RU2087243C1

RU2087243C1 - Method of making bullet cores

Info

Publication number: RU2087243C1
Application number: RU96100085A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Кухарев; В.М. Орлов; А.В. Хиникадзе; А.Д. Борисов; Н.В. Забелин; В.И. Чекулаев
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения
Priority date: 1996-01-05
Filing date: 1996-01-05
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: plastic metal working. SUBSTANCE: method of making cores of bullets comprises steps of upsetting semifinished product having predetermined shape and dimensions up to size of ready article. Process is realized in half-dies connectable along their end portions and moved in closed state relative to stationary knocking out punch. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области технологии изготовления заостренных деталей стержневого типа и преимущественно к изготовлению сердечников из высокопрочных сталей, используемых в полуоболочечных и бронебойных оболочечных пулях современных боеприпасов стрелкового оружия. The invention relates to the field of manufacturing technology of pointed parts of the rod type and mainly to the manufacture of cores of high strength steels used in semi-shell and armor-piercing shell bullets of modern ammunition of small arms.

Ввиду того, что головная часть сердечника в полуоболочечной пуле представляет собой головную часть пули, требования к такому сердечнику по форме и точности геометрических параметров аналогичны требованиям, предъявляемым к готовой пуле оболочечного исполнения, предполагающей наличие у сердечника заостренной головной части, заканчивающейся скругленной вершиной. Due to the fact that the head part of the core in the half-shell pool is the head part of the bullet, the requirements for such a core in terms of shape and accuracy of geometric parameters are similar to the requirements for a finished shell shell, which assumes that the core has a pointed head part ending in a rounded apex.

Известны следующие способы получения заостренных деталей стержневого типа:
методом откуски на холодновысадочных автоматах (острение гвоздей, шурупов) [1]
острение методом ротационного обжатия (изготовление дюбелей) [2]
острение методом электрорастяжки (изготовление сердечников бронебойных пуль) [3]
Анализ перечисленных выше способов получения заостренных деталей стрежневого типа позволяет сделать вывод о недостаточной их эффективности для условий крупносерийного и массового производства сердечников из высокопрочных сталей.The following methods are known for producing tapered rod-type parts:
method of biting on cold heading machines (sharpening nails, screws) [1]
jigging by rotational crimping (dowel manufacturing) [2]
electrostretching (manufacturing of cores of armor-piercing bullets) [3]
An analysis of the above methods for producing tapered-type pointed parts allows us to conclude that their effectiveness is insufficient for conditions of large-scale and mass production of cores from high-strength steels.

Известен способ изготовления сердечников пуль, преимущественно из высокопрочных сталей, включающий отрезку заготовки, предварительное и окончательное формообразование методом штамповки [4]
Традиционная схема штамповки не позволяет эксплуатировать рабочий инструмент из-за высоких контактных напряжений, возникающих при выдавливании деформируемого металла в сужающуюся рабочую полость матрицы, кроме того, по существующему способу штамповки не представляется возможным получить вершину (скругление) сердечника из-за потери устойчивости выталкивателя малого диаметра.A known method of manufacturing cores of bullets, mainly from high-strength steels, including cutting a workpiece, preliminary and final shaping by stamping [4]
The traditional stamping scheme does not allow the tool to be operated due to the high contact stresses that occur when extruding the wrought metal into the tapering working cavity of the matrix, in addition, it is not possible to obtain the top (rounding) of the core by the existing stamping method due to the loss of stability of the small diameter ejector .

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в снижении контактных напряжений между деформируемым материалом и рабочим инструментом при изготовлении сердечников с заостренной головной частью (наименьший диаметр которой составляет 0,18 0,20 диаметра ведущей части) и скругленной вершиной. The technical result achieved by the invention is to reduce contact stresses between the deformable material and the working tool in the manufacture of cores with a pointed head part (the smallest diameter of which is 0.18 0.20 of the diameter of the leading part) and a rounded apex.

Это обеспечивается тем, что в способе изготовления сердечников преимущественно из высокопрочных сталей, включающем отрезку заготовки, предварительное и окончательное формообразование методом штамповки, при предварительном формообразовании получают полуфабрикат длиной 1,1 1,3 длины сердечника в виде двух сопряженных усеченных конусов, переходящих соответственно в передний и задний цилиндрические пояски, открытые торцы которых выполнены выпуклыми, причем большее основание переднего конуса сопряжено с меньшим основанием заднего конуса, диаметр полуфабриката в месте сопряжения конусов равен 0,8 0,9 диаметра сердечника, а отношение длин переднего и заднего конусов равно (0,9 1,1) (2,1 1,9) при общей их длине 0,85 0,98 длины сердечника, кроме того, длина переднего пояска равна 0,1 0,3 длины головной части сердечника, и диаметр его равен 0,4 0,5 диаметра сердечника, а длина заднего пояска равна 0,1 0,4 длины ведущей части сердечника, диаметр его равен 0,9 1,0 диаметра сердечника, и высота выпуклости торца составляет 0,04 0,1 диаметра сердечника. This is ensured by the fact that in the method of manufacturing cores mainly of high-strength steels, which includes cutting a workpiece, preliminary and final shaping by stamping, during preliminary shaping, a semi-finished product is obtained with a length of 1.1 1.3 core lengths in the form of two conjugated truncated cones, which respectively pass into the front and rear cylindrical belts, the open ends of which are convex, and the larger base of the front cone is associated with a smaller base of the rear cone , the diameter of the semi-finished product at the place of conjugation of the cones is 0.8 0.9 core diameter, and the ratio of the lengths of the front and rear cones is (0.9 1.1) (2.1 1.9) with a total length of 0.85 0, 98 the length of the core, in addition, the length of the front girdle is 0.1 0.3 the length of the head of the core, and its diameter is 0.4 0.5 of the diameter of the core, and the length of the back girdle is 0.1 0.4 of the length of the leading part of the core , its diameter is 0.9 1.0 of the diameter of the core, and the height of the convexity of the end is 0.04 0.1 of the diameter of the core.

Для повышения стойкости рабочего инструмента можно ввести дополнительную операцию, а именно после отрезки заготовки получают промежуточный полуфабрикат общей длиной 1,15 1,25 длины сердечника в виде усеченного конуса, переходящего у оснований в цилиндрические передний и задний пояски, открытые торцы которых выполнены выпуклыми, при этом длины переднего и заднего поясков равны соответственно 0,1 0,3 и 0,05 0,15 длины сердечника, а диаметры их 0,8 0,9 и 0,9 0,95 диаметра сердечника, кроме того, высота выпуклости переднего пояска составляет 0,04 0,1 диаметра сердечника. Окончательное формообразование производят в разъемных по торцу полуматрицах, перемещаемых в сомкнутом состоянии относительно неподвижного пуансона-выталкивателя. To increase the durability of the working tool, an additional operation can be introduced, namely, after cutting the workpiece, an intermediate semi-finished product with a total length of 1.15 1.25 of the core length is obtained in the form of a truncated cone, passing at the bases into cylindrical front and rear bands, the open ends of which are convex, with the lengths of the front and rear bands are respectively 0.1 0.3 and 0.05 0.15 of the length of the core, and their diameters are 0.8 0.9 and 0.9 0.95 of the diameter of the core, in addition, the height of the convexity of the front belt is 0.04 0.1 diameter with heart core. The final shaping is carried out in semi-detachable end-face matrices that are moved in a closed state relative to the stationary punch-ejector.

На фиг. 1 изображена исходная заготовка,
на фиг. 2 промежуточный полуфабрикат,
на фиг. 3 полуфабрикат предварительного формообразования,
на фиг. 4 изделие окончательного формообразования (сердечник).In FIG. 1 shows the original blank,
in FIG. 2 intermediate semi-finished product,
in FIG. 3 prefabricated preforms,
in FIG. 4 product of final shaping (core).

При этом приняты следующие обозначения:
l_c длина сердечника,
d_с диаметр сердечника,
D_заг, L_заг диаметр и длина заготовки,
D_{промеж.} _п/ф, L_{промеж.} _п/ф диаметр и длина промежуточного полуфабриката,
l₂ длина головной части сердечника,
l_в длина ведущей части сердечника,
l_п/ф длина полуфабриката,
l₁ длина заднего пояска,
d₁ диаметр заднего пояска,
h₁ высота выпуклости заднего пояска,
l₂ длина переднего пояска,
d₂ диаметр переднего пояска,
d₃ диаметр места сопряжения конусов.The following notation is accepted:
l _c core length
d _with core diameter
D _zag , L _zag diameter and length of the workpiece,
D _interm. _{p / f} , L _{intermediate.} _{p / f} diameter and length of the intermediate semi-finished product,
l _{2 the} length of the head of the core,
l _{in the} length of the leading part of the core,
l _{p / f the} length of the semi-finished product,
l ₁ length of the back girdle,
d ₁ diameter of the back girdle,
h _{1 the} height of the convexity of the back girdle,
l _{2 the} length of the front girdle,
d ₂ diameter of the front girdle,
d _{3 the} diameter of the interface of the cones.

Изготовление сердечника из высокопрочной стали согласно способу осуществляется следующим образом. The manufacture of the core of high strength steel according to the method is as follows.

От проволоки отрезают исходную цилиндрическую заготовку заданного размера (фиг.1). После этого из заготовки штампуют полуфабрикат (фиг.3). From the wire cut the original cylindrical workpiece of a given size (figure 1). After that, the semi-finished product is stamped from the workpiece (figure 3).

Затем осуществляют окончательное формообразование (фиг.4), для чего полуфабрикат предварительного формообразования помещают в разъемные по торцу полуматрицы, смыкают их и перемещают в сомкнутом состоянии относительно неподвижного пуансона-выталкивателя до заполнения внутренней фигуры полуматриц деформируемым металлом осаживаемого полуфабриката. Then the final shaping is carried out (Fig. 4), for which the pre-shaping prefabricated product is placed in half-matrices detachable at the end, closed and moved in closed state relative to the stationary punch-ejector until the inner half-matrix is filled with a deformed metal of the deposited prefabricated product.

Предложенный способ обеспечивает щадящий силовой режим штамповки на наиболее нагруженных формообразующих операциях, т.к. используется менее энергоемкая по сравнению с выдавливанием штампуемого металла в суживающуюся полость рабочего инструмента осадка полуфабриката (заготовки) предыдущего технологического перехода, т.е. начиная с заготовки, полуфабрикат последующей технологической операции имеет длину, меньшую чем на предыдущей штамповке, и в итоге готовый сердечник имеет длину, существенно меньшую исходной заготовки. The proposed method provides a gentle power mode of stamping on the most loaded forming operations, because less energy-intensive is used in comparison with extruding stamped metal into the tapering cavity of the working tool of the precipitate of a semifinished product (billet) of the previous technological transition, i.e. starting from the workpiece, the semi-finished product of the subsequent technological operation has a length less than the previous stamping, and as a result, the finished core has a length significantly less than the original workpiece.

Все заявленные соотношения размеров и форма полуфабриката установлены экспериментально. All the claimed size ratios and the shape of the semi-finished product are established experimentally.

Выпуклый торцевой сегмент заднего пояска, являющийся компенсатором колебаний объема деформируемого металла при закрытой объемной штамповке, имеет высоту h₁ 0,04 0,10 диаметра d_с сердечника. При h₁ < 0,04 теряется технологический эффект элемента как компенсатора, кроме того, при такой высоте отсутствует надежное блокирование торцевого заусенца, который может появляться при окончательной штамповке. При h₁ > 0,10 возникают высокие растягивающие напряжения в вогнутой фигуре рабочего инструмента, что снижает устойчивость техпроцесса из-за неудовлетворительной стойкости штамповочного инструмента.The convex end segment of the rear girdle, which is a compensator for fluctuations in the volume of the wrought metal with closed die forging, has a height h ₁ 0.04 0.10 of diameter d _{from the} core. When h ₁ <0.04, the technological effect of the element as a compensator is lost, in addition, at this height there is no reliable blocking of the end burr, which may appear during the final stamping. When h ₁ > 0.10, high tensile stresses arise in the concave figure of the working tool, which reduces the stability of the process due to the poor resistance of the stamping tool.

Задний цилиндрический поясок, фиксирующий полуфабрикат в рабочей полости штамповочного инструмента, имеет диаметр d₁ 0,9 1,0 диаметра d_с сердечника и длину l₁ 0,1 0,4 длины l_в ведущей части сердечника. При d₁ < 0,9d_с отклонения от несоосности полуфабриката и рабочего инструмента превышают допустимые для обеспечения качественного формообразования готового изделия погрешности; при d₁ > 1,0d_с не обеспечивается вхождение полуфабриката в полость рабочего инструмента перед началом его штамповки.The rear cylindrical girdle, fixing the semi-finished product in the working cavity of the stamping tool, has a diameter d ₁ 0.9 1.0 of diameter d _{from the} core and a length l ₁ 0.1 0.4 of length l _{in the} leading part of the core. When d ₁ <0.9d _with deviations from misalignment of the semi-finished product and the working tool exceed the permissible errors to ensure high-quality shaping of the finished product; when d ₁ > 1,0d _s , the semi-finished product does not enter the cavity of the working tool before it is stamped.

При l₁ < 0,1l_в теряются фиксирующие свойства цилиндрического пояска для конечной операции; при l₁ > 0,4l_в силы трения, возникающие по цилиндрической части полуфабриката, не позволяют надежно удалять его из матрицы выталкивателем, имеющим диаметр, равный 0,4 0,5 диаметра сердечника.When l ₁ <0.1 l _in , the fixing properties of the cylindrical girdle for the final operation are lost; when l _1> 0,4l _{in the} friction forces occurring on the cylindrical portion semifinished product, not reliably remove it from the ejector matrix having a diameter equal to the diameter of the core of 0.4 0.5.

Передний цилиндрический поясок, скругленный с торца и имеющий длину l₂ 0,1 0,3 длины l_г головной части сердечника и диаметр d₂ 0,4 0,5 диаметра d_с сердечника, служит для формообразования заостренной части сердечника, скругленной с торца. При l₂ < 0,1l_г и d₂ > 0,5d_с не происходит затекания деформируемого металла в сужающуюся полость рабочего инструмента и окончательное формирование вершины сердечника, при l₂ > 0,3l_г и d₂ < 0,4d_с остаются заметные следы (кольцевые канавки) на головной части сердечника при перештамповке полуфабриката в готовое изделие, что не обеспечивает требований, предъявляемых к качеству этих изделий.The front cylindrical girdle rounded from the end and having a length l ₂ 0.1 0.3 length l _{g of the} head of the core and a diameter d ₂ 0.4 0.5 of the diameter d _{from the} core serves to form the pointed part of the core rounded from the end. When l ₂ <0.1l _g and d ₂ > 0.5d _s , the deformable metal does not flow into the tapering cavity of the working tool and the final formation of the top of the core occurs, for l ₂ > 0.3l _g and d ₂ <0.4d _s traces (annular grooves) on the head of the core when re-stamping the semi-finished product into the finished product, which does not meet the requirements for the quality of these products.

Два усеченных конуса, сопрягаемых с передним и задним цилиндрическими поясками, геометрически подобраны так, чтобы объем заднего конуса был на 10
20% больше объема ведущей части сердечника, а объем переднего конуса вместе с объемом переднего цилиндрического пояска был на 10 20% меньше объема головной части сердечника.Two truncated cones, mating with the front and rear cylindrical belts, are geometrically selected so that the volume of the rear cone is 10
20% more than the volume of the leading part of the core, and the volume of the front cone together with the volume of the front cylindrical girdle was 10 20% less than the volume of the head part of the core.

При диаметре d₃ в месте сопряжения конусов d₃ < 0,8 диаметра d_с сердечника возможно ухудшение качества готового изделия из-за появления на головной или ведущей частях сердечника неглубоких кольцевых канавок, при d₃ > 0,9d_с деформируемый металл раньше контактирует с цилиндрической частью рабочей полости матрицы, чем выштамповывается заостренная часть сердечника, вследствие чего существенно увеличиваются удельные нагрузки на рабочий инструмент.With a diameter of d ₃ at the place where the cones d ₃ <0,8 of diameter d _{from the} core, the quality of the finished product may be deteriorated due to the appearance of shallow annular grooves on the head or leading parts of the core; for d ₃ > 0.9d _{s, the} deformable metal comes into contact with the cylindrical part of the working cavity of the matrix, thereby stamping the pointed part of the core, resulting in significantly increased specific loads on the working tool.

Общая длина l_п/ф полуфабриката равна 1,1 1,3 длины l_с сердечника. При l_п/ф < 1,1l_с ужесточается энергетический режим окончательной штамповки, происходит смещение величины деформаций металла в сторону радиальных относительно его истечения по оси, что приводит к более раннему по сравнению с заостренной частью заполнению цилиндрической полости рабочего инструмента, и дальнейшее формообразование головной части сердечника происходит в режиме прямого выдавливания металла в радиусную (конусную) полость матрицы, повышающего удельные нагрузки на рабочий инструмент приблизительно в 2 раза по сравнению с осадкой полуфабриката, при l_п/ф > 1,3l_с снижается качество штампуемого изделия, появляются незначительные провалы образующей цилиндра на ведущей части сердечника, неглубокие канавки (следы от предыдущего технологического перехода) на головной части изделия.The total length l _{p / f of the} semi-finished product is 1.1 1.3 lengths l _{from the} core. When l _{p / f} <1.1 l _{s, the} energy regime of the final stamping is tightened, the magnitude of the deformation of the metal is shifted to the radial direction relative to its outflow along the axis, which leads to earlier filling of the cylindrical cavity of the working tool compared to the pointed part, and further shaping of the head part of the core occurs in the direct extrusion mode of the metal into the radius (cone) cavity of the matrix, which increases the specific load on the working tool by about 2 times compared to siege second semifinished product with l _{p / f>} 1,3l _with reduced quality formed product, there are slight gaps generatrix of the cylinder at the leading portion of the core, shallow grooves (tracks from previous technological transition) on the head portion of the article.

Введение после отрезки заготовки операции штамповки промежуточного полуфабриката (фиг. 2) позволяет дополнительно перераспределить технологические усилия штамповки и снизить удельные нагрузки на рабочий инструмент, что достигается при заявленных соотношениях параметров. The introduction after stamping the operation of stamping an intermediate semi-finished product (Fig. 2) allows you to further redistribute the technological efforts of stamping and reduce the specific load on the working tool, which is achieved with the stated ratios of the parameters.

Таким образом, применение предложенного способа повышает ресурс работы штамповочного инструмента, являющегося основным параметром устойчивости технологии при крупносерийном производстве изделий. Thus, the application of the proposed method increases the life of the stamping tool, which is the main parameter of the stability of the technology in large-scale production of products.

Claims

1. A method of manufacturing cores of bullets, mainly from high-strength steels, including cutting a workpiece, preliminary and final shaping by stamping, characterized in that during preliminary shaping a semi-finished product is obtained with a length of 1.1 1.3 lengths of a core in the form of two conjugated truncated cones passing respectively in the front and rear cylindrical belts, the open ends of which are convex, and the larger base of the front cone is associated with a smaller base of the rear cone, the diameter of the semi-finished product at the point of conjugation of the cones is 0.5 0.9 of the core diameter, and the ratio of the lengths of the front and rear cones is (0.9 1.1) (2.1 1.9) with a total length of 0.85 0.98 the length of the core, in addition, the length of the front girdle is 0.1 0.3 the length of the head of the core and its diameter is 0.4 0.5 of the diameter of the core, and the length of the back girdle is 0.1 0.4 of the length of the leading part of the core, diameter core and the height of the convexity of the end face is 0.04 0.10 diameter of the core.

2. The method according to claim 1, characterized in that after cutting the workpiece, an intermediate semi-finished product with a total length of 1.15 1.5 of the core length is obtained in the form of a truncated cone, passing at the bases into cylindrical front and rear belts, the open ends of which are convex, the lengths of the front and rear bands are respectively 0.1 0.03 and 0.05 0.15 of the length of the core, and their diameters are 0.8 0.9 and 0.9 0.95 of the diameter of the core, in addition, the height of the convexity of the front belt is 0.04 0.1 core diameters.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the final shaping is carried out in semi-detachable end-face matrices that are moved in a closed ratio relative to the stationary punch-ejector.