精確鍛造彈殼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及彈殼和它們的制造。
【背景技術(shù)】
[0002]用于火器彈藥的黃銅殼通常在連續(xù)機(jī)器上以多個步驟來制造，通常有中間退火步驟。傳統(tǒng)上，殼由條形料來制造，該條形料形成杯形，然后進(jìn)行拉制。一旦拉制，坯料機(jī)械加工至一定長度，并提供發(fā)射器槽。條形料方法產(chǎn)生較高的廢料比率，需要用于退火的能量，緩慢，且占據(jù)相當(dāng)?shù)牡孛婵臻g。已知由實心線材冷形成用于彈筒的空心薄壁中間坯料。不管由條形料還是由線材料來制造，當(dāng)生產(chǎn)重拉制預(yù)制品時，它有在開口端上的不規(guī)則邊緣，通常，該開口端在從形成工具排出后機(jī)械加工成精確的端表面。在從形成工具排出后，預(yù)制品通常也進(jìn)行機(jī)械加工，以便產(chǎn)生在它的頭部或后端附近的發(fā)射器槽。
[0003]制造彈殼的這些已知方法有多個附加缺陷。將殼預(yù)制品從例如形成機(jī)器的一個工作面?zhèn)鬟f至轉(zhuǎn)動機(jī)器的工作面將引起尺寸變化，由于用于制造殼的機(jī)器的多種可能組合，該尺寸變化可能很難管理。在連續(xù)機(jī)器之間傳遞坯料通常涉及勞動成本，且各機(jī)器必須進(jìn)行監(jiān)測和維護(hù)，從而增加了附加的成本和殼制造的可變性。機(jī)械加工操作產(chǎn)生廢料，特別是切肩和/或灰塵形式，從而產(chǎn)生維護(hù)和廢料回收問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的彈殼以及用于它的制造的方法和裝置。殼完全由金屬線材(通常為黃銅)在單個形成機(jī)器中冷形成。本發(fā)明的殼為無邊緣的實體頭部類型，具有在頭部端的發(fā)射器槽。殼以高生產(chǎn)速度形成為最終形狀，且材料去除局限于從深拉制柱形壁的前端切除較短環(huán)以便獲得均勻的邊緣以及沖壓除去較小塊以便形成穿火孔。發(fā)射器槽完全在坯料上形成，而沒有相應(yīng)的材料去除。該形成方法提高了坯料的冶金特性，特別是在發(fā)射器槽的關(guān)鍵區(qū)域處。本發(fā)明的方法使得殼更不易于通過在裝配、使用和重新加載過程中產(chǎn)生的裂紋或其它損壞而失效。
[0005]本發(fā)明的方法開始于從實體線切割的坯料。坯料進(jìn)行鐓鍛和擠壓，以便形成發(fā)火藥囊袋、管形裝藥和子彈空間以及發(fā)射器槽的初期階段。在以后的形成階段中，與發(fā)火藥囊袋相關(guān)聯(lián)的坯料區(qū)域進(jìn)行鐓鍛和徑向向外折疊，以便形成發(fā)射器槽的后壁或凸緣。作為用于裝藥和子彈空間的預(yù)制品的管形部分軸向深拉制成薄壁管，然后，通過新穎軌道剪切而在它的遠(yuǎn)端處進(jìn)行精修整。在結(jié)束修整后，薄壁管鍛造成稍微錐形形狀。殼在形成機(jī)器中完成，且不需要輔助機(jī)械加工或退火。
【附圖說明】
[0006]圖1A-1I表示了實施本發(fā)明方面的、用于制造彈殼的漸進(jìn)形成步驟，開始于實體線材切斷還料，結(jié)束于完成的殼；
[0007]圖2A-2D示意表示了用于執(zhí)行圖1A-1I中所示步驟的形成設(shè)備和儀器，包括工具;
[0008]圖3是模具站的透視剖視圖，其中，預(yù)制品發(fā)射器槽形成于坯料上；
[0009]圖3A是在圖3所示的站中使用的模具部分的放大圖；
[0010]圖4是坯料端部修整站的剖視圖；
[0011]圖4A是坯料端部修整站的切割區(qū)域的放大圖；以及
[0012]圖5是本發(fā)明的彈殼的嘴的、較大放大比例的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0013]盡管本發(fā)明的實體頭部彈殼有時稱為“無邊緣”，但是應(yīng)當(dāng)知道，該術(shù)語用于束帶殼(belted case)，其中，它們的頭部稍微大于它們的本體的前部區(qū)域。盡管工業(yè)“無邊緣”術(shù)語，但是彈殼頭部的、在發(fā)射器槽后部的徑向外部部分能夠認(rèn)為是邊緣。
[0014]參考圖1A-1I，圖中表示了在漸進(jìn)形成或鍛造機(jī)器中形成最終彈殼的優(yōu)選順序，開始于實體線材料。圖1A中所示的坯料10通過剪切操作而從盤繞圓線材料上切割，該剪切操作與后面更詳細(xì)介紹的、鍛造機(jī)器的其它操作同步。普通的傳遞裝置(具有軸向運動部件，未示出)操作成使得坯料10從一個站移動至下一個站，即在圖1A-1I中從右向左。在第一形成站(圖1B)中，從切斷站(圖1A)傳遞的坯料10進(jìn)行鐓鍛，以便平整它的剪切端面。在第二形成站(圖1C)處，坯料10形成為在它的端面上具有凹窩中心11、12，以便提高在隨后形成步驟中的形成同心性。在第三形成站(圖1D)中，坯料10三重擠壓形成殼空腔的管形壁13的柱形預(yù)制品、最終發(fā)射器槽14的外表面和發(fā)火藥凹口或囊袋16的預(yù)制品。
[0015]在第四站(圖1E)處，殼空腔壁13的預(yù)制品進(jìn)行深拉制，以便形成該壁以及裝藥和子彈空腔19的另一中間預(yù)制品階段。在第五站(圖1F)處，坯料的頭部18的最初形狀形成為預(yù)制發(fā)射器槽14。在第六站(圖1G)處，殼空腔壁13的端部進(jìn)行切割至最終長度。在第七站(圖1H)，發(fā)射器槽14最終形成。在第八站(圖1I)處，柱形預(yù)制品壁的外徑鍛造成稍微錐形形狀，以便形成最終的空腔壁13。腹板22 (表示頭部18的前部部分)的中心進(jìn)行穿透，以便形成穿火孔24，因此產(chǎn)生最終的彈殼25，其中，腹板的其余部分有效關(guān)閉空腔19的內(nèi)端。
[0016]圖2A-2D示意表示了多站形成機(jī)器30，該多站形成機(jī)器30包括工具，即模具、沖頭和其它儀器，以便執(zhí)行上述步驟，從而制造本發(fā)明的最終彈殼25。這些圖的下部部分表示了模具工作面或臺面31 ;在32處的線是指參考平面，有時稱為在模具工作面上的模具面(FOD)。
[0017]在圖2A-2D中，坯料10由傳遞機(jī)構(gòu)從右向左傳送，并停止于各站處，以便漸進(jìn)形成。傳遞機(jī)構(gòu)能夠為類似于美國專利5713237中所示的類型，它能夠使得坯料從工作站的模具中軸向退回和插入該模具中。坯料10通過剪切器37而從由線圈供給的圓形線材料36中切割，然后傳遞給第一站46。在切斷剪切產(chǎn)生的坯料優(yōu)選是具有至少1.16的長度直徑比率，更優(yōu)選是超過1.5的比率，最優(yōu)選是超過1.7。除了切斷站之外，所示的形成機(jī)器30還具有八個形成站。切斷站和連續(xù)的站沿水平線等距間隔開。在模具工作面31上的各站具有用于模殼的接收或模具孔41在往復(fù)撞錘或滑動件42上有用于接收工具或沖壓殼的同軸工具孔43。所述和所示的彈殼25是9mm彈殼；盡管黃銅通常用于制造殼，但是其它材料例如鋼或鋁也可以用于實施本發(fā)明。在第一站處(在它的中心線處由標(biāo)號46表示(在隨后站中也是這樣))，滑動模具環(huán)47徑向限制坯料10的中部部分。當(dāng)通過沖頭48來鐓鍛時，環(huán)47能夠相對于相關(guān)模具39軸向滑動，這樣，它與坯料一起運動，且并不明顯限制坯料阻止在模具的拐角中充分成形。在第一形成站46中，坯料10采取丸粒形狀，具有大約0.6的長度與直徑比率。
[0018]在第二工作站51處，坯料通過沖頭52和模具53而形成有在其端表面上的凹窩中心11和12，以便提尚在下一站中的工具和還料對齊。
[0019]在第三站55中，坯料10進(jìn)行三重擠壓，其中，彈殼空腔19的壁13的預(yù)制品、發(fā)射槽14的預(yù)制品和發(fā)火藥囊袋16的預(yù)制品通過模具組件56和沖頭組件57來形成。頭部18的預(yù)制品的減小外徑稍微更小，例如比發(fā)射器槽14的最終徑向底部的直徑小大約0.35mm(在圖1H和II中所示的最終產(chǎn)品)。
[0020]在第四站60處，在圖2B的左側(cè)，坯料10通過逐漸更小的圓片63而在模具組件61中在沖頭62上進(jìn)行深拉制，以便形成殼空腔19的薄預(yù)制品壁13。拉制管或壁13的自由端的正常特征為不規(guī)則邊緣。
[0021]在第五站70處，在圖2C的右側(cè)，發(fā)射器槽14的預(yù)制品形成于坯料10的頭部端上。這通過在圖3和3A中示意表示的分段模具組件71來完成。四個分段72 (在這些剖視圖中只看見兩個分段)在將它們驅(qū)動至模具殼73的錐形孔75內(nèi)時環(huán)繞坯料徑向向內(nèi)凸出。通過撞錘的進(jìn)一步前進(jìn)，分段72通過高壓杠桿74和氣體彈簧76而保持關(guān)閉，抵抗在坯料中形成的、將打開分段72的壓力。杠桿74通過桿77而操作在分段模具組件上。如上所述，在第三站55處產(chǎn)生的殼頭部18的預(yù)制品的最小外徑(圖1D和2B)通常與這里產(chǎn)生的發(fā)射器槽14的預(yù)制品的底部直徑或最小直徑相同，盡管優(yōu)選是稍微更小。在第五