RU2575330C2

RU2575330C2 - Assault rifle breech parts production

Info

Publication number: RU2575330C2
Application number: RU2013112689/11A
Authority: RU
Inventors: Тьерри ДЮМОРТЬЕ; Шарль-Орель ГИЛЕН
Original assignee: БРАУНИНГ ИНТЕРНЭШНЛ, сосьете аноним
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: invention relates to small arms, particularly, to production of breeches of assault rifle. Single-piece breech for assault rifle is made of aluminium or aluminium alloy. Breech separate parts are made for them to be assembled to the breech assy. Required finishing jobs are executed. Said separate parts are welded together.

EFFECT: fast and efficient fabrication.

14 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к способу изготовления казенных частей для карабинов.The invention relates to a method for the manufacture of breech blocks for carbines.

Функцией казенной части является крепление и удержание на месте всех основных компонентов, таких как ствол, спусковая скоба, приклад, патронник, подвижные детали и т.д. Кроме этой функции казенная часть имеет определяющее влияние на дизайн и эстетику оружия.The function of the breech is to attach and hold in place all the main components, such as the barrel, trigger guard, butt, chamber, moving parts, etc. In addition to this function, the breech has a decisive influence on the design and aesthetics of weapons.

Изготовление казенных частей огнестрельного оружия в основном осуществляют посредством механической обработки из массы блока определенного сплава, в основном из алюминиевого сплава.The manufacture of public parts of firearms is mainly carried out by machining from the mass of a block of a certain alloy, mainly from an aluminum alloy.

Казенную часть классического карабина изготавливают, например, из блока алюминиевого сплава весом 2 кг, чтобы получить готовую деталь, которая весит всего приблизительно 300 г.The breech of a classic carbine is made, for example, from an aluminum alloy block weighing 2 kg to obtain a finished part that weighs only about 300 g.

Механическую обработку этих деталей производят в классическом цеху, оборудованном полным набором станков, в том числе многоосными фрезеровочными станками, расточными станками, шлифовальными станками и т.д.The mechanical processing of these parts is carried out in a classic workshop equipped with a complete set of machines, including multi-axis milling machines, boring machines, grinding machines, etc.

Преимуществом этого способа изготовления в цеху посредством механической обработки является возможность сохранения механических характеристик алюминиевого сплава исходного блока.The advantage of this manufacturing method in the workshop by machining is the ability to maintain the mechanical characteristics of the aluminum alloy of the source block.

С другой стороны, недостатком является время изготовления, стоимость рабочей силы, станочного парка и инструментов, тем более что казенная часть является довольно сложной и точной деталью, изготовление которой следует осуществлять при минимальных допусках.On the other hand, the disadvantage is the time of manufacture, the cost of labor, machine tools and tools, especially since the breech is a rather complex and accurate part, the manufacture of which should be carried out with minimal tolerances.

Разумеется, это требует наличия квалифицированного персонала.Of course, this requires qualified personnel.

Другим недостатком является потеря большого количества сырья.Another disadvantage is the loss of a large amount of raw materials.

Другой применяемой технологией является горячая деформация, при которой используют матрицы, позволяющие формовать путем пластической деформации нагретые детали из сплава цветного металла. Используемыми машинами являются гидравлические прессы.Another technology used is hot deformation, in which matrices are used that make it possible to form heated parts from a non-ferrous metal alloy by plastic deformation. The machines used are hydraulic presses.

Преимуществом этого способа является однородность материала и хорошее поверхностное состояние.The advantage of this method is the uniformity of the material and good surface condition.

Недостатком является посредственная точность деформируемой детали.The disadvantage is the mediocre accuracy of the deformable part.

Еще одной известной технологией является литье по выплавляемым восковым моделям, известное также под сокращенным названием FMP.Another well-known technology is lost wax casting, also known as FMP.

Способ литья требует изготовления восковой модели, покрываемой огнеупорной керамикой, которая после удаления воска под действием нагрева становится формой для изготовления детали литьем.The casting method requires the manufacture of a wax model coated with refractory ceramics, which after removal of the wax by heating becomes a mold for the manufacture of the part by casting.

Сплав заливают в керамическую форму, которую впоследствии разрушают посредством вибрации, чтобы извлечь из нее конечную деталь.The alloy is poured into a ceramic mold, which is subsequently destroyed by vibration to extract the final part from it.

Этот способ характеризуется высокой точностью деталей, выходящих из формы, и очень хорошим поверхностным состоянием.This method is characterized by high accuracy of parts exiting the mold and a very good surface condition.

Однако этот способ не подходит для изготовления деталей сложной геометрической формы.However, this method is not suitable for the manufacture of parts of complex geometric shape.

Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков и в разработке быстрого и эффективного способа выполнения высококачественных казенных частей для карабинов.The objective of the invention is to eliminate the above disadvantages and to develop a quick and effective way to perform high-quality breech parts for carbines.

Поставленная задача решена в способе изготовления, включающем выполнение отдельных деталей казенной части, которые в соединенном состоянии могут образовать казенную часть; далее следуют возможные операции чистовой механической обработки; затем эти детали соединяют при помощи сварки.The problem is solved in a manufacturing method, including the implementation of the individual parts of the breech, which in the connected state can form the breech; The following are possible machining operations; then these parts are joined by welding.

Способ изготовления в соответствии с изобретением теоретически позволяет сократить производственные расходы почти на 50% по сравнению с классическими способами механической обработки, применяемыми в настоящее время.The manufacturing method in accordance with the invention theoretically allows to reduce production costs by almost 50% compared with the classical machining methods currently used.

Кроме того, поскольку теперь изготовление основано на выполнении двух деталей, возможная механическая отделка перед конечной сборкой происходит проще и быстрее, поскольку станки могут обрабатывать плоскости и на больших площадях, что требует меньшего количества инструментов и сложных машин для операций механической обработки внутренних поверхностей готовой казенной части, так как эти поверхности теперь стали гораздо доступнее.In addition, since now the manufacture is based on the implementation of two parts, the possible mechanical finishing before final assembly is simpler and faster, since the machines can process planes and in large areas, which requires fewer tools and complex machines for machining the internal surfaces of the finished breech , as these surfaces are now much more affordable.

Предпочтительно отдельные детали казенной части изготавливают с применением способа полутвердого формования.Preferably, individual parts of the breech are made using a semi-solid molding process.

Технология полутвердого формования позволяет избежать флуктуации потока трансформируемого алюминия, так как такая технология позволяет работать на классическом литейном алюминии для изготовления казенных частей, что делает изготовление более независимым от цен на используемый до настоящего времени высокосортный алюминий, предназначенный для механической обработки.Semi-solid molding technology avoids fluctuations in the flow of transformable aluminum, since this technology allows working on classic cast aluminum for the manufacture of breech blocks, which makes the production more independent of the prices of high-grade aluminum used to date for machining.

Технология полутвердого формования позволяет получать практически готовые недорогие детали, обладающие хорошей фактурой с хорошей механической прочностью, компактные, и требует лишь очень незначительного дополнительного количества сырья по сравнению с классическими способами литья и механической обработки, где излишки сырья не используются повторно в процессе изготовления.Semi-solid molding technology allows you to get almost finished inexpensive parts that have a good texture with good mechanical strength, are compact, and require only a very small additional amount of raw materials compared to classical casting and machining methods, where excess raw materials are not reused in the manufacturing process.

Таким образом, способ в соответствии с изобретением позволяет значительно снизить стоимость производства казенных частей.Thus, the method in accordance with the invention can significantly reduce the cost of production of breech parts.

Среди способов полутвердого формования наиболее предпочтительным является способ, известный под названием «реолитья».Among the semi-solid molding processes, the most preferred is the process known as "casting".

Речь идет о процессе литья с использованием тиксотропного свойства полутвердого расплава алюминия, когда вязкость расплава уменьшается под действием перемешивания, в основном под действием напряжения сдвига.This is a casting process using the thixotropic property of a semi-solid aluminum melt, when the melt viscosity decreases under the action of mixing, mainly under the action of shear stress.

Чтобы достичь полутвердого состояния, расплав должен иметь жидкую и твердую фазы, причем последняя должна характеризоваться сфероидальной формой. В рамках реолитья сфероидальную твердую фазу получают из жидкого металла, охлаждаемого контролируемым образом до оптимальной температуры полутвердого состояния посредством добавления слитка твердого сырья, эквивалентного определенному процентному содержанию твердой фракции. Эту смесь затем доводят до достаточно жидкого состояния посредством перемешивания, чтобы можно было производить литье под давлением в пресс-форме.To achieve a semi-solid state, the melt must have a liquid and solid phase, the latter must be characterized by a spheroidal shape. In the framework of re-casting, a spheroidal solid phase is obtained from a liquid metal, which is cooled in a controlled manner to the optimal semi-solid state temperature by adding an ingot of solid raw materials equivalent to a certain percentage of solid fraction. This mixture is then brought to a sufficiently liquid state by stirring so that injection molding in the mold can be carried out.

Предпочтительно казенные части собирают из двух деталей, предпочтительно левой половины или боковины казенника и правой половины или боковины казенника.Preferably, the breech parts are assembled from two parts, preferably the left half or side of the breech and the right half or side of the breech.

Предпочтительно детали казенной части соединяют только при помощи сварки, то есть без дополнительных соединительных элементов, таких как шипы, которые заходят в пазы деталей казенной части и которые могут локально ослаблять казенную часть, что потребовало бы более значительной толщины казенной части или выполнения усилительных нервюр.Preferably, the parts of the breech are connected only by welding, that is, without additional connecting elements, such as spikes, which fit into the grooves of the parts of the breech and which can locally weaken the breech, which would require a larger thickness of the breech or reinforcement ribs.

Предпочтительно детали казенной части в соответствии с изобретением не имеют таких усилительных нервюр и, следовательно, могут быть в основном гладкими снаружи, то есть на поверхности, которая должна быть наружной поверхностью казенной части.Preferably, the parts of the breech in accordance with the invention do not have such reinforcing ribs and, therefore, can be generally smooth on the outside, that is, on the surface, which should be the outer surface of the breech.

Предпочтительно детали казенной части соединяют при помощи сварки электронным пучком, известной также под названием "Electron Beam Welding".Preferably, the parts of the breech are joined by electron beam welding, also known as "Electron Beam Welding".

Сварка электронным пучком позволяет соединять компоненты за счет энергии электронов, которые бомбардируют поверхность соединяемых сваркой деталей.Electron beam welding allows you to connect components due to the energy of electrons, which bombard the surface of the parts connected by welding.

Электроны выходят из катода, затем получают ускорение от электрического потенциала и фокусируются при помощи магнитных катушек. Сварка происходит в результате преобразования их кинетической энергии в энергию нагрева. Для этого, чтобы лучше управлять потоком электронов, работу необходимо производить в условиях вакуума.Electrons exit the cathode, then receive acceleration from the electric potential and are focused using magnetic coils. Welding occurs as a result of the conversion of their kinetic energy into heating energy. To do this, in order to better control the flow of electrons, work must be done in a vacuum.

Этот способ соединения обеспечивает большую глубину провара, практическое отсутствие деформаций и усадки материала с учетом сугубо локального приложения, а также высокую скорость сварки.This connection method provides a large penetration depth, the practical absence of deformation and shrinkage of the material, taking into account a purely local application, as well as a high welding speed.

Несмотря на то, что наиболее предпочтительным способом соединения является сварка электронным пучком, испытания показали, что в рамках изобретения можно применять и другие способы сварки, такие как лазерная сварка и сварка трением с перемешиванием или "Friction Stir Welding".Although the most preferred bonding method is electron beam welding, tests have shown that other welding methods, such as laser welding and friction stir welding or "Friction Stir Welding", can be used as part of the invention.

Объектом изобретения является также пресс-форма, которая позволяет выполнять деталь моноблочной казенной части для карабина согласно заявленному способу.The object of the invention is also a mold, which allows you to perform a part of a monoblock breech for a carbine according to the claimed method.

Для большей ясности изобретение представлено в виде иллюстративного и неограничивающего примера осуществления казенной части карабина, описанного со ссылками на прилагаемые чертежи.For clarity, the invention is presented as an illustrative and non-limiting example of the implementation of the breech of the carbine, described with reference to the accompanying drawings.

На фиг.1 схематично показан карабин, оборудованный казенной частью в соответствии с изобретением, вид сбоку;Figure 1 schematically shows a carbine equipped with a breech in accordance with the invention, side view;

на фиг.2 показаны детали казенной части карабина, изображенного на фиг.1, перед соединением, увеличенный вид;figure 2 shows the details of the breech of the carabiner shown in figure 1, before connection, an enlarged view;

на фиг.3 и 4 - вид соответственно по стрелкам F3 и F4 фиг.2;figure 3 and 4 is a view, respectively, along the arrows F3 and F4 of figure 2;

на фиг.5 и 6 - вид соответственно по линиям V-V и VI-VI фиг.4;figure 5 and 6 are a view, respectively, along the lines V-V and VI-VI of figure 4;

на фиг.7-11 очень схематично показаны различные этапы способа изготовления в соответствии с изобретением.7-11 very schematically show the various steps of a manufacturing method in accordance with the invention.

Полуавтоматический карабин 1, показанный на фиг.1, содержит казенную часть 2, на которой закреплены и удерживаются на месте основные компоненты карабина 1, такие как ствол 3, спусковая скоба 4, приклад 5 и подвижные детали 6, которые показаны только частично на фигуре, так как в основном расположены в полости 7 казенной части 2.The semi-automatic carbine 1 shown in FIG. 1 comprises a breech 2, on which the main components of the carbine 1 are fixed and held in place, such as a barrel 3, a trigger 4, a butt 5 and movable parts 6, which are shown only partially in the figure, since they are mainly located in the cavity 7 of the breech 2.

Эту казенную часть 2 необходимо выполнять с высокой точностью, чтобы избежать нежелательного зазора между казенной частью 2 и основными компонентами и чтобы обеспечивать направление подвижных деталей 6 без зазора в казенной части 2.This breech 2 must be performed with high accuracy in order to avoid an undesirable gap between the breech 2 and the main components and to ensure the direction of the moving parts 6 without a gap in the breech 2.

Согласно варианту выполнения изобретения казенную часть 2 изготавливают из нескольких деталей 8, например в количестве двух, как показано на фиг.2, то есть левой боковины 8A и правой боковины 8В, которые после соединения образуют черновую конструкцию казенной части в комплекте.According to an embodiment of the invention, the breech 2 is made of several parts 8, for example, in the amount of two, as shown in FIG. 2, that is, the left side 8A and the right side 8B, which, after joining, form the draft structure of the breech in the kit.

Как правило, обе боковины 8A и 8B не являются симметричными.As a rule, both sidewalls 8A and 8B are not symmetrical.

Согласно изобретению обе детали 8A и 8B изготавливают из алюминия или алюминиевого сплава предпочтительно при помощи способа полутвердого формования, известного под названием «реолитья».According to the invention, both parts 8A and 8B are made of aluminum or an aluminum alloy, preferably using a semi-solid molding process known as "casting".

На фиг.7-11 схематично представлены различные этапы этого способа.7-11 schematically represent the various steps of this method.

На фиг.7 показана печь 9, предназначенная для получения расплава 10 алюминия при оптимальной температуре полутвердого состояния.7 shows a furnace 9, designed to obtain a melt 10 of aluminum at the optimum temperature of the semi-solid state.

Соответствующее количество расплава 10 отбирают в тигель 11, как показано на фиг.7.The corresponding amount of melt 10 is taken into the crucible 11, as shown in Fig.7.

Затем, как показано на фиг.8, добавляют слиток 12 твердого сырья, эквивалентный твердой фракции в процентах, для получения полутвердого расплава, имеющего жидкую и твердую фазы, причем твердая фаза характеризуется сфероидальной формой.Then, as shown in FIG. 8, a solid ingot 12, equivalent to the solid fraction in percent, is added to obtain a semi-solid melt having a liquid and a solid phase, the solid phase being characterized by a spheroidal shape.

Этот полутвердый расплав обладает свойством тиксотропии и характеризуется повышенной вязкостью, когда расплав находится в неподвижном состоянии, и его вязкость понижается под действием напряжения сдвига или под действием перемешивания.This semi-solid melt has the property of thixotropy and is characterized by increased viscosity when the melt is stationary, and its viscosity decreases under the action of shear stress or under the action of mixing.

При добавлении слитка тигель 11 подвергают сильному вращению, чтобы довести расплав до жидкого состояния.When the ingot is added, the crucible 11 is subjected to strong rotation to bring the melt to a liquid state.

Затем этот расплав нагнетают под давлением в пресс-форму 13, образованную двумя половинами 13A и 13B, которые ограничивают полость, представляющую собой негативную форму одной или нескольких выполняемых деталей 8.This melt is then injected under pressure into a mold 13 formed by two halves 13A and 13B, which define a cavity representing the negative shape of one or more of the work pieces 8.

После этого половины 13A и 13B пресс-формы разъединяют, чтобы извлечь из пресс-формы сформованную отливку 14.After that, the halves 13A and 13B of the mold are disconnected to extract the molded casting 14 from the mold.

Эта отливка, показанная сбоку на фиг.11, содержит в данном примере две детали 8A и 8B, которые соединены между собой через выпускной желоб 15.This casting, shown sideways in FIG. 11, contains in this example two parts 8A and 8B that are interconnected via an outlet trough 15.

Затем обе черновые детали отделяют от желоба 15, чтобы получить две отдельные детали 8A и 8B, которые, в случае необходимости, затем подвергают механической обработке в некоторых местах, например спереди, где будет крепиться ствол, и сзади, где должен крепиться приклад.Then, both draft parts are separated from the chute 15 to obtain two separate parts 8A and 8B, which, if necessary, are then machined in some places, for example, in the front where the barrel will be attached and in the rear where the butt should be attached.

На этой стадии изготовления механическая обработка внутренних поверхностей 18 казенной части 2 облегчается за счет того, что эти поверхности являются легкодоступными в несоединенном состоянии деталей 8A и 8B казенной части 2.At this stage of manufacture, the machining of the inner surfaces 18 of the breech 2 is facilitated by the fact that these surfaces are easily accessible in the unconnected state of the parts 8A and 8B of the breech 2.

В конечном итоге детали 8A и 8B соединяют сваркой для получения казенной части 2.Ultimately, parts 8A and 8B are joined by welding to produce breech 2.

Предпочтительно соединение производят при помощи электронного пучка в вакууме или в альтернативном варианте при помощи лазерной сварки или при помощи сварки трением с перемешиванием.Preferably, the connection is made by electron beam in a vacuum or alternatively by laser welding or by friction stir welding.

Разумеется, изобретение ни в коем случае не ограничивается описанными выше примерами, и в описанный способ можно вносить различные изменения, не выходя при этом за рамки изобретения, определенные нижеследующей формулой изобретения.Of course, the invention is by no means limited to the examples described above, and various changes can be made to the described method without departing from the scope of the invention defined by the following claims.

Claims

1. A method of manufacturing a monoblock breech from aluminum or an aluminum alloy for a carbine, characterized in that it includes the execution of individual parts (8) of the breech, which in the connected state can form the breech (2), the subsequent implementation of the necessary finishing operations , then joining these parts (8) by welding.

2. The manufacturing method according to claim 1, characterized in that the breech is connected from two parts (8A and 8B), preferably from the left half of the breech and the right half of the breech.

3. The manufacturing method according to claim 1 or 2, characterized in that the individual parts (8) of the breech part (2) are made using the semi-solid molding method.

4. The manufacturing method according to claim 3, characterized in that the semi-solid molding method for producing parts (8) of the breech is a method known as "casting".

5. The manufacturing method according to claim 1 or 2, characterized in that the individual parts (8) of the breech (2) are made by hot deformation.

6. The manufacturing method according to claim 1 or 2, characterized in that the individual parts (8) of the breech part (2) are made by injection molding.

7. A manufacturing method according to any one of claims 1, 2 or 4, characterized in that the parts (8) of the breech section do not have reinforcing ribs.

8. The manufacturing method according to claim 7, characterized in that the parts (8) of the breech are generally smooth outside, that is, on the surface, which should become the outer surface of the assembled breech (2).

9. A manufacturing method according to any one of claims 1, 2, 4 or 8, characterized in that the breech parts (8) are connected by electron beam welding.

10. The manufacturing method according to claim 9, characterized in that the connection using an electron beam is carried out under vacuum.

11. A manufacturing method according to any one of claims 1, 2, 4 or 8, characterized in that the parts (8) of the breech are connected by laser welding.

12. A manufacturing method according to any one of claims 1, 2, 4 or 8, characterized in that the parts (8) of the breech are connected by friction stir welding.

13. A manufacturing method according to any one of claims 1, 2, 4, 8 or 10, characterized in that the parts (8) of the breech are connected only by welding.

14. Mold for the manufacture of parts from aluminum or aluminum alloy, characterized in that it is made with the possibility of manufacturing parts (8) monoblock breech (2) for a carbine.