Способ изготовления корпуса осколочной боевой части /варианты/

Изобретение относится к способам изготовления металлических деталей корпусов осколочных боеприпасов. Способ изготовления корпуса осколочной боевой части заключается в горячей пластической деформации заготовок, их выдержке под нагрузкой до охлаждения, причем заготовки изготавливают одинаковой расчетной массы и формы, и на них наносится покрытие из материала, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления металла заготовок. Заготовки помещают в тонкостенную обойму, выполненную из материала с температурой плавления выше температуры плавления покрытия и устанавливают обойму с заготовками в матрицу или заготовки помещают в матрицу, выполненную с полостью, на поверхность которой предварительно наносят слой материала, адгезионные свойства которого ниже адгезионных свойств материала матрицы. Заготовки сжимают продольным нагружающим усилием, обеспечивающим деформацию заготовки до смыкания поверхностей заготовок между собой, а затем нагревают матрицу под нагрузкой до температуры выше температуры плавления покрытия и извлекают осколкообразующий корпус из матрицы после выдержки в ней до остывания. Повышается однородность осколочного поля. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к боеприпасной технике, в частности к способам изготовления металлических деталей корпусов осколочных боеприпасов, включающих артиллерийские снаряды, авиабомбы, ручные гранаты, боевые части ракет и т.п.

Известно устройство для образования осколков и способ его изготовления (заявка РСТ (WO) №89/03500, опубл. 20.04.1989 г.), использующееся в металлических разрывающихся изделиях, например в снарядах и минах, выполненное в виде полого цилиндрического элемента, на участках внутренней или наружной поверхности которого образованы спиральные канавки, служащие разделительным промежутком, причем на выбранных участках смежные поверхности канавок соприкасаются одна с другой.

Недостатком данного устройства является однозначно заданная цилиндрическая форма элемента, а также уменьшение средней плотности корпуса боеприпаса за счет выборки материала в канавках.

Известна также осколочная рубашка для осколочного снаряда (заявка ФГР №2536308, опубл. 03.10.1980 г.), состоящая из осколков одинаковой формы, в частности шариков, которые заформованы в трубчатый каркас из металла в один или несколько концентрических кругов между внешней и внутренней стенками и залиты легкоплавким сплавом, точка плавления у которого ниже, чем материала осколков.

Недостатком способа изготовления данной осколочной рубашки является необходимость формирования решетчатых стенок (внутренней и внешней), наличие нескольких фиксаторов для правильной установки в литейную форму и необходимость дополнительной обработки осколочной рубашки до нужного размера после заливки легкоплавкого сплава.

Известен способ изготовления снарядных корпусов, принятый за прототип (пат. RU 2179587, МПК 7 C21D 9/16, опубл. 20.02.2002 г.), включающий операции горячей пластической деформации, механической обработки и горячего обжима, причем после горячей пластической деформации предусмотрена дополнительная термообработка стальной заготовки, при которой ее подвергают рекристаллизационно-диффузионному отжигу с нагревом в печи и последующему охлаждению с печью, причем заготовки корпусов выполняются из высокоуглеродистых эвтектоидных и заэвтектоидных марганцево-кремнистых сталей.

Недостатком данного способа является сложная технология получения готового снарядного корпуса, включающая более 10 технологических операций, в том числе окончательную механическую обработку готового изделия. Окончательно полученное изделие обеспечивает непрогнозируемое разрушение корпуса на осколки различной формы и массы, что затрудняет формирование осколочных полей с заданным взаимным расположением осколков в пространстве.

Решаемая техническая задача состоит в разработке способа, позволяющего изготавливать корпуса осколочных боеприпасов заданной формы, например цилиндрической, параболической, представляющих собой сегменты цилиндра, параболы и т.п., содержащие осколки равной массы, близкие по форме между собой и плотно упакованные в осколкообразующем корпусе, вследствие чего средняя плотность материала корпуса близка к плотности материала каждого осколка, что способствует равномерному распределению осколков в пространстве при формировании осколочных полей.

Указанная техническая задача может быть решена двумя вариантами способа.

Один из них заключается в том, что производят горячую пластическую деформацию заготовок, их выдержку под нагрузкой до охлаждения. Новым в способе является то, что изготавливают заготовки одинаковой расчетной массы и формы, наносят на них покрытие из материала, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления металла заготовок, помещают заготовки в тонкостенную обойму, выполненную из материала с температурой плавления выше температуры плавления покрытия заготовок, причем ее размеры и форма соответствуют размерам и форме готового осколкообразующего корпуса, а внутренний поперечный размер равен поперечному размеру заготовки, устанавливают обойму с заготовками в матрицу, сжимают заготовки с помощью пуансона продольным нагружающим усилием, обеспечивающим деформацию заготовок до смыкания поверхностей заготовок между собой и внутренней поверхностью обоймы, нагревают матрицу под нагрузкой до температуры выше температуры плавления покрытия и извлекают осколкообразующий корпус из матрицы после выдержки в ней до остывания.

Изготовление заготовок одинаковой расчетной массы и формы обеспечивает получение осколков одинаковой массы, соответствующей массе заготовки, и обеспечивает примерно одинаковую форму осколков.

Нанесение на заготовки покрытия из материала, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления материала заготовок позволяет обеспечить соединение осколков между собой и осколков с обоймой после деформации осколков при последующем нагреве до температуры выше температуры плавления покрытия.

Помещение заготовок в тонкостенную обойму, выполненную из материала, имеющего температуру плавления выше температуры плавления покрытия, позволяет исключить из техпроцесса последующую механическую обработку корпуса как по наружной, так и по внутренней поверхности.

Выполнение обоймы с размерами и формой, соответствующими размерам и форме готового осколкообразующего корпуса, а внутренним поперечным размером, равным поперечному размеру заготовки, обеспечивает требуемый калибр боеприпаса.

Нагружение заготовок в обойме, установленной в матрицу продольным усилием, обеспечивающим деформацию до смыкания поверхностей заготовок между собой и внутренней поверхностью обоймы, обеспечивает плотную упаковку осколков в осколкообразующем корпусе.

Нагрев матрицы под нагрузкой до температуры плавления выше температуры плавления покрытия заготовок обеспечивает соединение осколков в монолитную деталь осколкообразующего корпуса.

Извлечение корпуса из матрицы после выдержки в ней до остывания обеспечивает получение готового корпуса и исключает необходимость последующей механической обработки.

Второй способ применяется при высокой прочности материала заготовок и отличается тем, что заготовки изготавливают одинаковой расчетной массы и формы, наносят на них покрытие из материала, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления металла заготовок, помещают заготовки в матрицу, выполненную с полостью, на поверхность которой предварительно наносят слой материала, адгезионные свойства которого ниже адгезионных свойств материала матрицы, причем размеры и форма указанной полости соответствуют размерам и форме готового осколкообразующего корпуса, а внутренний поперечный размер равен поперечному размеру заготовки, затем сжимают заготовки с помощью пуансона продольным нагружающим усилием, обеспечивающим деформацию заготовок до смыкания поверхностей заготовок между собой и внутренней поверхностью матрицы, нагревают матрицу под нагрузкой до температуры выше температуры плавления покрытия и извлекают осколкообразующий корпус из матрицы после выдержки в ней до остывания.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить плотную упаковку осколков, имеющих одинаковую массу и примерно одинаковую окончательную форму, а введение предварительного покрытия заготовок обеспечивает соединение элементов осколкообразующего корпуса боеприпаса в единую деталь, имеющую достаточную прочность. При этом из конструкции осколкообразующего корпуса исключаются обе или одна обойма.

Предварительное помещение заготовок в матрицу позволяет обеспечить калибр боеприпаса или форму его осколкообразующего корпуса без последующей механической обработки в тех случаях, когда не требуется точного обеспечения калибра.

На фиг.1 (а, б, в) показаны возможные формы заготовок.

На фиг.2, 3 показано помещение заготовок в обойму при реализации 1-го способа.

На фиг.4 показан примерный вид осколка после прессования.

На фиг.5, 6 показан элемент готового осколкообразующего корпуса.

На фиг.7 показано размещение заготовок в матрице при реализации 2-го способа.

1-й вариант способа реализуют следующим образом.

Для изготовления корпуса осколочной боевой части однотипные заготовки 1, например из стали, с предварительно нанесенным по всей поверхности покрытием 2, например из припоя с заданной температурой плавления, сферические, цилиндрические или в виде усеченных конусов, в зависимости от заданной формы осколкообразующего элемента, помещаются в обойму, внутренняя 4 и внешняя 5 части которой изготовлены, например, из стали, которую затем помещают в матрицу 3, выполненную, например, из высокопрочной жаропрочной стали или титанового сплава.

Пуансоном 6, геометрия поперечного сечения которого повторяет полость матрицы 3, в которой размещены заготовки 1, производится сжатие заготовок 1 до их полной деформации и принятия формы, примерно соответствующей форме осколка 7. Последующий нагрев приводит к расплавлению материала покрытия 2 заготовок 1 и образованию соединения, аналогичного пайке, по плоскостям стыка осколков 6 и такого же соединения осколков 7 с элементами обоймы 4 и 5. Выдерживают обойму с осколками до остывания и извлекают из матрицы.

2-й вариант способа реализуют следующим образом.

Для изготовления корпуса осколочной боевой части однотипные заготовки 1, например, из стали с предварительно нанесенным по всей поверхности покрытием 2, например, из припоя с заданной температурой плавления, сферические, цилиндрические или в виде усеченных конусов, в зависимости от заданной формы осколкообразующего элемента, помещаются в матрицу 3, выполненную, например, из жаропрочной стали или титанового сплава, на внутреннюю поверхность которой предварительно нанесен слой 9, например, из тефлона, препятствующий прилипанию покрытия 2 к поверхности матрицы 3.

Пуансоном 6, геометрия поперечного сечения которого повторяет полость матрицы 3, в которой размещены заготовки 1, производится сжатие заготовок 1 до их полной деформации и принятия формы, примерно соответствующей форме осколка 7. Последующий нагрев приводит к расплавлению материала покрытия 2 заготовок 1 и образованию соединения, аналогичного пайке, по плоскостям стыка осколков 7.

Применение предлагаемого способа позволяет осуществлять изготовление осколкообразующих элементов корпусов боеприпасов, гарантируя одинаковую массу каждого осколка и примерно одинаковые геометрические размеры этих осколков, что обеспечивает среднюю плотность готового корпуса ОБЧ, близкую к плотности материала каждого осколка, что способствует более равномерному распределению осколков при образовании осколочных полей

1. Способ изготовления корпуса осколочной боевой части, включающий горячую пластическую деформацию заготовок, их выдержку под нагрузкой до охлаждения, отличающийся тем, что заготовки изготавливают одинаковой расчетной массы и формы, наносят на них покрытие из материала, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления металла заготовок, помещают заготовки в тонкостенную обойму, выполненную из материала с температурой плавления выше температуры плавления покрытия заготовок, причем ее размеры и форма соответствуют размерам и форме готового корпуса осколочной боевой части, а внутренний поперечный размер равен поперечному размеру заготовки, устанавливают обойму с заготовками в матрицу, сжимают заготовки с помощью пуансона продольным нагружающим усилием, обеспечивающим деформацию заготовок до смыкания поверхностей заготовок между собой и внутренней поверхностью обоймы, нагревают матрицу под нагрузкой до температуры выше температуры плавления покрытия и извлекают корпус осколочной боевой части из матрицы после выдержки в ней до охлаждения.

2. Способ изготовления корпуса осколочной боевой части, включающий горячую пластическую деформацию заготовок, их выдержку под нагрузкой до охлаждения, отличающийся тем, что заготовки изготавливают одинаковой расчетной массы и формы, наносят на них покрытие из материала, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления металла заготовок, помещают заготовки в матрицу, выполненную с полостью, на поверхность которой предварительно наносят слой материала, адгезионные свойства которого ниже адгезионных свойств материала матрицы, причем размеры и форма, указанной полости соответствуют размерам и форме готового корпуса осколочной боевой части, а внутренний поперечный размер равен поперечному размеру заготовки, затем сжимают заготовки с помощью пуансона продольным нагружающим усилием, обеспечивающим деформацию заготовок до смыкания поверхностей заготовок между собой и внутренней поверхностью матрицы, нагревают матрицу под нагрузкой до температуры выше температуры плавления покрытия, и извлекают осколкообразующий корпус из матрицы после выдержки в ней до охлаждения.