는 종축(C)을 갖는 샤프트(42)와, 예를 들어 화살표(D)의 방향으로 도시된 바와 같이 샤프트(42)의 종축(C) 둘레로 회전 가능한 환형 아암(44)을 포함할 수 있다. 블랭크(10)는, 이 예시적인 버전에서 블랭크(10)가 중심축(B) 둘레로 회전하는 동안 회전 아암(44)의 부분이 블랭크(10)의 기계 접촉 표면(36)에 대해 작동할 때, 전술된 바와 같이 버튼(14) 및 외부 영역(16)을 포함하도록 형성된다. 대안적으로, 아암(44)은 블랭크(10)가 정지 상태로 유지되는 동안 회전할 수도 있다.Alternatively, as shown in FIG. 4, the rolling mill has a
블랭크는 냉간 성형, 온간 성형(warm forming), 열간 성형 또는 직선 압축 부하 하에서 단조에 의해 압축 성형될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 블랭크(10)는 프레스(50)의 하부 블록(48)의 상부면(46) 상에 배치될 수 있다. 프레스(50)의 상부 블록(52)은 제 1 부분(54), 제 2 부분(56) 및 제 3 부분(58)을 포함할 수 있고, 제 2 부분(56)은 제 1 및 제 3 부분(54, 58) 사이에 배치되어 있다. 제 1 및 제 3 부분(54, 58)은 형상이 실질적으로 직사각형 또는 정사각형일 수 있지만, 다른 형상이 본 발명의 범주 내에 있다. 제 1 및 제 3 부분(54, 58)은 화살표(E)의 방향으로 구동될 때 외부 영역(16)을 형성하기 위해 블랭크(10)에 대해 압축하기 위한 실질적으로 선형 밑면을 가질 수 있다. 제 2 부분(56)은 버튼(14)을 형성하기 위해 블랭크(10)에 대해 압축되도록 치수 설정되고 구성된 구멍(66)을 형성하는 벽(60, 62, 64)을 포함한다. 프레스의 2개의 반부는 블랭크(10)를 형성하기 위해 당 기술 분야에 공지된 방식으로 함께 조합된다.The blank may be compression molded by cold forming, warm forming, hot forming or forging under linear compression load. As shown in FIG. 5, the blank 10 may be disposed on the
또한, 프로세스는 3-다이 압축 툴링 디자인을 사용하는 것을 수반할 수도 있다. 제 1 및 제 2 다이는 상부 프레스의 하부면이 도 6에 도시된 바와 같이 하부 프레스의 상부면에 대해 각형성될 수 있는 것을 제외하고는, 도 5에 도시된 바와 유사하게 보일 수 있다. 예를 들어, 도 5는 상부 프레스와 하부 프레스 사이의 편평한 평행 표면을 도시한다. 도 6은 상부 프레스와 하부 프레스 사이에 비평행 표면을 갖는 다이를 도시한다. 제 1 다이는 예를 들어 도 6에 가상선으로 도시된 바와 같이, 하부 프레스(126)를 위한 편평한 상부면(124)을 포함할 수 있다. 제 1 다이는 부가적으로 각도(N)에서 하부 프레스(126)의 편평한 상부면(124)에 대해 각형성된 상부 프레스(130)를 위한 각형성된 하부면(128)을 포함할 수 있다. 각도(N)는 예를 들어 1도일 수 있어, 2개의 프레스가 압축 상태에 있을 때 상부 프레스의 각형성된 하부면의 외부 단부가 하부 프레스의 상부면으로부터 약 0.018"(0.46 mm) 제거되게 된다. 대안적으로, 각도(N)는 약 0.1도 내지 약 5도의 범위에 있을 수 있다. 제 1 및 제 2 다이를 경유하여 견고한 2개의 성형 스테이지에 추가된 기울기는 예를 들어 하부 프레스의 상부면에 대해 상부 프레스의 하부면의 전술된 각형성에 의해 재료가 더 점진적으로 이동되어 외향으로 강제될 수 있기 때문에 외향으로의 블랭크 재료의 흐름을 보조한다.The process may also involve using a three-die compression tooling design. The first and second dies may look similar to that shown in FIG. 5, except that the lower surface of the upper press may be angled relative to the upper surface of the lower press as shown in FIG. 6. For example, FIG. 5 shows a flat parallel surface between the upper press and the lower press. 6 shows a die having a non-parallel surface between the upper press and the lower press. The first die may include a flat
대안적으로, 도 7에 도시된 바와 같은 예시적인 연삭 작업이 블랭크(10)를 형성하는데 사용될 수 있다. 블랭크(10)는 하향력(F)에 의해 블록(68)을 하강시키도록 흡인 또는 진공 유지될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 아암(70)은 샤프트(74)가 관통 연장하는 중앙 구멍(72)을 포함한다. 샤프트(74)는 그 둘레로 샤프트(74)가 화살표(H)의 방향으로 회전하는 실질적으로 수평 종축(G)을 포함한다. 예를 들어 서로 맞물린 기어 메커니즘(도시 생략)을 경유하는 이러한 회전은 샤프트(74)의 종축(G)에 실질적으로 수직인 방향에서 화살표(I)에 의해 도시된 바와 같이 상부 및 하부 수직 이동을 실행할 수 있다. 대안적으로, 샤프트(74)는 아암(70)의 유사한 이동을 실행하기 위해 축(G)에 실질적으로 수직인 방향으로 비회전식으로 이동할 수 있다. 아암(70)은 블랭크(10)가 예를 들어 화살표(J)의 방향으로 중심축(B) 둘레로 회전함에 따라 외부 영역(16)을 생성하기 위해 블랭크(10)에 대해 연삭하기 위한 위치로 이동된다. 부가적으로 그리고/또는 대안적으로, 아암(70)은 회전 가능하거나 회전 불가능할 수 있는 블랭크(10)에 대해 연삭하면서 하향 스트로크를 실행할 수 있다.Alternatively, an exemplary grinding operation as shown in FIG. 7 can be used to form the blank 10. The blank 10 may be aspirated or vacuumed to lower the block 68 by the downward force (F). As shown in FIG. 7, the
대안적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 블랭크는 스핀 성형 작업을 경유하여 원통형 카트리지 내로 직접 형성될 수 있다. 예를 들어, 대략적으로 0.06"(1.524 mm) 두께인 블랭크(100)와 같은 편평한 블랭크가 원통형 형상으로 하부 지지체(102) 상에 스핀 성형될 수 있다. 스피닝 기계(104)는 함께 샤프트 및 아암 조립체(110)를 형성하는, 샤프트(106) 및 샤프트(106)로부터 연장하는 아암(108)을 포함할 수 있다. 샤프트 및 아암 조립체(110)는 샤프트 및 아암 조립체(110)의 종축(K) 둘레로 회전할 수 있고, 블랭크(100)는 도 7에 도시된 바와 같이 정지 상태로 유지될 수 있고 또는 블랭크(100)의 종축 둘레로 동시에 회전할 수 있다. 샤프트 및 아암 조립체(110)는 도 7에 가상선으로 도시된 원통형 카트리지(114)의 측벽(112)을 형성하기 위해 화살표(L)의 방향으로 하향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 블랭크(110)의 외부 영역(116)은 측벽(112)을 형성하기 위해 화살표(M)의 방향으로 하향으로 형성될 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 8, the blank may be formed directly into the cylindrical cartridge via a spin forming operation. For example, a flat blank, such as a blank 100 that is approximately 0.06 "(1.524 mm) thick, may be spin formed on the
대안적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 하부폭보다 작은 상부폭을 갖는 윤곽 형성된 플런저(118)는 최종 카트리지 형상에서 요구되는 원통형 카트리지(122)의 길이(120)를 따른 두께 편차를 허용하는데 사용될 수 있다. 프로세스는 원통형 형상을 생성하기 위해 부가의 중간 단계를 필요로 하지 않는 단일 작업으로 수행될 수 있고, 이는 예를 들어 3개 내지 4개의 중간 어닐링 단계를 배제할 수 있다. 부가적으로, 간단한 윤곽 형성된 편평한 블랭크로부터 원통형 형상을 형성하기 위해 다른 경우에 요구되는 3개의 초기 인발 작업은 이하에 설명되는 바와 같이 배제될 수 있다. 선택적으로, 중앙 버튼은 약 0.04"(1.016 mm) 두께에서 약 0.020"(0.508 mm) 두께의 원형 플랫으로 브레이징될 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 9, the contoured
대안적으로, 블랭크를 형성하기 위한 툴링(76)이 사용될 수 있다. 이러한 툴링은 도 10에 도시된 바와 같이 인서트(78) 및 블록(80)을 포함한다. 인서트(78)는 예를 들어 D-2 공구강으로 제조될 수 있고, 2"(50.8 mm) 직경, 3/8"(9.525 mm) 두께인 중앙 플레이트를 갖고, 61 HRC의 경도를 가질 수 있다. 블록(80)은 예를 들어 O-6 공구강으로 제조될 수 있고, 59 HRC의 경도를 가질 수 있다. 인서트(78) 중 적어도 하나는 그를 통해 연장하는 중앙 구멍(82)을 포함할 수 있다. 중앙 구멍(82)은 예를 들어 0.5" 직경일 수 있다. 블록(80)은 블록(01)의 블라인드 보어(86) 내에 수용을 위해 구성된 가이드 핀(84)을 포함할 수 있지만, 가이드 핀(84)은 블록(80) 내에 형성되어 그를 통해 연장하는 구멍 내에 수용을 위해 구성될 수 있다.Alternatively, tooling 76 to form the blank may be used. This tooling includes
대안적인 예시적인 툴링은 극단적인 인성을 필요로 하는 용례를 위해 사용 가능한 5% 크롬 열간 가공 공구강인, 미국 팬실배니아주 19610-1339 메리디언 불러바드 2 소재의 카펜터 테크놀로지 코포레이션(CARPENTER TECHNOLOGY CORPORATION)에 의해 제조된 카펜터(Carpenter) 883(타입 H15) 공구강으로부터 제조된다. 예를 들어, 타입 H15 공구강은 열간 성형 및/또는 단조에 사용되는 능력을 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 강 공구에 의해, 성형은 정적 부하 하에서 실온에서 수행될 수 있다. 옵션은 다이 및 재료를 가열하려는 시도를 위해 툴링을 구비한다. 그러나, 타입 H15 공구는 툴링이 로딩면에 대한 균열 및 왜곡에 저항하기 때문에(즉, 표면이 편평하고 평행하게 유지됨) 냉간 성형에 대해 양호하게 수행된다.Alternative exemplary toolings are manufactured by CARPENTER TECHNOLOGY CORPORATION, Meridian Boulevard, 19610-1339 Meridian Boulevard, Pa., 5% chrome hot working tool steel available for applications requiring extreme toughness. Carpenter 883 (type H15) tool steel. For example, type H15 tool steels are known to have the ability to be used for hot forming and / or forging. With this steel tool, molding can be performed at room temperature under static load. Options include tooling for attempts to heat the die and material. However, type H15 tools perform well for cold forming because the tooling resists cracking and distortion on the loading surface (ie the surface remains flat and parallel).
이러한 툴링을 위한 임의의 형상은 본 명세서의 교시의 견지에서 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 수 있는 바와 같이 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 툴링은 적절하게 치수 설정된 블랭크를 생성하도록 치수 설정된 원통형 블록을 포함할 수 있다. 대안적인 예시적인 툴링은 0.55% 탄소, 3.25% 크롬 및 1.4% 몰리브덴을 갖는 공기 경화 등급 공구강인 S-7을 포함할 수 있다. 임의의 공구강은 비용 및 원하는 제조 수명과 같은 팩터에 기초하여 본 명세서의 교시의 견지에서 당 기술 분야의 숙련자들에 명백할 수 있는 바와 같이 사용될 수 있다.Any shape for such tooling may be used as may be apparent to those skilled in the art in light of the teachings herein. For example, such tooling can include cylindrical blocks dimensioned to produce suitably dimensioned blanks. Alternative exemplary tooling may include S-7, an air hardened grade tool steel having 0.55% carbon, 3.25% chromium and 1.4% molybdenum. Any tool steel may be used as may be apparent to those skilled in the art in light of the teachings herein based on factors such as cost and desired manufacturing life.
전술된 툴링은 열처리될 수 있다. 전술된 타입 H15 툴링과 같은 예시적인 툴링을 열처리하는 방법은 스테인레스강 백(bag) 내에 공구 또는 툴링을 밀봉하는 것을 포함한다. 백은 어닐링 프로세스 중에 툴링의 표면 산화를 최소화한다. 툴링은 스테인레스강 백과 같은 커버 또는 보호 홀더를 경유하여 어닐링 중에 물리적으로 또는 제어된 환경을 경유하여 화학적으로 어닐링 중에 산화로부터 보호되어야 한다. 예를 들어, 제어된 환경에서, 백은 필수적이지 않을 것이다.The tooling described above may be heat treated. Exemplary methods of heat treating tooling, such as the type H15 tooling described above, include sealing the tool or tooling in a stainless steel bag. The bag minimizes surface oxidation of the tooling during the annealing process. The tooling must be protected from oxidation during annealing chemically via a physical or controlled environment during annealing via a cover or protective holder such as a stainless steel bag. For example, in a controlled environment, the bag will not be necessary.
공구강을 포함하는 백은 4시간 동안 1400℉(760℃)에서 노 내에 직접 배치되고, 50℉(10℃)/hour 증분에서 1400℉(760℃)로부터 1850℉(1010℃)로 가열되고, 6시간 동안 1850℉(1010℃)에서 유지된다. 백은 이어서 노로부터 제거되고 650℉(343.3℃)로 공냉되었다. 650℉(343.3℃)에서, 백은 노 내에 배치되고 50℉(10℃)/hour 증분으로 200℉(93.3℃)로 냉각되고, 이어서 120℉(48.9℃)로 한번 더 공냉되었다. 6시간 동안 1000℉(537.8℃)에서 노 내에 툴링을 배치하고 이어서 실온으로 공냉함으로써 템퍼링이 발생한다. 마지막으로, 툴링의 표면은 연마된다.The bag containing the tool steel was placed directly in the furnace at 1400 ° F. (760 ° C.) for 4 hours, heated from 1400 ° F. (760 ° C.) to 1850 ° F. (1010 ° C.) in 50 ° F. (10 ° C.) / Hour increments, 6 It is kept at 1850 ° F. (1010 ° C.) for a time. The bag was then removed from the furnace and air cooled to 650 ° F. (343.3 ° C.). At 650 ° F. (343.3 ° C.), the bags were placed in a furnace and cooled to 200 ° F. (93.3 ° C.) in 50 ° F. (10 ° C.) / Hour increments, and then air cooled once more to 120 ° F. (48.9 ° C.). Tempering occurs by placing the tooling in the furnace at 1000 ° F. (537.8 ° C.) for 6 hours and then air cooling to room temperature. Finally, the surface of the tooling is polished.
중앙 구멍을 포함하는 구멍과 관련하여, 블록의 경도는 약 54 HRC 내지 63 HRC의 범위에 있을 수 있고, 중앙 구멍이 없으면 경도는 약 48 내지 49일 수 있다. 일반적으로, 경도가 증가함에 따라, 강도도 증가하지만, 재료는 또한 더 취성이 된다. 경도에 기초하는 추정된 항복 강도는 약 200 ksi(1378.9 MPa) 내지 220 ksi(1516.8 MPa)의 범위에 있을 수 있다.With regard to the hole including the central hole, the hardness of the block may be in the range of about 54 HRC to 63 HRC, and the hardness may be about 48 to 49 without the central hole. In general, as the hardness increases, the strength also increases, but the material also becomes more brittle. The estimated yield strength based on the hardness may be in the range of about 200 ksi (1378.9 MPa) to 220 ksi (1516.8 MPa).
중간 어닐링 단계를 갖는 툴링의 사용이 이하의 예에 제시되어 있지만, 블랭크 상에 가공 작업을 시작한 후에 임의의 추가의 어닐링 단계가 없는 어닐링된 블랭크의 사용이 본 발명의 범주 내에 있다.
While the use of tooling with intermediate annealing steps is shown in the examples below, the use of annealed blanks without any further annealing steps after starting machining operations on the blanks is within the scope of the present invention.
카트리지 내로의 블랭크의 예시적인 성형Exemplary Molding of Blanks into Cartridge
도 1의 블랭크(10)는 도 2의 원통형 카트리지(12)로서 도시된 제 2 상태로 그리고 다수의 인발 감소 후에 최종 원통형 형상으로 형성될 수 있어, 예를 들어 최종 직선벽 실린더 치수를 얻는다. 예를 들어, 0.01"(0.254 mm) 두께에서 2"(50.8 mm)의 직경을 갖는 블랭크에 대해 전술된 바와 같은 조성을 갖는 오스테나이트 스테인레스강에 수행된 가공은 순차적인 성형 스테이지에서 이하의 결과, 즉 (1) 1.7의 인발비 및 1.17"(29.72 mm)의 직경, (2) 1.33의 인발비 및 0.88"(22.35 mm)의 직경, (3) 1.33의 인발비 및 0.665"(16.89 mm)의 직경, (4) 1.33의 인발비 및 0.500"(12.7 mm)의 직경 및 (5) 1.32의 인발비 및 0.378"(9.60 mm)의 직경을 가질 수 있다. 전술된 바와 같은 인발 감소는 각각의 성형 스테이지 후에 초기 직경을 최종 직경으로 나눈 값에 동일하다. 이러한 5단 순차적인 감소는 예를 들어, 전술된 바와 같이 특정 오스테나이트 스테인레스강이 성형 단계 사이에서 중간 어닐링을 필요로 하지 않을 수도 있는 것을 제외하고는, 황동 카트리지의 인발에 대한 기술 분야의 숙련자들에게 공지되어 있다. 5단 프로세스가 설명되어 있지만, 더 공격적인 4단 프로세스를 사용하고 감소 중 하나를 배제하는 것이 본 발명의 범주 내에 있고, 이는 각각의 스테이지 후에 2, 1.4, 1.4 및 1.33의 인발비를 야기할 수 있다.The blank 10 of FIG. 1 can be formed in the second state shown as the
부가의 요구된 성형 작업은 (1) 감소된 네크 직경을 형성하기 위한 작업, (2) 카트리지 림을 형성하기 위한 작업 및 (3) 예를 들어 뇌관 캡을 수용하도록 구성된 림 내의 영역을 생성하기 위한 작업을 포함한다. 사용된 성형 작업은 본 명세서의 교시의 견지에서 명백할 것인 당 기술 분야의 숙련자들에게 공지된 것들일 수 있다.
Additional required molding operations include (1) forming a reduced neck diameter, (2) forming a cartridge rim, and (3) creating an area within the rim configured to receive a primer cap, for example. Includes work. Molding operations used may be those known to those skilled in the art that will be apparent in light of the teachings herein.
예Yes
이하의 예에 설명된 블랭크는 사전 어닐링되었다. 초기 블랭크는 50% 내지 60% 냉간 감소에 이어서 완전 어닐링을 통해 진행하는 재료로부터 형성되었다.
The blanks described in the examples below were preannealed. The initial blank was formed from the material going through 50% to 60% cold reduction followed by full annealing.
예 1Example 1
성형 프레스는 예를 들어 더 고차 탄소강보다 낮은 가공 경화를 갖는 낮은 강도를 갖고 약 0.05 내지 0.15 C의 범위를 갖는 성형이 용이한 저탄소강에 시도되었다. 600 Kip(2668.9 kN) 티니우스 올센(Tinius Olsen) 유니버설 시험기 및 경화 블록이 예를 들어 초기에 원래 2.06"(52.32 mm) 직경 및 0.04"(1.02 mm) 두께를 갖는 블랭크를 갖는 저탄소강에서 시험을 수행하는데 사용되었다. 100 Kip(444.8 kN)에서 시작하여, 블랭크는 50 Kip(222.4 kN) 증분으로 로딩되어 최종 블랭크가 2.22"(56.39 mm) 직경 및 0.021"(0.53 mm) 두께를 갖는 에지로 점진적인 테이퍼를 갖는 중심부에서 0.031"(0.79 mm) 두께를 갖게 되었다. 1.53"(38.86 mm)의 직경을 갖는 소형의 블랭크가 이어서 동일한 힘에 대해 더 높은 압축 응력을 얻기 위해 시험되었다. 소형 블랭크에 대한 최종 직경은 1.70"(43.18 mm)였고, 최종 중심 두께는 0.0307"(0.78 mm)였고, 최종 에지 두께는 0.016"(0.41 mm)였다.
Molding presses have been attempted on low carbon steels that are easy to mold, for example, having low strength with lower work hardening than higher order carbon steels and having a range of about 0.05 to 0.15 C. The 600 Kip (2668.9 kN) Tinius Olsen universal tester and hardening block were initially tested in low carbon steel, for example, initially with a blank with a 2.06 "(52.32 mm) diameter and a 0.04" (1.02 mm) thickness. Was used to perform. Starting at 100 Kip (444.8 kN), the blank is loaded in 50 Kip (222.4 kN) increments so that the final blank has a gradual taper to the edge with a 2.22 "(56.39 mm) diameter and 0.021" (0.53 mm) thickness. It had a thickness of 0.031 "(0.79 mm). A small blank with a diameter of 1.53" (38.86 mm) was then tested to obtain higher compressive stress for the same force. The final diameter for the small blank was 1.70 "(43.18 mm), the final center thickness was 0.0307" (0.78 mm), and the final edge thickness was 0.016 "(0.41 mm).
예 2Example 2
ASTM 사양 T301 스테인레스강 블랭크가 형성되었다. T301 스테인레스강 블랭크는 전술된 오스테나이트 스테인레스강 조성에 더 근접한 기계적 특성을 가졌지만, T301 스테인레스강 블랭크는 더 높은 가공 경화율을 가졌다. T301 스테인레스강 블랭크는 1.53"(38.86 mm)의 원래 직경 및 0.0472"(1.20 mm)의 원래 두께를 가졌다. 100 Kip(444.8 kN) 증분으로 300 Kip(1334.5 kN)으로 진행하여, 1.625"(41.28 mm)의 최종 직경, 0.045"(1.14 mm)의 최종 중심 두께 및 0.039"(0.99 mm)의 최종 1/4 에지 두께가 생성되었다. 경도 블록은 압축 공구로서 사용되었고, 이와 같이 성형되지 않았지만 예를 들어 실질적으로 편평하였다. 경도 블록은 이들이 이 용례에 가장 적합한 경도 범위에 있는 것으로 고려되었기 때문에 사용되었다. 사용된 경도 블록은 42 HRC였고, 성형이 완료된 후에 약간 변형되었다. 이들 블록은 62 HRC의 블록으로 교체되었다. 프로세스는 반복되어, 350 Kip(1556.9 kN)을 로딩하였고, 400 Kip(1779.3 kN)에서 언로딩하였다. 최종 직경은 85 내지 100 HRB의 경도를 갖는 1.64"(41.66 mm)였다. 1825℉(996.1℃)에서 어닐링될 때, 경도는 53 내지 58 HRB로 강하되었다. 400 Kip(1779.3 kN)으로의 최종 로딩 후에, 최종 직경은 1.76"(44.70 mm)였고, 최종 중심 두께는 0.043"(1.09 mm)였고, 최종 에지 두께는 0.030"(0.76 mm)였고, 최종 경도는 90 내지 93 HRB였다. 62 HRC의 경도 블록은 결국 균열되었고, 더 두꺼운 블록이 이러한 균열을 방지할 수 있는 것으로 예측된다. S-7 공구강으로부터 제조되고 최대 2백4십만 lbs(10675.7 kN)의 힘을 발생하는 다른 툴링이 이후에 사용되었고 균열하지 않았다.
ASTM specification T301 stainless steel blank was formed. The T301 stainless steel blank had mechanical properties closer to the austenitic stainless steel composition described above, while the T301 stainless steel blank had a higher work hardening rate. The T301 stainless steel blank had an original diameter of 1.53 "(38.86 mm) and an original thickness of 0.0472" (1.20 mm). Proceed to 300 Kip (1334.5 kN) in 100 Kip (444.8 kN) increments to final diameter of 1.625 "(41.28 mm), final center thickness of 0.045" (1.14 mm) and final 1/4 of 0.039 "(0.99 mm) Edge thicknesses were created Hard blocks were used as compression tools and were not shaped like this but were substantially flat for example Hard blocks were used because they were considered to be in the most suitable hardness range for this application. The hardness block was 42 HRC and slightly deformed after the molding was completed These blocks were replaced with blocks of 62 HRC The process was repeated to load 350 Kip (1556.9 kN) and unload at 400 Kip (1779.3 kN). The final diameter was 1.64 "(41.66 mm) with a hardness of 85-100 HRB. When annealed at 1825 ° F. (996.1 ° C.), the hardness dropped to 53-58 HRB. After the final loading to 400 Kip (1779.3 kN), the final diameter was 1.76 "(44.70 mm), the final center thickness was 0.043" (1.09 mm), the final edge thickness was 0.030 "(0.76 mm), and the final hardness was 90 to 93 HRB Hard blocks of 62 HRC eventually cracked, and thicker blocks are expected to be able to prevent these cracks Manufactured from S-7 tool steel and with a force of up to 2.4 million lbs (10675.7 kN) Another tooling to generate was used afterwards and did not crack.
예 3Example 3
ASTM 사양 T305 스테인레스강 블랭크가 형성되었다. 경도 블록은 하나의 편평한 플레이트 및 0.5"(12.7 mm) 직경 중앙 구멍을 갖는 것을 포함하는 압축 플레이트로 교체되었다. 플레이트는 이용 가능한 D-2 공구강으로부터 가공되었다.ASTM specification T305 stainless steel blanks were formed. The hardness block was replaced with a compression plate comprising one flat plate and a 0.5 "(12.7 mm) diameter center hole. The plate was machined from available D-2 tool steel.
툴링은 다음에 버튼(14)을 제조하기 위해 중앙 개구를 포함하도록 가공되었고 교체 가능한 압축 인서트를 갖고 설계되었다. 베이스는 O-6 공구강으로부터 제조되었고 인서트는 D-2 공구강으로부터 제조되었고, 베이스 및 인서트의 모두는 높은 50 HRC 경고 범위에 있었다.The tooling was then engineered to include a central opening to manufacture the
T305 스테인레스강 블랭크가 증분 사이에 완전한 언로딩을 갖고 50 Kip(222.4 kN) 증분으로 250 Kips(1112.1 kN)로 로딩함으로써 형성되었다. 두께는 3개의 위치, 즉 중앙("T1"), 버튼으로부터 1/8"(3.175 mm)("T2") 및 외부 에지로부터 1/8"(3.175 mm)("T3")에서 측정되었다. 최종 측정치는 이하와 같은데, 직경 = 1.61"(40.89 mm), T1 = 0.048"(1.21 mm), T2 = 0.0414"(1.05 mm) 및 T3 = 0.039"(0.99 mm)였다. 재료는 이어서 300 Kip(1334.5 kN), 350 Kip(1556.9 kN) 및 400 Kip(1779.3 kN)으로 로딩되어, 이하의 최종 측정치, 직경 = 1.63"(41.4mm), T1 = 0.048"(1.21 mm), T2 = 0.040"(1.01mm) 및 T3 = 0.039"(0.99m)를 생성하였다. 위치 T2에서의 경도는 대략 59.3 HRA(96.5 HRB)였고, 위치 T3에서 경도는 약 61.3 HRA(22 HRC)였다. 이 시험은 툴링 균열 및 중앙 버튼 딤플링 업(dimpling up)을 초래하였다. 딤플링 업은 압축 중에 개방 영역으로 강제되는 재료의 결과였다. 따라서, 원하는 시크닝(thickening)이 바람직하지 않은 좌굴과 함께 발생하여, 더 강인한 툴링을 갖고 개구의 높이를 제어하는 필요성의 실현을 생성하였다. 예를 들어, 로드는 버튼을 형성하고 적절한 간극을 허용하도록 툴링 인서트 내의 초기 시험 개방 구멍 내에 삽입되었다. 스페이서는 재료가 좌굴하는 것을 방지하기 위해 수직 방향으로 블랭크에 대한 툴링의 높이를 제어하는데 사용되었다. 높이는 예를 들어 스페이서를 경유하여 고정되거나 조정 가능할 수 있다.
T305 stainless steel blank was formed by loading 250 Kips (1112.1 kN) in 50 Kip (222.4 kN) increments with full unloading between increments. Thickness was measured at three positions: center ("T1"), 1/8 "(3.175 mm) from the button (" T2 ") and 1/8" (3.175 mm) from the outer edge ("T3"). Final measurements were as follows: diameter = 1.61 "(40.89 mm), T1 = 0.048" (1.21 mm), T2 = 0.0414 "(1.05 mm) and T3 = 0.039" (0.99 mm). The material was then loaded at 300 Kip (1334.5 kN), 350 Kip (1556.9 kN) and 400 Kip (1779.3 kN), with the following final measurements, diameter = 1.63 "(41.4 mm), T1 = 0.048" (1.21 mm), T2 = 0.040 "(1.01 mm) and T3 = 0.039" (0.99m). The hardness at position T2 was approximately 59.3 HRA (96.5 HRB) and the hardness at position T3 was about 61.3 HRA (22 HRC). This test resulted in tooling cracks and center button dimpling up. Dimpled up was the result of the material being forced into the open area during compression. Thus, the desired thickening occurred with undesirable buckling, creating a realization of the need to control the height of the opening with more robust tooling. For example, the rod was inserted into an initial test opening in the tooling insert to form a button and allow for proper clearance. Spacers were used to control the height of the tooling relative to the blank in the vertical direction to prevent material from buckling. The height may for example be fixed or adjustable via a spacer.
예 4Example 4
0.5"(12.7 mm) 중앙 개구를 갖는 플레이트 또는 인서트가 딤플링을 처리하기 위해 툴링의 상단부 및 하단부의 모두에 사용되었다. 높이를 제어하기 위한 인서트가 일 측면에만 사용되었다. 1.5"(38.1 mm)의 직경을 갖는 다른 블랭크가 50 Kip(222.4 kN) 증분으로 250 Kips(1112.1 kN)로 로딩되어, 이하의 최종 측정치, 직경 = 1.6"(40.64 mm), T1 = 0.050"(1.27 mm), T2 = 0.0424"(1.08 mm) 및 T3 = 0.090"(2.286 mm)를 생성하였다. 중앙 버튼은 심각하게 딤플되지 않았지만, 상부면이 완전히 편평하게 유지되지 않도록 팽윤되었다. 부가의 시임이 툴링의 중앙 개구 내에 삽입된 로드의 상부면에 추가되어 인서트의 높이를 낮추고 간극을 하향으로 조정하였다.
Plates or inserts with 0.5 "(12.7 mm) center openings were used on both the top and bottom of the tooling to handle dimples. Inserts for controlling height were used on one side only. 1.5" (38.1 mm) Another blank with a diameter of was loaded at 250 Kips (1112.1 kN) in 50 Kip (222.4 kN) increments with the following final measurements, diameter = 1.6 "(40.64 mm), T1 = 0.050" (1.27 mm), T2 = 0.0424 "(1.08 mm) and T3 = 0.090" (2.286 mm). The center button was not severely dimpled but swelled so that the top surface did not remain completely flat. Additional seams were added to the top surface of the rod inserted in the central opening of the tooling to lower the height of the insert and adjust the gap downward.
예 5Example 5
표준 등급 T305 스테인레스강 버튼 블랭크가 사용되었다. 버튼은 각각의 압축 사이클 후에 1850℉(1010℃)에서 중간 어닐링에 의해 4배로 실온에서 냉간 감소되었다. 블랭크는 제 1 사이클에 400 Kips(1779.3 kN)[표면적에 걸쳐 대략 205 ksi(1413.4 MPa)의 응력]로 로딩되었고, 이어서 300 Kips(1334.5 kN)[표면적에 걸쳐 대략 151 ksi(1041.1 MPa)의 응력]로, 이어서 350 Kips(1556.9 kN)[표면적에 걸쳐 대략 148 ksi(1020.4 MPa)의 응력]로, 이어서 375 Kips(1668.1 kN)[표면적에 걸쳐 대략 155 ksi(1068.7 MPa)의 응력]로 로딩되었다. 제 4 사이클 후에, 평균 시닝(thinning)은 39.7%로 측정되었다. 어닐링 온도는 각각의 어닐링 프로세스에 대해 30분 동안 1825℉(996.1℃)였다.Standard grade T305 stainless steel button blanks were used. The buttons were cold reduced at room temperature four times by intermediate annealing at 1850 ° F. (1010 ° C.) after each compression cycle. The blank was loaded at 400 Kips (1779.3 kN) (stress of approximately 205 ksi (1413.4 MPa) over surface area) in the first cycle, followed by 300 Kips (1334.5 kN) [stress of approximately 151 ksi (1041.1 MPa over surface area) ] Then loaded at 350 Kips (1556.9 kN) [stress of approximately 148 ksi (1020.4 MPa over surface area), followed by 375 Kips (1668.1 kN) [stress of approximately 155 ksi (1068.7 MPa over surface area)]. . After the fourth cycle, the average thinning was determined to be 39.7%. Annealing temperature was 1825 ° F. (996.1 ° C.) for 30 minutes for each annealing process.
제 1 가공 작업과 관련하여, 원래 직경은 1.5"(38.1 mm)였고, T1, T2 및 T3에 대한 원래 두께는 각각 0.047"(1.19 mm)로 동일하였다. 제 1 가공 작업 후의 최종 측정치는 이하와 같은데, 직경 = 1.63"(41.40 mm), T1 = 0.048"(1.22 mm), T2 = 0.414"(10.52 mm), T3 = 0.039(0.99 mm)"이다. T2에서 경도는 어닐링 전에 97 HRB로, 1825℉(996.1℃)에서의 어닐링 후에 54 HRB로 측정되었다.With regard to the first machining operation, the original diameter was 1.5 "(38.1 mm) and the original thicknesses for T1, T2 and T3 were the same at 0.047" (1.19 mm) respectively. Final measurements after the first machining operation are as follows: diameter = 1.63 "(41.40 mm), T1 = 0.048" (1.22 mm), T2 = 0.414 "(10.52 mm), T3 = 0.039 (0.99 mm)". Hardness at T2 was measured at 97 HRB before annealing and 54 HRB after annealing at 1825 ° F. (996.1 ° C.).
제 2 가공 작업과 관련하여, 시작 측정치는 전술된 제 1 가공 작업에 대한 최종 측정치와 동일하였다. 제 2 가공 작업에 대한 최종 측정치는 이하와 같은데, 직경 = 1.7"(43.18 mm), T1 = 0.0486"(1.23 mm), T2 = 0.0367"(0.93 mm), T3 = 0.0332"(0.84 mm)이다. 어닐링 후 경도는 T2에서 62.5 HRB로 측정되었다.With regard to the second machining operation, the starting measurement was the same as the final measurement for the first machining operation described above. Final measurements for the second machining operation are as follows: diameter = 1.7 "(43.18 mm), T1 = 0.0486" (1.23 mm), T2 = 0.0367 "(0.93 mm), T3 = 0.0332" (0.84 mm). The hardness after annealing was measured to 62.5 HRB at T2.
제 3 가공 작업과 관련하여, 시작 측정치는 전술된 제 2 가공 작업에 대한 최종 측정치와 동일하였다. 제 3 가공 작업에 대한 최종 측정치는 이하와 같은데, 직경 = 1.78"(45.21 mm), T1 = 0.0494"(1.25 mm), T2 = 0.033"(0.84 mm), T3 = 0.0295"(0.75 mm)이다. T2에서 경도는 어닐링 전에 88 HRB로, 1825℉(996.1℃)에서의 어닐링 후에 76 HRB로 측정되었다.With regard to the third machining operation, the starting measurement was the same as the final measurement for the second machining operation described above. Final measurements for the third machining operation are as follows: diameter = 1.78 "(45.21 mm), T1 = 0.0494" (1.25 mm), T2 = 0.033 "(0.84 mm), T3 = 0.0295" (0.75 mm). Hardness at T2 was measured at 88 HRB before annealing and 76 HRB after annealing at 1825 ° F. (996.1 ° C.).
제 4 가공 작업과 관련하여, 시작 측정치는 전술된 제 3 가공 작업에 대한 최종 측정치와 동일하였다. 제 4 가공 작업에 대한 최종 측정치는 이하와 같은데, 직경 = 1.86"(47.24 mm), T1 = 0.049"(1.24 mm), T2 = 0.0302"(0.77 mm), T3 = 0.0265"(0.67 mm)이다.With regard to the fourth machining operation, the starting measurement was the same as the last measurement for the third machining operation described above. Final measurements for the fourth machining operation are as follows: diameter = 1.86 "(47.24 mm), T1 = 0.049" (1.24 mm), T2 = 0.0302 "(0.77 mm), T3 = 0.0265" (0.67 mm).
툴링의 인서트는 초기에 베이스 파괴에 앞서 성형 프로세스 하에서 균열되었다. 사용된 힘은 최대 400,000 lbs(1779.3 kN)였다. 버튼 블랭크는 대략 약 1.5"(38.1 mm) 내지 약 1.9"(48.26 mm)로 팽창되었고, 2개의 중간 어닐링에 의해 대략 40% 시닝이 성취되었다.
The insert of the tooling was initially cracked under the forming process prior to the base breaking. The force used was up to 400,000 lbs (1779.3 kN). The button blanks were expanded from about 1.5 "(38.1 mm) to about 1.9" (48.26 mm) and approximately 40% thinning was achieved by two intermediate annealing.
예 5Example 5
전술된 바와 같이 낮은 가공 경화 특성의 오스테나이트 스테인레스강 조성이 블랭크로 형성되었다. 오스테나이트 스테인레스강은 0.060"(1.52 mm)로 감소되었고 다른 시험 세트에 대해 어닐링되었다. 재료는 제 1 압축 사이클에서 약 20%의 두께가 감소된 1.5"(38.1 mm) 직경 블랭크로 가공되었다. 전술된 예시적인 방법에 따라 열처리된 툴링이 사용되었고, 버튼 블랭크는 중간 어닐링을 받게 되었고, 이하에 설명된 바와 같이 수배로 두께가 감소되었다.As described above, austenitic stainless steel compositions of low work hardening properties were formed into blanks. Austenitic stainless steel was reduced to 0.060 "(1.52 mm) and annealed for another test set. The material was machined into a 1.5" (38.1 mm) diameter blank with a thickness reduction of about 20% in the first compression cycle. Tooling heat treated according to the exemplary method described above was used, the button blanks were subjected to intermediate annealing, and reduced in thickness several times as described below.
사용된 시퀀스는 이하와 같았다. 350 Kips(1556.9 kN)의 압축력을 로딩하고, 이어서 1950℉(1065.6℃)에서 재료를 어닐링하였고, 이어서 425 Kips로 로딩하고, 이어서 1950℉(1065.6℃)에서 어닐링하였고, 이어서 475 Kips(2112.9 kN)로 로딩하고, 이어서 1950℉(1065.6℃)에서 어닐링하였고, 이어서 500 Kips(2224.1 kN)로 로딩하고, 이어서 1950℉(1065.6℃)에서 어닐링하였다. 각각의 감소 후에, 이하의 표 2에 나타낸 바와 같이, 44.7 HRA의 초기 경도는 54.2 HRA 내지 약 63.5 HRA의 범위의 양으로 증가되었고, 각각의 어닐링 후에 40.6 HRA 내지 44.1 HRA의 범위의 양으로 감소되었다. 입자 구조는 제 4 어닐링 후에 검사되었고, 원래 재료의 입자 구조와 일치하는 것으로 판명되었다.The sequence used was as follows. A compressive force of 350 Kips (1556.9 kN) was loaded, followed by annealing the material at 1950 ° F. (1065.6 ° C.), then loading at 425 Kips, followed by annealing at 1950 ° F. (1065.6 ° C.), followed by 475 Kips (2112.9 kN). And then annealed at 1950 ° F. (1065.6 ° C.), followed by 500 Kips (2224.1 kN), followed by annealing at 1950 ° F. (1065.6 ° C.). After each decrease, as shown in Table 2 below, the initial hardness of the 44.7 HRA was increased to an amount in the range of 54.2 HRA to about 63.5 HRA, and decreased to an amount in the range of 40.6 HRA to 44.1 HRA after each annealing. . The particle structure was examined after the fourth annealing and found to match the particle structure of the original material.
표 2는 각각의 감소 및 어닐링 후에 경도에 대해 취해진 측정치를 나타낸다. 코드는 시험된 4개의 상이한 버튼 시편을 표현하여, 코드 8은 시험된 제 1 버튼을 칭하고, 코드 16은 시험된 제 2 버튼을 칭하고, 코드 35는 시험된 제 3 버튼을 칭하고, 코드 46은 시험된 제 4 버튼을 칭한다.Table 2 shows the measurements taken for hardness after each reduction and annealing. The code represents four different button specimens tested, code 8 refers to the tested first button,
시험된 시퀀스를 재차 참조하면, 제 1 감소 후에, 중심 두께는 0.0629"(1.6 mm)로 측정되었고, 외부 영역의 퍼센트 시닝은 19.79%로 측정되었고, 직경은 1.64"(41.66 mm)로 측정되었다. 제 2 감소 후에, 중심 두께는 0.0653"(1.66 mm)로 측정되었고, 외부 영역의 퍼센트 시닝은 32%로 측정되었고, 직경은 1.75"(44.45 mm)로 측정되었다. 제 3 감소 후에, 중심 두께는 0.0681"(1.73 mm)로 측정되었고, 외부 영역의 퍼센트 시닝은 41.24%로 측정되었고, 직경은 1.87"(47.50 mm)로 측정되었다. 제 4 감소 후에, 중심 두께는 0.0695"(1.77 mm)로 측정되었고, 외부 영역의 퍼센트 시닝은 46.50%로 측정되었고, 직경은 1.95"(49.53 mm)로 측정되었다.Referring back to the tested sequence, after the first reduction, the center thickness was measured at 0.0629 "(1.6 mm), the percent thinning of the outer area was measured at 19.79%, and the diameter was measured at 1.64" (41.66 mm). After the second reduction, the center thickness was measured at 0.0653 "(1.66 mm), the percent thinning of the outer area was measured at 32%, and the diameter was measured at 1.75" (44.45 mm). After the third reduction, the center thickness was measured at 0.0681 "(1.73 mm), the percent thinning of the outer area was measured at 41.24%, and the diameter was measured at 1.87" (47.50 mm). After the fourth reduction, the center thickness was measured at 0.0695 "(1.77 mm), the percent thinning of the outer area was measured at 46.50%, and the diameter was measured at 1.95" (49.53 mm).
게다가, 몇몇 시퀀스는 최종적으로 600 Kips(2668.9 kN)로 로딩되고, 이러한 더 높은 힘은 시닝의 부가의 약 5%, 또는 단지 50% 총 시닝 초과를 초래한다. 예를 들어, 버튼 블랭크는 각각의 성형 스테이지 후에 중간 어닐링을 갖고 4배 냉간 감소되었고, 각각의 스테이지에서 약 180 ksi(124.1 MPa)의 응력 레벨로 압축되었다. 총 감소 레벨은 약 2.1"(53.34 mm)의 최종 직경을 갖고 단지 50% 초과로 성취되었다.In addition, some sequences are finally loaded at 600 Kips (2668.9 kN) and this higher force results in about 5%, or only 50%, total thinning addition of thinning. For example, the button blanks were cold reduced four times with intermediate annealing after each forming stage and compressed to a stress level of about 180 ksi (124.1 MPa) at each stage. The total reduction level had a final diameter of about 2.1 "(53.34 mm) and was only greater than 50% achieved.
본 발명의 다양한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템의 추가의 적응이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 당 기술 분야의 숙련자에 의한 적절한 수정에 의해 성취될 수 있다. 다수의 이러한 잠재적인 수정이 언급되어 있고, 다른 것들이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다. 예를 들어, 전술된 예, 실시예, 기하학적 형상, 재료, 치수, 비, 단계 등은 예시적이다. 따라서, 본 발명의 범주는 이하의 청구범위의 견지에서 고려되어야 하고, 상세한 설명 및 도면에 도시되고 설명된 구조 및 동작의 상세에 한정되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다.While various embodiments of the invention have been shown and described, further adaptations of the methods and systems described herein may be accomplished by appropriate modifications by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. Many of these potential modifications are mentioned, and others will be apparent to those skilled in the art. For example, the examples, embodiments, geometric shapes, materials, dimensions, ratios, steps, and the like described above are illustrative. Accordingly, it is to be understood that the scope of the present invention should be considered in light of the following claims, and should not be limited to the details of the structure and operation shown and described in the description and drawings.
10: 카트리지 블랭크 12: 카트리지
14: 중앙 버튼 16: 외부 영역
18: 베이스 20: 측벽
22: 아암 24: 샤프트
26: 헤드 42: 샤프트
44: 아암 50: 프레스
52: 상부 블록 60, 62, 64: 벽10: cartridge blank 12: cartridge
14: Center button 16: Outside area
18: base 20: side wall
22: arm 24: shaft
26: head 42: shaft
44: arm 50: press
52:
Claims (10)
(a) 제 1 두께를 갖는 베이스; 및
(b) 제 2 두께를 갖는 외부 영역으로서, 상기 제 1 두께가 적어도 50%의 비율 만큼 상기 제 2 두께보다 큰, 상기 외부 영역을 포함하고,
상기 카트리지는 오스테나이트 스테인레스강을 포함하고,
상기 베이스 및 상기 외부 영역은 오스테나이트 스테인레스강의 모노리식 단일편을 포함하는 탄약 카트리지.Ammunition cartridge,
(a) a base having a first thickness; And
(b) an outer region having a second thickness, the outer region comprising the outer region wherein the first thickness is greater than the second thickness by a ratio of at least 50%,
The cartridge comprises austenitic stainless steel,
Wherein said base and said outer region comprise a monolithic piece of austenitic stainless steel.
(a) 버튼 및 외부 영역 및 중심축을 갖는 블랭크(blank)를 형성하는 단계로서, 상기 외부 영역은 상기 버튼을 주연에서 둘러싸고, 상기 블랭크의 외부 영역 및 버튼은 상기 중심축에 실질적으로 수직인 실질적으로 선형 밑면을 각각 갖는, 상기 블랭크를 형성하는 단계;
(b) 상기 외부 영역이 실질적으로 상기 중심축에 평행할 때까지 상기 중심축을 향한 방향으로 하향으로 상기 외부 영역의 밑면을 형성하는 단계를 포함하는 탄약 카트리지 형성 방법.As a method for forming an ammunition cartridge,
(a) forming a blank having a button and an outer region and a central axis, the outer region surrounding the button at its periphery, the outer region and the button of the blank being substantially perpendicular to the central axis Forming the blanks, each having a linear base;
(b) forming an underside of said outer region in a direction downward toward said central axis until said outer region is substantially parallel to said central axis.
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2013
- 2013-01-10 ZA ZA2013/00232A patent/ZA201300232B/en unknown
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