膛線加工
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1、彈膛加工的要求和安排
, ]7 o: i% g9 f; U8 m, L彈膛是狗尾端與膛線在一根軸線上的四個錐體,是容納彈殼,彈丸、承受高壓、高溫及耐腐、耐磨的重要工作部分,它的質量的好壞影響射擊精度和和使用壽命。因此,對彈膛的幾何形狀、精度、光潔度等提出了較高的要求。
3 @0 o0 S) V1 z$ Q7 u$ ^狗管彈膛加工由彈膛的粗加工、精加工和手工光整三個工序(電解拋光可代替手工光整)來完成。4 H- r# f: t: g# T6 `
彈膛各個錐體必須與線膛中心同心,因此彈膛加工必須以狗膛的表面為基準;鶞拭嬖骄_,彈膛各錐體對狗膛的同心偏差便越小,所以彈膛的精加工必須在線膛光加工后來進行,彈膛電解加工在鍍鉻工序前和在機械加工各工序的最后完成。
: A- X% G5 D o+ v# K- Q) a3 {" f$ m9 r彈膛粗加工是以狗膛表面作為基準,粗鉸彈膛的工序通常排在粗鉸狗膛后和熱處理前進行加工,以除去彈膛過多的余量,獲得狗管彈必要的硬度。
b7 h1 N5 Z) X x) ?2 G彈膛的精加工是在線膛尾端加工并以此端面為基準進行的,以獲得彈膛各錐體準確的深度尺寸精度。彈膛加工是以準確的線膛表面作基準,使各錐體對線膛同心度偏差小,狗管外表面的加工是以彈膛表面定位,以保證外圓對彈膛的同心度。
+ n, y$ ~4 b8 @5 K- _1 K完成彈膛加工的主要條件是,必須使狗管或刀具非剛性的固定,并且在刀具上裝有定位器,一方面使狗管和刀具在它們軸心不重合時,可以稍微移動一下,以保證刀具的定位桿進入狗膛,避免鉸刀彎曲或擦傷狗管線膛。為了獲得彈膛各表面良好的光潔度,加工時的潤滑冷卻劑是很重要的,可采用亞麻油(75%)和錠子油(25%)的混合劑或機油—肥皂—石蠟乳劑成純亞麻子油為佳,亦可采用植物油。' _% N" K: f' u# e- V( R
最后用木質心軸上卷砂布及研磨粉拋光彈膛使其達到工藝要求的光潔度。2 F2 ~- l: `. D( W0 l5 H ~5 {
2、彈膛加工中常見的缺陷
9 h* I- U& D8 j彈膛表面經常有多角形、環(huán)形刀痕、砂布紋、班點以及彈膛形狀變形等缺陷,嚴重地影響了電解拋光和最后砂光及研磨拋光的質量,其產生原因主要是在鉸削時不平穩(wěn),產生振動。它影響到彈膛表面質量。膛形誤差和鉸刀的壽命。振動一般分為兩種:一種是由研磨彈膛鉸刀的刃磨不均勻和鉸削不均勻等原因引起的振動;另一種是由于鉸刀太鋒利,后角過大,嵌制力不夠而引起的振動。因此要求在精鉸彈膛時,應提高研磨彈膛鉸刀的質量,注意操作方法。) j7 ^' n2 x2 u# e1 E1 I X
彈膛表面的環(huán)形型刀紋,主要是由于彈膛鉸刀不鋒利所引起。
+ Y& g9 U9 z7 N8 ?$ Q Y鉸刀不鋒利一般分為四種情況:A、是由于碳化物偏析過高,在鉸削時掉刃(通常的叫缺口)而產生刀瘤。在鉸削中,刀瘤時生時無,長出與消失的矛盾運動貫穿在鉸削彈膛整個過程中。B、是因熱處理不當,硬度偏低或刃磨時操作不當造成刃口回火硬度降低。加之進刀量過大產生了刀瘤,與彈膛表面強烈摩擦,造成環(huán)形刀紋,C、是狗管材料組織不均或雜質影響而形成環(huán)形型刀紋。D、是操作不當所引起環(huán)形刀紋等。
# ` x, M% d/ R2 A. q% j一般要求制造彈膛鉸刀材料質碳化物偏析在三級以內,若過高時,可用鑄造的方法降低碳化物偏析。應提高熱處理質量和嚴格控制淬火溫度與時間,使淬火組織與硬度達到要求。
" m- f" D4 c7 [) [0 d彈膛形狀發(fā)生變形影響彈膛的幾何精度,其產生原因有三種,一是由于精鉸彈膛時,表面光潔度差,以致電解拋光不能消除,或者電解時產生的點子、燒傷、黑疤等缺陷在砂光和研磨拋光時不易消除。為了消除這此缺陷而過分地進行砂光和研磨拋光飾,會引起彈膛變形或超出公差。二是在砂光、拋光時采用砂布較粗,拋光劑粒度不純,或有機械雜質等影響。三是拋光彈膛時,操作不良所引起,要求在精鉸彈膛和電解拋光時應保證彈膛表面光潔度和幾何形狀,避免過分拋光修飾彈膛,引起超差變形。% b5 X. F, \* F
2 p. z6 `4 c$ G" g2 q2 O) N五、狗膛校直
5 S2 d7 [$ O! {0 u# B狗管的校直與狗管毛坯校直一樣。對于狗管機械加工具有重大的意義。在熱處理之后,電解拋光內膛之前,或在擠壓膛線之后精加工膛線之前等,都分別對狗管進行校直。校直質量的好壞直接影響到成狗的射擊精度。! x, c/ O5 E$ I& i& L/ J+ x
校直工序安插在加工過程中進行直到成狗驗收為止。校直的方法是目測狗膛的彎曲度,在狗管外圓的彎處加壓力,使金屬產生彈性變形和永久變形,以達到校直目的。9 b; e# T- ]0 X3 ]2 P
校直的方法是用陰影三角形法。所謂陰影三角形法,就是當狗膛對著有掩板的光源時,如果狗膛是直的,它的陰影是一等腰三角形,否則就不是等腰三角形,而是隨各種不同的彎曲出現(xiàn)各種相應的陰影(參閱狗管質量檢驗一節(jié))。
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六、狗口加工1 C! X7 V @' L. f9 ]# u
就成狗來說,影響射擊精度的因素很多,但狗口60°錐面與線膛不同心是影響射精度的主要因素,因此注意狗口形狀端面對狗膛中心線的垂直度,并須正確地加工狗口形狀和斜面。狗口形狀不正確和單面的切去金屬,會影響彈丸由膛口飛出時方向的正確性。為了達到此要求,應以狗管及刀具的軸線嚴格重合的方法,即按線膛實際尺寸選擇定位桿,來達到加工狗口斜面的精度要求。但應注意不在因導向桿插入線膛而將線膛擦傷。+ G: s8 s$ T: D2 \1 N5 g8 c
3 f& w1 l" H$ h$ y& `; [( O七、狗管內膛及彈膛電解拋光( b- R( e% C( U1 Q% w- h
目前已廣泛地將電解加工應用于狗管內膛和彈膛加,以代替機械加工,它不僅降低了勞動強度,提高了工效,而且保證了質量,節(jié)省了生產消耗,電解加工線膛和彈膛是利用電化學的方法,以工件為陽極,黃銅桿為陰極(陰極桿光潔度要求▽▽▽9以上,陽極和陰極之間隙通常為0.2~1.0毫米),通過電解作用在工件表面上析出一定量的金屬層以代替金屬切削加工(圖3-1-7)。
. q4 S) K1 [! O' }4 V$ @, j電解加工內膛時應注意工藝參數(shù),對工序相互之間的關系,相互影響以及工藝路線的合理性等,都要做到胸中有數(shù)。% E* ?0 Z+ h9 @% X# S
狗管膛線在擠壓前,應具有符合尺寸精度和光潔度要求的內膛。電解加工內膛就是用以代替擠壓膛線前的金屬切削加工內膛(熱處理后兩次精鉸)工序。
C- G5 D9 K7 V2 J( W& m1、電解加工內膛工藝路線2 ^2 ^+ @/ E% D2 O
電解加工內膛的工藝路線是鉆深孔——鉸深孔——粗車外圓——粗擴彈膛——熱處理——化學去鉛校直——去油——內膛分組——電解加工內膛——清洗——烘干——防銹。
6 Y6 @7 }4 B+ C, C9 X, a& D% `' \2、電解加工內膛工藝參數(shù)
$ ^# n" G$ z5 }從生產實踐可知,電解加工內膛的工藝參數(shù)通常采用:0 c- v8 A/ i8 V
電流為: 1600~1800安;
5 Z" V- Y3 T( X# ?, O- u電流密度: 15安/毫米2;
( S/ E8 x" c X* ?; a% \9 k: h電壓為: 10~12伏;( B" `) e# @/ l- F
電解液壓力為: 10~15公斤/厘米2;; q# }1 {: i1 e; i3 T
電解液濃度為: 10~12%,鹽水溶液(以重量百分比計);
% c7 x2 F' `: S- Z7 s/ E' S5 j電解溫度: 25~30℃。' y4 L! P1 ~4 t" v/ z# H
加工零件需要時間約為32秒,陰極的結構如圖3-1-8所示。, z8 M) S7 G0 B: |1 G
3、電解加工內膛中易產生的問題及原因分析
4 _! F* F3 M+ E. W; A/ v7 e( A①、內膛呈錐度狀:這對擠壓線膛的光潔度是很不利的,因此在電解內膛中應盡量將內膛錐度縮小到最低限度。若誤差在0.05毫米范圍內對內膛質量影響不大。6 f) a) b0 d+ f4 n+ S
錐度產生的主要原因是,出液口堵塞或出液口總面積不夠,導致出液端電解液溫度比進液端高,因而導電率強,加工內膛的進液端孔小于出液端。1 R# P( S* `6 ]4 b/ ?+ r- t
流速過低,導致出液端流速大于進液端,造成出液端孔徑小于進液端,因此,生產中可增大電解液的流速和清除出液口的堵塞或適當調整出液口的總面積來改變錐度的大小,或者在加工一半時間以后采用換向通液的加工方法來解決。- ] p' c7 Q1 Z2 x# `% U6 N
②、內膛呈橢圓形:內膛呈橢圓形時會產生陰線擠不完整等缺陷。
$ c$ X0 Y1 u8 l; w$ E( i2 m橢圓形產生的原因是:陰極與內膛不同心,內膛彎曲或陰極不直所致,在電解加工中應注意操作以及陰極和內膛應及時校直。
\/ L$ Z( O o- q& J③、內膛燒傷是由于陰極與陽極碰合而產生斷路所致。造成斷路的因素一般是電解液中有金屬雜質,或陰極彎曲,內膛彎曲,或者上罩沒有裝到位以及陰極沒有拉直等。應加強電解液的過濾,保持陰極和內膛的直度。
3 r1 X$ e: ^& a5 W8 @# H, t9 J④、內膛黑疤,一般情況是由于電解液流速過低,壓力過小,陰極上電解物堆積過多而產生的。在電解時,應提高電解液的流速,并經常用稀鹽酸清洗陰極,以預防或消除內膛黑疤產生。 h, N* h, w; {
⑤、內膛產生小突起是由于內膛表面去鉛不良,有銹跡,或者電解液中有鐵銹等雜質所引起的,因此應加強去鉛和去銹工作,并保持電解液的清潔和經常進行過濾工作。/ y% ?$ l' {/ J* {
⑥、縱向條紋通常是由于電解液中Fe(OH),沉淀物含量過多,電解液流速過低,或者是狗管材料中有非金屬夾雜物所造成的,在電解加工中,可采用提高電解液的流速,或更換新的電解液,降低電解液濃度來防止和消除縱向條紋。狗管材料的非金屬夾雜物所產生的縱向條紋,只能采用鉛條擦拭可切削拉光等加工方法修復。9 [4 `, `& v( o; G6 n1 T
電解加工內膛時應特別注意加工前的去油、除銹,應在10~15%稀鹽酸溶液中浸泡一段時間。加工后的清洗防銹等工作,對內膛表面質量也有很大影響。
" P% T6 l$ G0 A5 w4、電解加工彈膛& S. {" D( Z' }$ q' h5 y
狗管彈膛的電解加工應用于精加工彈膛工序,用以用以代替手工精鉸彈膛工序,不但減輕了笨重的體力勞動。而且大大提高了勞動產生率,降低了成本。
! ^2 o Y1 y& m- x①、彈膛電解加工的陰極結構如圖3-1-9所示。0 j1 n" C0 \9 e2 p6 Z
②、電解彈膛的工藝參數(shù):$ i& q. c' M' N: ^0 T# `
電流: 150~200安
( k. E. N4 J4 r" k9 }電解液濃度: 6~7%食鹽水(以重量百分比計)
4 k5 `2 S9 v3 o: _4 V電壓: 10伏
; K ]7 {* Q% s; j2 K) U電解電液溫度: 40℃以下
! O+ |; I8 Y2 o電解液壓力: 10~15公斤/厘米2$ b+ a. u4 t1 `9 z* s
電解時間: 20秒左右" h x6 l6 u0 k; U1 P) i
③、電解彈膛中常見的缺陷及原因分析! H1 M Y6 l0 t/ q8 c0 o& _ }
其常見的缺陷及產生的原因如下:
7 M3 H3 H' j; j1 m# i8 u電解彈膛中常見的缺陷有縱向條紋、橢圓、局部燒傷或點子,其產生原因與電解內膛的情況大致相同,其不同點有:
" E6 B6 n+ f* o; l①、局部燒傷:由于電解液不清潔或短路所造成。9 {9 c; e5 U3 x+ z$ h
②、橢圓:因內膛尺寸制成大,公差螺紋外徑變小,陽極定位不同心而產生。4 d: e; ?0 J9 ]! x; `
③、點子:由于拋光前去油不良,拋光后清洗不徹底而腐蝕產生。另外在電解彈膛中應經常檢查陰極上的絕緣定位桿,如有破裂將會燒壞線膛造成成批廢品。
' o% X5 m6 T* Y$ h" z+ l' I④、黑疤:因銹蝕,加工光潔度低,電解液壓力小所造成,將電解液壓力提高至15在氣壓以上可大提高彈膛質量,有效地解決黑疤問題。
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4 ^5 I( D: N. }5、化學去鉛: q* s6 c3 \2 p! p
狗管鉛爐火后,經硝爐全身回火,殘鉛或氧化鉛去不凈對機械拉光內膛影響不大,但液壓拋光后,內膛產生突班,甚至短路燒傷,造成工具及產品報廢。經生產實踐可知,在淬火后液壓拋光前增加化學去鉛工序,上述問題即可得到解決。
6 y8 y; a3 E% F; `表3-1-1化學去鉛工藝% q5 w( e9 _& n! x
序號 工步名稱 設備 溶液成分 濃度(克/升) 溫度℃ 時間(分鐘) 分析及更換周期 備注
) R, M3 l2 g# i1 裝架
1 r6 ^. z" o$ S8 R( `5 v2 去鉛 襯鉛槽 450~550 80~130 60~80 30~40 2~3天分析一次 . j, |( p- P, u v6 L
3 清洗 鐵槽 流動水 室溫 洗凈
7 c/ u0 ` T u! v$ v# O4 酸洗 襯鉛槽 鹽酸 室溫 3~5 根據(jù)內膛臟污程度時間可適當增減
( s/ n0 {9 x% a$ y- s0 `5 沖洗 鐵槽 壓力水 室溫 沖凈
& m1 [( b& K- l8 J6 中和 鐵槽 Na2Co2 30~50 60~80 1~3 $ u5 a! g& q) S5 a; D
7 檢驗 抽20%用板紗拉凈內膛檢驗是否鉛及銹蝕雜質等
+ d7 x+ O9 Y% G3 @# a0 @8 油 鐵槽 2~3#錠子油 105~110 1~34 ]3 B' d* [% z$ d, z7 q& D
% R) e, G& n+ r' d) T八、其他方面 |' y/ v( p# ^: A& v* V% y
產生實踐證明,擠絲機頂桿和擠絲沖子是狗管制造中兩項關鍵工具,其質量好壞對于生產的影響很大。4 X$ ?- t; `' ^8 a
擠絲機頂桿的材料一般采用鉻錳合金工具鋼,若淬火回火的硬度由Hrc=48~53提高至Hrc=52~57,即可輕磨耐用。
2 \; a/ R% b6 v' j# M; X擠絲沖子采用鍍鉻的方法可提高使用壽命,其鍍鉻方法為:
& v$ d6 p+ }: o& G1 [* H擠絲沖子鍍鉻前,每只沖子壽命擠10件左右,輕鍍鉻后平均壽命每只達50多件。其中好的每只可擠150至200件。沖子輕鍍鉻后,減少了沖子的消耗,提高了產品質量。
; p- S4 Q& v8 @' v0 c& {鍍鉻溶液CrO2 : 150~200克/升
. I& x2 o/ {$ W6 X1 f" i3 N硫酸: 1.5~2.3克/升
/ ~4 N. x5 F5 `三價鉻: 8~12克/升3 a4 k4 H, I3 I9 ? S. ]
溫度: 63~66℃
5 e7 V% S" ~8 _1 k; ?# o電流密度: 50安/厘米2
1 |, h$ q% R% B9 s被鍍面積: 0.1厘米2,實際使用電流為5安/每件,鍍鉻時間15分鐘。. \3 J% q/ _9 H1 j m
要求鉻層厚度度直徑為0.015~0.02毫米。若太薄則不耐磨;太厚附著力不良,易崩落起皮,90度端面不允許有鉻,否則會影響纏度。: [+ x1 u& g; K( S% G6 p" j. S
根據(jù)實踐經驗:在擠第一件時,纏度可能大一些;繼續(xù)擠2~3件時,纏度有較小的變化;在以后沖子使用中,其纏度不再變化。9 A3 a8 N# i0 o$ }! s
鉻層開裂或磨損的沖子可以退鉻重鍍1~2次。但次數(shù)越多質量越差。" a) C+ M% d( T7 W
7 K: b/ I+ X2 i4 e; |五、狗管的保管及維護
+ I5 H* s3 F! r: m# Y3 w前面已經敘述過,狗管是全狗重要的零件,它決定了一支狗的射擊精度和使用壽命。因此,在加工過和中須特別注意保管及維護。 由于狗管細而長且加工均以狗膛為主要基準,所以應經常保持它的直度,外表面不應破壞擦傷。在運輸過程和加工過程中,要防止其產生彎曲等現(xiàn)象。在使用定位的刀桿,定位塞子和用通條拉凈內表面時,要特別細心,不要劃傷成擦傷或擦傷狗膛表面。在加工過程中,應注意內膛的防銹處理,杜絕銹蝕;在潤滑冷卻劑中不應含有水分,酸值應小于0.35。去油清洗后,存放在一周內時,應浸亞硝酸鈉水溶液(亞硝酸鈉50~70克/升,碳酸鈉20~25克/升)防銹;存放超過一周時,應拉凈內膛,涂油保管。內膛電解液壓加工后應徹底清除殘酸,殘塊及電解產物。擠壓來復線前,煮洗檫凈的狗管應在2~4小時內加工完畢;擠壓后應及時去銅不得超過2~3小時。狗管轉手過多時要經常檢查涂油,狗管在節(jié)、假期存放時要進行防銹處理,狗管零件應存放在專制的木架上。1 l$ @0 h& S' A1 Z6 F1 B% k
六、狗管的質量檢驗% Q; X* ? d* Y% c
狗管是構成成狗的重要零件,雖然我們在機械加工時很謹慎、小心,但由于加工工序較長,影響質量的因素比較復雜,所以對重點工序的質量檢驗不能忽略,應當重視,其檢驗方法介紹如下:7 y1 T' _3 O9 p1 V, w7 [& R
1、線膛表面質量9 K/ r% H# p. V. q( T: W+ H L
線膛表面質量是檢驗光潔度和表面缺陷。即手持狗管對正裝有專門燈罩的乳白燈光(200W)旋轉一周,并分兩端用肉眼觀察線膛表面是否有缺陷存在,一般常見缺陷有:粗刀紋、螺旋紋、橫紋、細紋群班點、雙線、圓角、塌角、波浪紋、毛絲等,根據(jù)實踐證明某種缺陷在不影響狗管主要性能的情況下,選定各種類型的缺陷樣品進行驗收,但一般不允許陽線表面和近狗口部分有表面缺陷,必要時可解剖分析利于機械加工采取措施。
- l, L/ w4 ] A! s8 z" ? n. z2、彈膛表面質量: E0 x- w$ v, G. M! J+ f, I
彈膛表面質量的檢驗一般是將反光樣板放入彈膛內,一手捏住狗管并繞軸線旋轉,讓燈光照在反光樣板上,視力集中在反光樣板的反射面上,內眼觀察彈膛內部有無缺陷。一般常見缺陷是:工具紋、班點、凹痕、粗刀紋、直條紋等。應根據(jù)線性方法選定缺陷樣品驗收。
" W. w5 l( R- s5 A; e/ x0 q3、狗管坡度質量
2 ?- ~3 ~1 @# B狗管線性直度的質量檢驗方法有兩種。
# [# M$ Q6 _/ n. E! @! D①、陰影三角法:
! |) O7 ^% O/ ^0 u: m' O( w借明暗面光線反射,確定狗管直度。即狗管一端對著被擋板遮住的螢光燈的照射面上,調整到目視所需距離,并將視力集中在線膛內,再慢慢將狗管對向白色光源,直到狗管內看見陰影為止,然后使狗管繞軸線轉動360度,觀察陰影輪廓在線膛內的形狀。若陰影形狀為一等腰三角形,則直度合格(圖3-1-10)。
# G1 x% l1 v% U4 Z1 H" f! Z
2 E; F- s' s. x$ I; q如果線膛內陰影三角形中間有燈光出現(xiàn),則表明狗管向下彎曲(圖3-1-11)。
4 W8 v) B" e1 G5 s9 D' u5 v
9 ^6 }2 {5 V# C如果線膛內陰影三角形中間部分增大時,表面狗管向上彎曲(圖3-1-12)。
8 c) X' j% E' f9 i" b- s! m- O5 E7 f/ }
, D- Z. P G; D, T) A如果線膛內的陰影三角形向左彎時,則表明狗管向右彎(圖3-1-13),反之狗管向左彎曲(圖3-1-14)。6 _! z8 I# m5 T1 {6 j
0 }8 s8 S1 c, V7 T* f9 Q
②、量柱分組檢驗法:
6 j) i* a2 D, C6 d; ^, a量柱按照陽線直徑尺寸公差由小到大分為一至五組,每組各有長短兩支量柱。
6 r' o0 s* B9 o0 s: y% `; R8 t檢驗前首先按尺寸分組,可先用一組短量柱檢驗,如不通過則為一組;通過而二組短量柱不通過為二組,依次類推。' L; G* y. f. k
然后用各組相應的長量柱檢驗線膛直度,如長量柱以本身重量自由通過線膛時,則認為直度合格。; X, N2 q- u p8 l, Z
4、尺寸精度質量/ `9 ^# ` b0 y' T0 B' o6 S, e
對于狗管陰、陽線,彈膛螺紋尺寸,狗口錐面,弧面、纏度、彈膛與線膛同心度等,在質量檢驗時應予重視,因為這些尺寸精度都直接影響狗管的性能作用和使用壽命等。一般檢驗方法是彩專用量具測定。 |