NO331967B1 - Fremgangsmate for fremstilling av ei metallhylse og en kopp, designet for a tjene som et blindemne - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører fremstilling av en kopp (1) som er designet for å tjene som et blindemne i produksjonen av ei metallhylse (2) ved å tilveiebringe et legeme (3) av et barremateriale, plassering av legemet (3) i en stempelform (6) hvori en første endeoverflate av legemet (3), hvilken i hovedsak er vinkelrett i forhold til senteraksen (C) av legemet, blir passert med overflaten mot bunnen av stempelformen mens den indre veggen av stempelformen (6) innelukker i det minste en del av legemet, og fortrinnsvis hele legemet, slik at legemet (3) derved er plassert i stempelformen (6), påføring av et kjernerør (9) mot en andre endeoverflate av legemet hvilken i hovedsak er vinkelrett til den sentrale aksen (C) av legemet (3), påføring av en trykkende kraft på kjernerøret (9) slik at legemet (3) blir kaldflytspresset gjennom plastisk deformasjon til en kopp (1). Oppfinnelsen vedrører også bruk av et legeme for fremstilling av et blindemne for ei granat/ammunisjonshylse og en prosess for fremstilling av ei granat/ammunisjonshylse.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av ei metallhylse i en stål-, aluminium- eller kobberlegering. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av en kopp designet til å tjene som et blindemne.

Formgivning av metaller kan finne sted både i varm og kald tilstand. Foreliggende oppfinnelse vedrører forming via en spesifikk fremgangsmåte som kalles kaldstø-ping. Kaldstøping kan deles inn i tre hovedtyper, kaldflytspressing, dyptrekking og stuking.

Kaldstøping refererer til en fremgangsmåte for forming ved en temperatur som ligger under rekrystalliseringstemperaturen av materialet. Kaldstøping har et antall fordeler sammenlignet med de andre fremgangsmåtene for forming, noen av disse fordelene er forming av kompliserte former, en reduksjon av materialsvinn og god overflateglatthet uten behov for etterfølgende behandling. Kaldstøping tilbyr også muligheten for å påvirke metallets kornstruktur, størrelse og orientering på et unikt vis. Dette gir forbedrede elektriske og mekaniske egenskaper, forbedret herdeevne og forbedret hardhet gjennom deformasjonsherding.

For kaldbearbeiding av et metall er det nødvendig at det har spesifikke egenskaper som inkluderer god strekkbarhet. Karbonstål, lavlegeringsstål, spesifikke alumini-umslegeringer, messing og bronse er metaller med disse egenskapene. Ut over å til-sette forskjellige legeringsmetaller til metallet, blir ønskede egenskaper oppnådd ved transformasjoner av strukturen av materialet ved hjelp av varmebehandling blant andre ting.

Et eksempel på hvordan det er sagt å være mulig å oppnå gode kaldbearbeidende egenskaper ved å legere aluminium med 1,0-3,0 vekt% Mn og opp til 0,3 vekt% Fe og deretter direkte etterfølgende støping i et emne, dvs. en barre av slanke dimensjoner, i dette tilfellet med en diameter på 155 mm, og bråkjøling av materialet for derved å oppnå magnesium i faststoffløsning i materialet, blir gitt i JP 57089466. Dette emnet blir kuttet i deler, som deretter blir kaldflytspresset til ønsket form, og det er angitt at produktet som oppnås har gode styrkeegenskaper uten å kreve noen som helst form for varmebehandling.

Fremstilling av metallhylser, og spesielt hylser for anvendelse i ammunisjonspro-duksjon, gjøres per i dag fra et blindemne bestående av et rundemne, dvs. en tynn sirkulær skive kuttet ut av en kaldrullet flate av en egnet materialkvalitet, f.eks. SSEN 6082 (europeisk standard), som er en spesiell legering av aluminium. Et annet egnet materiale kan være messing. Rundemnet blir formet i et preliminært produksjonstrinn ved anvendelse av dyptrekking og dreiing for å danne en kopp, som deretter blir vasket, glødet og beiset, og deretter blir det bearbeidet videre inkludert ved hjelp av videre dyptrekking, for å gi ei ferdig hylse. For å fremstille ammunisjonshylser kan et rundemne av denne typen ha en tykkelse på rundt 10 mm og en diameter på omtrent 160 mm.

For at rundemnet skal kunne motstå belastningen forårsaket av den etterfølgende dyptrekkingen for å danne ferdige hylser, er det påkrevd at materialet har en reduk-sjonsgrad på minst 30 % fra kaldrullingen. Kaldrullingen gir en karakteristisk struktur i materialet som består av korn strukket i rulleretningen, hvilket gir ønskede styrkeegenskaper via deformasjonsherding.

Et eksempel på tidligere kjent teknologi for fremstilling av hylser er vist i US patent 2 264 266.

Andre eksempler på kjent teknikk er gitt i US 3.706.118, der det er beskrevet fremgangsmåter for fremstilling av aluminiumshylser ved hjelp av varmebehandling og påfølgende bråkjøling, eller i US 4.321.816, der det er beskrevet en fremgangsmåte for fremstilling av et metallrør ved hjelp av utstansing.

I fremstillingen av ei hylse fra dette rundemnet som er av umiddelbar interesse i forhold til oppfinnelsen, medbringer imidlertid kornstrukturen av materialet den

ulempe at materialet flyter med varierende grad av enkelhet, i forskjellige retninger. I løpet av dyptrekking vil materialet bevege seg i retningene hvorved det flyter enk-lest, dvs. hvor motstanden mot deformasjonen er lavest, og resultatet er at materialet ikke vil bli distribuert helt likt når veggen blir dannet. Dette resulterer i formasjo-nen av karakteristiske såkalte trekkhanker i den øvre kanten av koppen, som medfø-rer at koppen må dreies slik at en jevn toppkant oppnås. Fremgangsmåten tilbyr hel-ler ikke noen mulighet til å oppnå en viss tykkelse av koppens bunn eller vegger på et kontrollert vis, hvilket resulterer i ulemper i etterfølgende produksjonstrinn.

Enkel beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en kopp som er designet for å tjene som et blindemne i produksjonen av ei metallhylse f.eks. i en aluminium- eller kobberlegering, spesielt aluminium av en kvalitet kalt SSEN 6082. Oppfinnelsen er spesielt velegnet til fremstilling av blindemner designet til å anvendes i produksjonen av hylser med gjennomgående hull, f.eks. granat- eller ammunisjonshylser. Blindemnet for koppen oppnås ved kutting fra et standardisert barremateriale av egnede dimensjoner for å oppnå et legeme av egnet lengde. Barrematerialet kan være en presset, trukket eller rullet barre med et sirkulært, kvadratisk, rektangulært, heksagonalt eller annet tverrsnitt. For å fremstille ei ammunisjonshylse, er det best å anvende en barre med et sirkulært tverrsnitt, slik at et sirkulær-sylindrisk legeme blir oppnådd ved kuttingen. Legemet blirkarakterisert vedat det er solid, har to endeoverflater som i hovedsak er parallelle med hverandre, og har en vesentlig utstrekning i alle plan, dvs. en utstrekning vertikalt, lateralt og i lengderetning. Forholdet mellom den største og den minste dimensjonen kan i dette tilfellet ligge i rekkevidden mellom 1:1-5:1. Legemet dreies, dersom nødvendig, til den eksakte ønskede diameter. Legemet blir glødet og et smøremiddel blir påført, og deretter blir legemet kaldflytspresset for å oppnå en kopp.

Ved kaldflytspressing blir en omliggende vegg formet, som blir uniformt deformert, slik at den øvre åpne enden av koppen oppnår en vesentlig jevn kant som ikke trenger å bli dreiet. Koppen blir deretter vasket, glødet nok en gang og beiset for deretter å gjennomgå dyptrekking for å danne ei hylse i neste produksjonstrinn. Hylsa blir kuttet av ved toppkanten til ønsket lengde og bunnen blir utstyrt med krave i ønsket form, og deretter blir det gjenværende materialet i bunnen av hylsa kuttet ut. Til slutt blir hylsa varmebehandlet i løsning, kunstig eldet og dreiet før overflaten ferdigstilles, og gitt en endelig inspeksjon før levering til kunden.

Takket være den innledende kaldflytspressingen kan bunntykkelsen på koppen på

enkelt vis varieres siden den bestemmes som en funksjon av kvantiteten av materialet påkrevd for flensingen/kantingen. Når et rundemne anvendes kan koppens bunntykkelse ikke bli variert, siden koppen formes ved dyptrekking av rundemnet, hvor nevnte dyptrekking ikke er designet for å redusere bunntykkelsen. På den andre siden inntreffer det at bunntykkelsen reduseres uten å være tiltenkt på bakgrunn av strukturen av materialet, som medfører ulemper i produksjonen.

Det har også vist seg å være tilfelle at anvendelse av et rundemne resulterer i unød-vendig slitasje på kantingsverktøyene. Slitasjen er forårsaket av at kantingsverktøy-ene må sammentrykkes mer enn ønskelig siden mengden av materialet som er igjen i bunnen av hylsa noen ganger kan være veldig lite. Dette resulterer i veldig høye temperaturer i det gjenværende materialet i bunnen av hylsa, som øker slitasjen på verktøyene.

Grunnen til at det noen ganger er for lite materiale er at den kaldrullede materialstrukturen i rundemnet ikke flyter like enkelt i alle retninger, som er grunnen til at det er vanskelig å styre tykkelsen. I henhold til foreliggende oppfinnelse vil slitasjen på kantingsverktøyene som resultat av denne typen oppheting kunne unngås eller minimaliseres ved justering av bunntykkelsen av koppen, avhengig av mengden av materialene som er påkrevd for kantsetting, i den innledende kaldflytspressingen.

Oppfinnelsen har også kostnadsfordeler. Ved anvendelse av et barremateriale som blir kuttet i korrekte lengder, blir forbruket av råmaterialet minimalisert ved at lite eller ikke noe svinn inntreffer sammenlignet med fremstilling av hylser fra rundemner, hvori rundemnene blir kuttet ut av kaldrullede flater, som resulterer i store mengder svinn. Dette medfører at rundemnene er relativt kostnadskrevende i inn-kjøp. Det faktum at formingen av koppen kan bli gjort i en ordinær presse av en standard type ved ganske enkelt å bytte ut verktøyene, gjør også produksjonen billi-gere. Takket være kaldflytspressing kan koppen oppnå slike materialegenskaper så vel som en dimensjonell nøyaktighet at den kan bli dyptrukket til ei ferdig hylse uten mellomliggende bearbeiding, som gir kostnadsfordeler. Den reduserte slitasjen på verktøyene i kantsettingen gir en videre kostnadsfordel.

Formål med oppfinnelsen

Ett formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av ei metallhylse hvori materialet har forbedrede flytegenskaper i den preliminære

fremstillingen av et blindmateriale til en kopp. Et annet formål med oppfinnelsen er å bestemme tykkelsen av koppens bunn og vegg på et enkelt og også mer kontrollert vis. Et videre formål er å tilveiebringe en mer fleksibel og kostnadseffektiv produk-sjonsprosess.

Beskrivelse av figurer

Fig. IA viser et tverrsnitt av et rundemne fra et flatemateriale; Fig. IB viser et tverrsnitt av et legeme fra et barremateriale; Fig. 2 viser et tverrsnitt av et legeme som har blitt dreiet til korrekt størrelse og tilveiebrakt med et boret hull i sentrum; Fig. 3 A-3C viser diagrammatisk kaldflytspressing av et legeme for å danne en kopp; Fig. 3D viser et tverrsnitt av en kopp som har blitt oppnådd ved kaldflytspressing av et legeme; Fig. 4A-4B viser diagrammatisk dyptrekking av en kopp for å danne ei hylse; Fig. 4C viser et tverrsnitt av ei hylse direkte etterfølgende dyptrekking; Fig. 5 viser et tverrsnitt av ei hylse etterfølgende kutting til korrekt lengde; Fig. 6 viser et tverrsnitt av ei hylse etterfølgende kantsetting av bunnen; Fig. 7 viser et tverrsnitt av ei hylse etterfølgende av kutting ut av bunnen;

Fig. 8 viser et tverrsnitt av ei ferdig hylse etterfølgende trekking.

Detaljert beskrivelse

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i mer detalj med referanse til de vedlagte figurer, som viser de forskjellige fremstillingstrinnene for ei hylse som utgjør et eksempel på et egnet produkt i henhold til oppfinnelsen, og som også kan bli sagt å vise et foretrukket utførelseseksempel. Den ferdige hylsa har en diameter på 10-500 mm, fortrinnsvis 30-350 mm og enda mer fortrinnsvis 50-200 mm, og en høyde på 50-3000 mm, fortrinnsvis 50-2000 mm og enda mer fortrinnsvis 100-1000 mm, og har en minimum veggtykkelse i munnen av hylsa på 0,5-3,0 mm, fortrinnsvis 1,2-2 mm og enda mer fortrinnsvis 1,3-1,7 mm. Imidlertid er oppfinnelsen ikke begrenset til fremstilling av hylser, men er også egnet for produksjonen av andre gjenstander som skal kaldflytspresses og dyptrekkes, f.eks. sylindere. Avhengig av størrelsen av produktene som fremstilles, blir verktøyene og maskinene tilpasset til å motstå belastningen som de forskjellige produksjonstrinnene medfører.

Fremstillingen av ei dyptrukket metallhylse 2 finner i dag sted fra et blindemne i form av et rundemne R fra en kaldrullet flate. Rundemnet R er relativt tynt i forhold til dets diameter. Når man produserer ei metallhylse i henhold til oppfinnelsen, star- ter en isteden fra et legeme 3 kuttet fra et barremateriale. Legemet 3 blir kaldflytspresset for å danne en kopp 1, som blir formet til ei hylse 2 ved dyptrekking, og videre bearbeidet til den ønskede form. Legemet 3 har en vesentlig utstrekning i alle dimensjoner.

Fig. IA viser et tverrsnitt av rundemnet R som, i henhold til en fremgangsmåte som for tiden anvendes i Sverige, danner et blindemne i fremstillingen av ei dyptrukket metallhylse. Rundemnet R er i form av en sirkulær skive som er kuttet ut fra en kaldrullet flate med en deformasjonsgrad på minst 30 %. Deformasjonsgraden er essensiell, siden den gir materialet nødvendige styrkeegenskaper til å motstå belastningen som plastisk bearbeiding medfører i løpet av fremstillingsprosessen.

Dimensjonene av rundemnet R blir bestemt av mengden av materialet som er påkrevd for produksjonen, og det er essensielt at rundemnet har en egnet tykkelse som, i det preliminære prosesstrinnet hvor rundemnet formes til en kopp ved dyptrekking, gir koppens dens bunntykkelse. Rundemnet R blir tilveiebrakt med et boret hull 16 i senteret og kantene blir avgradert, hvorpå det blir glødet og beiset. Formålet med hullet 16 er å drenere vekk væske i løpet av beisingen.

Fig. IB viser et sideriss av et legeme 3 som danner et blindemne i fremstillingen av ei hylse i henhold til oppfinnelsen. Legemet 3 blir oppnådd ved kutting av et barremateriale av en egnet dimensjon til en egnet lengde. Barrematerialet kuttes slik at seksjonsoverflatene 4, 5 av legemet 3 i hovedsak er parallelle med hverandre, og i

hovedsak ved rette vinkler i forhold til senteraksen C av barren. Dersom nødvendig blir legemet 3 dreiet hele veien rundt til de eksakt ønskede dimensjonene. Legemet 3 har en bredde eller diameter på 10-500 mm, fortrinnsvis 30-350 mm og enda mer fortrinnsvis 50-200 mm, og en høyde på 5-300 mm, fortrinnsvis 10-100 og enda mer fortrinnsvis 20-50 mm. Seksjonsoverflatene 4, 5 av legemet 3 er dets endeoverflater og høyde refererer til avstanden mellom dets to endeoverflater 4, 5.1 et foretrukket utførelseseksempel er koppen 3 sirkulær-sylindrisk, men den kan også ha en forskjellig form, f.eks. en form med et kvadratisk tverrsnitt. Fig. 2 viser et tverrsnitt av et legeme 3 som har blitt dreiet til de eksakt ønskede dimensjoner og tilveiebrakt med et hull 17 i senteret, f.eks. et boret hull. I dette tilfellet tjener hullet 17 to formål, på den ene siden å drenere vekk beisingsvæske, men også for å sentrere legemet 3 i interaksjonen med et kjernerør 9 (se fig. 3A) i løpet av kaldflytspressing slik at mengden av materialet blir symmetrisk distribuert, som gir en bedre nøyaktighet på veggens tykkelse. Fig. 3A-3C viser diagrammatisk hvordan en kopp 1 blir tilveiebrakt via kaldflytspressing av et legeme 3 og fig. 3D viser en kopp 1 tilveiebrakt ved kaldflytspressing. Kaldflytspressing er en formingsfremgangsmåte hvori materialet, i dette tilfellet et aluminiumslegeme 3, blir tvunget til å flyte ut i et begrenset rom ved å påføre en pressende kraft til materialet. Det begrensende rommet blir formet av en stempelform 6, som interagerer med et kjernerør 9 på en slik måte at et rom av den ønskede formen blir dannet mellom disse to når de blir brakt sammen. Rommet kan helt eller delvis være avgrenset av disse to verktøyene 6, 9.

Stempelformen 6 refererer til formingsverktøyet som eksternt former blindemnet som skal bearbeides, og kjernerøret 9 refererer til formingsverktøyet som anvendes for å gi et blindemne en intern form, i forskjellige typer av kaldformingsmaskiner.

I kaldflytspressing av en kopp 1 i henhold til fig. 3D for fremstilling av ei hylse 2 i henhold til oppfinnelsen, kan legemet 3 bli dreiet til en ønsket størrelse dersom dette er nødvendig, og deretter blir det tilveiebrakt med et hull 17, f.eks. ved boring av et hull 17. Hullet 17, som fortrinnsvis er et gjennomgående hull, blir fortrinnsvis boret slik at det sammenfaller med den sentrale aksen C av legemet 3. Legemet 3 blir deretter glødet og et smørende middel påført. Med referanse til fig. 3A er legemet 3 vist plassert i stempelformen 6, som er utført på et slikt vis at en første endeoverflate 4 av legemet 3, hvilke i hovedsak er vinkelrett til den sentrale aksen C av legemet 3, er plassert vendende mot bunnen 7 av stempelformen 6. Den indre veggen av stempelformen 6 innelukker i det minste en del av legemet 3 og fortrinnsvis hele legemet 3, slik at legemet 3 herved er plassert i stempelformen 6. Kjernerøret 9 blir påført til endeoverflaten 5 av legemet 3 som ligger fritt. Kjernerø-ret 9 er ved fronten tilveiebrakt med en føringspinne 18, som passer inn i hullet 17 i senteret av legemet 3. Føringspinnen 18 er fortrinnsvis plassert sentralt på kjernerø-ret 9 og føringspinnen 18 har fortrinnsvis et sylindrisk tverrsnitt. Føringspinnen 18 interagerer med det gjennomgående hullet 17 av legemet 3 og et hull 19 i stempelformen 6, slik at korrekt posisjonering av legemet 3 blir oppnådd. Dette medfører fortrinnsvis at legemet 3 er sentrert. Føringspinnen kan bli arrangert fast eller bevegelig for å interagere med kjernerøret. Føringspinnen i fig. 3A er et eksempel på en fast festet føringspinne. En bevegelig føringspinne er bevegelig i en aksiell retning på innsiden av kjernerøret. Føringspinnen er på egnet vis arrangert slik at den sentrale aksen sammenfaller med den sentrale aksen av kjernerøret. Det er derved sikret at mengden av materialet i legemet 3 er symmetrisk distribuert rundt kjernerøret 9, som gir fordeler i produksjonen. Det er her lagt merke til at det gjennomgående hullet 17 av legemet 3 og hullet 19 av stempelformen vanligvis vil ha en form og dimensjon som korresponderer til formen og dimensjonen av føringspinnen 18. En egnet dimensjon av føringspinnen kan være i området 5-30 mm. Det er også lagt merke til at hullet 19 i stempelformen fortrinnsvis er plassert sentralt i bunnen av stempelformen 6. Når hullet 17 i legemet 3 sammenfaller med den sentrale aksen C av legemet, og føringspinnen 18 av kjernerøret 9 er plassert sentralt på kjernerøret, er det oppnådd den fordel at kjernerøret kan virke symmetrisk på legemet 3, spesielt dersom hullet 19 i stempelformen er plassert sentralt i bunnen av stempelformen 6 og føringspinnen 18 også kan interagere med hullet 19 i stempelformen. Dette gir en symmetrisk distribusjon av mengden av materialet rundt kjernerøret 9. Det skal for-stås at kjernerøret 9 fortrinnsvis har et sirkulært-sylindrisk tverrsnitt. Stempelformen 6 omgir materialet både på undersiden og til sidene, og når kjerne-røret 9 blir presset ned i legemet 3 vil materialet flyte ut mot sidene av legemet 3 og gradvis bli tvunget oppad inn i rommet formet mellom henholdsvis veggene 10 og 8 av kjernerøret 9 og stempelformen 6, slik at en kopp 1 er formet, som er vist i fig. 3B. Størrelsen av legemet 3 blir tilpasset slik at en tilstrekkelig mengde materiale er tilgjengelig for produksjonen, men uten at mengden av avfallsstoffer blir unødven-dig stor. I løpet av kaldflytspressing vil tykkelsen av bunnen av koppen 1 bli redusert, og høyden av veggen av koppen 1 øke, mens kjernerøret 9 virker på legemet 3 når dette ligger i stempelformen 6. Kaldflytspressingen er ferdig når en forhåndsbestemt høyde av veggen av koppen 1 og/eller en forhåndsbestemt tykkelse av bunnen av koppen 1 blir oppnådd, se fig. 3C. Disse dimensjonene avhenger av et antall pa-rametere, og blir i første rekke valgt av den påkrevde mengden av materiale som er tilstede i henholdsvis bunnen og veggen av koppen 1 for fremstilling av ei hylse 2 som har korrekte mål. En annen parameter som bestemmer dimensjonene av koppen 1 er at det er ønskelig å oppnå en forhåndsbestemt deformasjonsgrad i den ferdig-stilte hylsa 2. Deformasjonsgraden påvirker styrkeegenskapene og materialet gjennom deformasjonsherdingen, og har også en effekt på herdeevnen, slik at en høy deformasjonsgrad gir en bedre herdeevne. Kaldflytspressingsoperasjonen hvori legemet 3 blir formet til en kopp av kjernerøret 9 og stempelformen 6 kan utføres ved romtemperatur, noe som bidrar til en kostnadseffektiv prosedyre.

Deformasjonsgraden blir kalkulert som forholdet mellom den totale arealreduksjo-nen og det originale arealet i et gitt tverrsnitt. Deformasjonsgraden i kaldflytspressing, dvs. produksjonstrinnene 3A-3C, blir kalkulert som (A1-A2)/A1 hvor Al er tverrsnittsarealet av legemet som er markert i figuren 3A, og A2 er tverrsnittsarealet av koppen og er markert i fig. 3C. Deformasjonsgraden blir kalkulert på samme vis i dyptrekking og kantsetting.

Legemet 3 har en homogen materialstruktur i en retning som er koaksiell med den sentrale aksen C av legemet 3 som sammenfaller med bevegelsesretningen til kjer-nerøret 9.1 kaldflytspressing vil det dannes en omkretsvegg 11 og den homogene materialstrukturen medfører at veggen 11 blir deformert på uniformt vis, slik at en øvre åpen ende 12 av koppen 1 oppnår en i hovedsak jevn kant 13 som et resultat av kaldflytspressingen. Tykkelsen av veggen kan også bli styrt på et bedre vis som et resultat av den homogene materialstrukturen. Med referanse til fig. 3D er en ferdig-stilt kopp 1 vist hvori omkretsveggen 11, som er formet av kaldflytspressingen, i et hvilket som helst tverrsnitt vinkelrett til den sentrale aksen C av koppen 1 har en i hovedsak jevn materialtykkelse dvi en rekkevidde hvori dv= 1-50 mm, fortrinnsvis 2-25 mm og enda mer fortrinnsvis 3-10 mm, og hvori materialtykkelsen dv er tillatt en maksimumsvariasjon på 1,0 mm, fortrinnsvis et maksimum på 0,5 mm og enda mer fortrinnsvis et maksimum på 0,05 mm. Bunnen 14 av koppen 1, formet ved kaldflytspressing ved uniform deformasjon, har en bunntykkelse de i en rekkevidde hvorved ds = l-50mm, fortrinnsvis 2-25 mm og enda mer fortrinnsvis3-10 mm, og hvori materialtykkelsen ds er tillatt en maksimumsvariasjon på 1,0 mm, fortrinnsvis et maksimum på 0,5 mm og enda mer fortrinnsvis et maksimum på 0,05 mm. På bakgrunn av det faktum at koppen oppnår en høy dimensjonell nøyaktighet, trenges det ikke å utføres videre bearbeiding før dyptrekkingen, som er en stor fordel.

Fig. 4A og 4B viser skjematisk hvordan ei hylse 2 blir oppnådd ved dyptrekking av en kopp 1, og fig. 4C viser ei hylse 2 direkte etterfølgende dyptrekking. Den kald-flytspressede koppen 1 blir vasket, glødet og beiset og er derved klar for dyptrekking. Dyptrekkingen finner sted ved at koppen 1 blir plassert over en dyptrekkings-stempelform 26, se fig. 4A, hvor dyptrekkingsstempelformen 26 har form av ringe-ne 27, 28, 29 som er plassert på toppen av hverandre, som har en gradvis minkende diameter og hvori den minste diameteren korresponderer til de ytre dimensjonene av den ferdige hylsa 2. Koppen 1 blir plassert slik at bunnen 14 av koppen 1 er over åpningen av dyptrekkingsstempelformen 26 og den øvre åpne enden 12 av koppen vender vekk fra dyptrekkingsstempelformen 26. Et kjernerør 30 i form av en stav blir ført ned i koppen 1 og når det når frem til bunnen 14 trekker det koppen 1 ned gjennom dyptrekkingsstempelformen 26, se fig. 4B, som medfører at hylseveggen tynnes ut når den passerer de gradvis minkende hullene i dyptrekkingsstempelformen 26.

Den enden av kjernerøret 30 som blir trykket mot bunnen 14 av koppen 1 har en form som gir veggen 20 av hylsa en gradvis økende indre diameter fra dens bunn 21 og oppad i en retning langs veggen 20 av hylsa. Ved en egnet distanse fra enden går formen av kjernerøret 30 over til å være helt sylindrisk, når diameteren korresponderer til den indre diameteren av den ferdige hylsa. For å være i stand til å bli ført ned i koppen 1, har kjernerøret 30 en diameter som er 0,1-0,5 mm mindre enn diameteren av koppen 1.1 løpet av dyptrekking vil veggen bli trykket til den ligger an mot kjernerøret 30 på bakgrunn av påvirkningen av den ytre dyptrekningsstempel-formen 26. Avhengig av hvor stor en reduksjon som skal gjøres i tykkelsen av veggen vil antallet trinn hvorved diameteren av dyptrekkingsstempelformen 26 minker bli variert, slik at en større reduksjon krever flere trinn enn en mindre en. Sammen-setningen av materialet i forhold til utgangsblindemnet og dets styrkeegenskaper er også av viktighet for antallet trinn som er påkrevd. I fremstillingen av ei hylse 2 i henhold til oppfinnelsen vil den homogene materialstrukturen ha en positiv effekt for så vidt som at hylseveggen har samme generelle styrke. Dette medfører at muligheten eksisterer for å designe formingsverktøy med færre trinn, hvorved verktøy-kostnaden blir redusert.

Etter dyptrekkingen blir veggen 20 av hylsa 2 kuttet av ved dens åpne ende til korrekt lengde. For å gjøre dette blir hylsa 2 plassert over et kjernerør 31, i henhold til fig. 5, i en anordning som også utfører de etterfølgende bearbeidingsprosessene fram til ei ferdig hylse.

Når hylseveggen har blitt kuttet av blir dette etterfulgt med kantsetting av bunnen 21 av hylsa 2.1 kantsettingen blir en stempelform (ikke vist) trykket mot utsiden av bunnen 21 av hylsa 2 og i henhold til samme prinsipp som i kaldflytspressingen, interagerer kjernerøret 31 med stempelformen (ikke vist), slik at bunnen 21 av hylsa 2 blir formet til en kant 22 med et utseende i henhold til tverrsnittet i fig. 6. Siden bunntykkelsen ds av koppen 1 enkelt kan bli variert i den innledende kaldflytspressingen er det enkelt å tilpasse mengden av materialet til forskjellige typer kanter.

I henhold til et trekk av oppfinnelsen skal bunntykkelsen de av koppen 1 velges slik at belastningen/slitasjen på verktøyene som anvendes i kantsetningen blir forhindret eller redusert. I ett utførelseseksempel av oppfinnelsen er bunntykkelsen ds valgt slik at den tillater at kantsetningen blir utført slik at en sentral del A av bunnen 21 av hylsa 2 oppnår en tykkelse dA i en rekkevidde hvorved dA = 1 mm til 10 mm, fortrinnsvis 4 mm til 6 mm og fortrinnsvis omtrent 5 mm.

Etter kantsetting finner utkutting av det gjenværende materialet i den sentrale delen A av bunnen 21 av hylsa 2 sted, og deretter blir hylsa 2 vasket. Fig. 7 viser et tverrsnitt av ei hylse 2 etter kuttingen av bunnen.

For å gi hylsa 2 de ønskede styrkeegenskaper blir den varmebehandlet i løsning og bråkjølt i henhold til fremgangsmåter som er vel kjent for fagpersonen. Hylsa 2 blir gitt dens endelige form, som er vist i fig. 8, ved en lett trekking av hylseveggen. Kunstig aldring for å gi hylsa 2 den ønskede styrken, dreiing, overflatebehandling og endelig inspeksjon finner så sted, og produksjonsprosessen er derved komplett.

Det er også mulig å tilpasse produksjonen slik at hylsa 2 blir gitt disse styrkeegenskapene kun ved den plastiske deformasjonen som fremstillingen forårsaker, slik at den etterfølgende varmebehandling i løsning og den relaterte kunstige aldringen kan bli unngått, hvilket gir kostnadsfordeler for produksjonsprosessen.

Hylsa 2 kan med fordel bli anvendt som ei hylse 2 i produksjonen av ammunisjon, dvs. granathylser eller ammunisjonshylser, og derved blir det satt høye krav til styrken av hylsa for å sikre funksjonen av hylsa. Ei hylse fremstilt i henhold til oppfinnelsen har vist at den møter disse kravene godt.

Med produksjonen i henhold til oppfinnelsen kan produksjonsfordeler bli oppnådd. På grunn av det faktum at kjernerøret for kaldflytsprosessering er tilveiebrakt med

en føringspinne 18, kan kopp 1 bli fremstilt hvilken har en slik dimensjonell nøyak-tighet at ingen videre bearbeiding er påkrevd i forkant av dyptrekking, hvilket også tilbyr kostnadsfordeler. I denne sammenhengen er det viktig at føringspinnen 18 har en slik styrke at den tilveiebringer en stødig styring. Føringspinnen 18 kan derfor ikke være laget for liten, siden det ville resultere i en risiko for at den bøyes, med ujevn materialdistribusjon og dårlig dimensjonell nøyaktighet som et resultat. For å oppnå tilstrekkelig styrke kan en føringspinne 18 designet for å bli anvendt for fremstilling av ei hylse 2 i henhold til oppfinnelsen, ha en diameter i rekkevidden av

5-30 mm, fortrinnsvis 10-30 mm. Eksperten legger merke til at fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen derfor er designet primært for fremstilling av hylser med gjennomgående hull.

Som beskrevet tidligere er koppen 3 gitt fordelaktige materialegenskaper på bakgrunn av den plastiske deformasjonen som kaldflytspressingen gir opphav til. Dette bringer med seg den fordelen at den etterfølgende dyptrekkingen fra kopp 1 til hylse 2 kan bli utført i et enkelt trinn. Dette vil fortrinnsvis medføre at hylsa blir trukket til sin ferdige lengde i et enkelt trinn. Dette gir videre kostnadsfordeler.

Som sagt tidligere kan legemet 3 gjennomgå en dreiingsoperasjon etterfølgende kuttingen fra en barre for å justere diameteren av legemet 3 til stempelformen 6. Imidlertid er det ingen annen maskinbearbeiding annet enn det som er påkrevd for å tilpasse diameteren, som trenger å bli utført. Som sagt tidligere er det imidlertid veldig fordelaktig å bore et gjennomgående hull 17 gjennom legemet 3. Ved kutting av legemet 3 fra en barre blir høyden av legemet 3 helst valgt slik at høyden av legemet er tilpasset til stempelformen 6 allerede ved kuttingen fra barren. Imidlertid burde videre plastisk bearbeiding bli unngått, siden slik bearbeiding kunne påvirke den homogene materialstrukturen rundt sentralaksen C av legemet 3.

Det er forstått at oppfinnelsen også vedrører utstyr for fremstilling av ei hylse 2, hvor utstyret omfatter en stempelform 6 slik som beskrevet over, og et kjernerør 9 med en føringspinne 18 slik som beskrevet over. Utstyret i henhold til oppfinnelsen omfatter også en videre stempelform 26 for dyptrekking slik beskrevet over, hvori dyptrekkingsstempelformen 26 har form av ringer 27, 28, 29 plassert på toppen av hverandre, som har en gradvis minkende diameter og hvori den minste diameteren korresponderer til de ytre dimensjonene av den ferdige hylsa 2. Utstyret i henhold til oppfinnelsen omfatter også et kjernerør 30 i form av en stav, designet for å interagere med dyptrekkingsstempelformen 26 ved at kjernerøret 30 blir ført ned inn i koppen 1 og trekker koppen 1 ned med den gjennom dyptrekkingsstempelformen 26, hvorved veggen 20 av hylsa blir tynnet ut når den passerer de gradvis minkende hullene i dyptrekkingsstempelformen 26. Utstyret i henhold til oppfinnelsen kan også omfatte midler for kutting av en barre, f.eks. en metallsag eller annen kuttings-anordning. Videre kan utstyret i henhold til oppfinnelsen omfatte midler for gløding og beising så vel som midler for kutting av hylseveggen og midler for kantsetting.

Fordeler med oppfinnelsen

Fremstilling av hylser i henhold til oppfinnelsen resulterer i et antall fordeler, flere av disse er synlige fra beskrivelsen av figurene. I tillegg til disse allerede erklærte fordelene resulterer oppfinnelsen også i følgende fordeler: Ved anvendelse av et barremateriale som blir kuttet til korrekte lengder blir forbruket av råmateriale minimalisert i den mening at ikke noe avfall eller veldig lite avfall oppstår, sammenlignet med fremstilling av hylser fra rundemner, hvor rundem nene blir kuttet fra kaldrullende flak, som resulterer i store mengder avfall. Dette medfører at rundemnene er relativt kostnadskrevende å kjøpe inn.

Fremstilling fra et rundemne krever også at koppen blir dreiet ved dens øvre kant, som ikke er påkrevd med fremstilling i henhold til oppfinnelsen, som videre reduse-rer avfallsmengden.

Fra den produksjonstekniske synsvinkelen er det naturligvis også en fordel dersom avfallsmengden blir minimalisert når man produserer råmaterialet, siden man i mot-satt fall vil håndtere og bearbeide unødvendig store mengder av materiale, med den energiforbruk og miljømessige forurensning dette medfører.

Den homogene materialstrukturen av legemet medfører at materialet flyter mer uniformt i alle retninger, og at en mer styrt koppformasjon dermed oppnås enn når et rundemne blir anvendt. På bakgrunn av dette kan koppen bli fremstilt med større presisjon i forhold til vegg- og bunntykkelse.

En vesentlig fordel med oppfinnelsen er at bunntykkelsen enkelt kan bli variert. Ved å presse kjernerøret ned til en viss dybde i legemet vil en forhåndsbestemt tykkelse av bunnen av koppen bli oppnådd. Derved er tykkelsen justert, avhengig av mengden av materialet som er påkrevd for kantsettingen. Ved å justere tykkelsen er det mulig å unngå overoppvarming og relatert slitasje på kantsetningsverktøyene som et resultat av en bunn som er for tynn, som ikke er mulig i fremstilling fra et rundemne.

Eksperten legger merke til at med et variabelt legeme i henhold til oppfinnelsen kan hylser og sylindere bli fremstilt med større fleksibilitet i forhold til formen av det ferdige produktet. Det er mulig f.eks. å produsere åpne, lukkede eller delvis åpne hunndeler. Med kaldflytspressing kan bunnen bli formet med deler som projiserer i pressingsretningen i et antall av forskjellige former, f.eks. kjølingskanter, staver eller andre former som kan bli videre bearbeidet til, f.eks., øyne, festeanordninger eller andre ting. Formen på hylseveggen kan også bli variert. Den ytre kappeoverfla-ten av veggen kan være sirkulær eller med hjørner, mens den indre kan ha en komplett forskjellig form. Et variabelt legeme vil også tilby større fleksibilitet i løpet av den faktiske produksjonsprosessen, hvor endeproduktet kan bli gitt ønskede egenskaper, f.eks. ønskede styrkeegenskaper via deformasjonsherding og ønsket herdeevne via en grad av reduksjon.

Den homogene materialstrukturen gir også den fordel at koppen oppnår en i hovedsak jevn øvre kant ved kaldflytspressingen og at ingen dreiing av kanten derfor er påkrevd, hvilket er et krav når man fremstiller fra rundemner.

Spesielt på bakgrunn av det faktum at kaldflytspressing av en kopp fra et barremateriale blir kombinert med etterfølgende dyptrekking fra en kopp til ei hylse, blir det oppnådd en effektiv fremgangsmåte for fremstilling av hylser.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en kopp (1) som er designet for å tjene som et blindmateriale i produksjon av ei metallhylse (2), hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: a) tilveiebringing av et legeme (3) av et barremateriale, hvor legemet (3) har et gjennomgående hull (17), b) plassering av legemet (3) i en stempelform (6) og hvori en første endeoverflate (4) av legemet (3), hvilken i hovedsak er vinkelrett til den sentrale aksen (C) av legemet (3), er plassert vendt mot bunnen (7) av stempelformen (6) mens den indre veggen (8) av stempelformen (6) omslutter i det minste en del av legemet (3) og fortrinnsvis hele legemet (3), slik at legemet (3) herved er plassert i stempelformen (6), c) påføring av et kjernerør (9) mot en andre endeoverflate (5) av legemet (3), hvilken i hovedsak er vinkelrett til den sentrale aksen (C) av legemet (3), hvori kjernerøret (9) har en sentralt plassert føringspinne (18) for interagering med det gjennomgående hullet (17) av legemet (3) slik at legemet (3) derved er sentrert i forhold til kjernerøret (9), d) påføring av en trykkende kraft på kjernerøret (9), slik at legemet (3) blir kaldflytpresset til en kopp (1) via plastisk deformasjon.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat føringspinnen (18) interagerer med et sentralt plassert hull (19) i bunnen av stempelformen (6) slik at kjernerøret (9) derved er sentrert i forhold til stempelformen (6).

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedat legemet (3) har en bredde eller diameter på 10-500 mm, fortrinnsvis 30-350 mm og enda mer fortrinnsvis 50-200 mm, og har en høyde på 5-300 mm, fortrinnsvis 10-100 og enda mer fortrinnsvis 20-50 mm.

4. Fremgangsmåte for fremstilling i henhold til krav 1 eller 3,karakterisert vedat legemet (3) danner en del av en barre, og har en i hovedsak homogen materi al struktur rundt den sentrale aksen (C) av barrematerialet.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, 3 eller 4, karakterisert vedat i kaldflytspressingen blir en omliggende vegg (11) dannet som blir deformert uniformt, slik at en øvre åpen ende (12) av koppen (1) oppnår en i hovedsak jevn kant (14) på bakgrunn av kaldflytspressingen, og at den omliggende veggen (11) som er dannet i kaldflytspressingen i et hvilket som helst tverrsnitt vinkelrett til den sentrale aksen (C) av koppen (1) har en i hovedsak jevn materialtykkelse dV i et område hvori dV = 1-50 mm, fortrinnsvis 2-25 mm og enda mer fortrinnsvis 3-10 mm, og hvori materialtykkelsen er tillatt en maksimums variasjon på 1,0 mm, fortrinnsvis et maksimum på 0,5 mm og enda mer fortrinnsvis et maksimum på 0,05 mm.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, 3 eller 4, karakterisert vedat i kaldflytspressingen blir en bunn (14) dannet som blir deformert uniformt hvori bunntykkelsen dB = l-50mm, fortrinnsvis 2-25 mm og enda mer fortrinnsvis 3-10 mm, og hvori materi al tykkelsen er tillatt en maksimumsvariasjon på 1,0 mm, fortrinnsvis et maksimum på 0,5 mm og enda mer fortrinnsvis et maksimum på 0,05 mm.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 6, karakterisert vedat en sentral del (A) av bunnen av hylsa (2) etterføl-gende kantsettingen har en tykkelse i området 1 mm til 10 mm.

8. Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat hylsa (2) er ei ammunisjonshylse (2) hvori ammuni-sjonshylsa (2) har en diameter på 10-500 mm, fortrinnsvis 30-350 mm og enda mer fortrinnsvis 50-200 mm, og en høyde på 20-3000 mm, fortrinnsvis 50-2000 mm og enda mer fortrinnsvis 100-1000 mm og har en minimum veggtykkelse ved munnen av hylsa (2) på 0,5-3,0 mm, fortrinnsvis 1,2-2,0 mm og enda mer fortrinnsvis 1,3-1,7 mm.

9. Prosess for fremstilling av ei hylse, fortrinnsvis ei granat/ammunisjonshylse (2), hvor prosessen omfatter følgende trinn: a) tilveiebringing av et sirkulær-sylindrisk legeme av et barremateriale, b) oppnåelse av, f.eks. ved boring, et gjennomgående hull (17) i legemet (3), hvor hullet (17) sammenfaller med en sentral akse (C) av legemet (3), c) plassering av legemet (3) i en stempelform (6), hvori en første endeoverflate (4) av legemet (3), hvilken i hovedsak er vinkelrett til den sentrale aksen (C) av legemet, er snudd mot bunnen (7) av stempelformen (6) mens den indre veggen (8) av stempelformen (6) innelukker i det minste en del av legemet (3) og fortrinnsvis hele legemet (3), slik at legemet (3) herved er plassert i stempelformen (6), d) påføring av et kjernerør (9) mot en andre endeoverflate (5) av legemet (3), hvilken i hovedsak er vinkelrett til den sentrale aksen (C) av legemet (3), hvori kjernerøret (9) har en sentralt plassert føringspinne (18) for interagering med det gjennomgående hullet (17) av legemet (3) slik at legemet (3) derved er sentrert i forhold til kjernerøret (9), e) påføring av en pressende kraft på kjernerøret (9), slik at legemet (3) blir kaldflytpresset til en kopp (1) via plastisk deformasjon, f) dyptrekking av koppen (1) som derved er produsert slik at ei hylse (2) blir dannet.

10. Prosess i henhold til krav 9, karakterisert vedat kaldflytspressingen avsluttes når bunnen (14) av koppen (1) har oppnådd en forhåndsbestemt tykkelse i området 3 mm til 10 mm.