枪管的加工

枪管的加工 枪管的加工 枪管的加工 一、钻深孔 枪管可用棒料钻削制成也可用无缝钢管加工而成。若用钻削加工则钻深孔是枪管的关键工序之一。它的质量好坏直接影响枪管内、外圆面的加工质量。为此提出以下技术要求 ?、深孔钻的实际轴线应为一直线 ?、孔不应呈椭圆或锥度 ?、孔和外圆轴线的偏移不应影响下道工序加工 ?、深孔的直径公差和表面光洁度应符合规定。 如果孔的光洁度差或几何形状呈椭圆形或锥体状以致在铰削时缺陷不能消除则枪管可能报废若孔和外圆轴线的偏移超过要求影响枪管外圆加工也可能导致枪管报废。因此钻深孔时应注意 ?、应采用枪管旋转钻头只作进刀运动的加工。 ?、专用空心顶针是保证正常钻削的重要工具之一它的几何形状及制造质量直接影响钻削加工的排屑效果。 ?、专用刀具深孔钻它的第一个结构特点是刃口a和b进行单边切削。不同于麻花钻的对称切削。刃磨时要求刃口a比刃口b磨得稍长一些即尺寸a大于b这样切削力的合力向着轴心又钻头趋向轴心以保证钻头的正确方向它的第二个结构特点是钻削时在孔的中心留下一棵很细的心轴称为零位心柱。因为孔的中心切削速度为零零位心柱附后的金属不切削留下零位心柱改善了切削条件并提高了外头的寿命。同时零位心柱还有引导钻心沿正确方向前进的作用使孔偏离减小。零位心轴不宜过大否则会缠绕钻头影响钻削。 钻杆排屑槽的几何形状和尺寸的正确性也对钻孔有很大影响若进屑槽深出屑槽浅则排屑困难增加摩擦。 ?、注意枪管毛坯的枪管在钻孔时枪管以2000转/分的速度旋转如果毛坯弯曲过大则将产生很大的离心力使机床主轴发生跳动加速机床主轴及尾座空心顶针的轴承磨损降低机床的精度并使钻头寿命降低和增大孔的偏离。因此必须对枪管毛坯进行校直。 毛坯粗较可用手搬压力机校正至弯曲度小于1毫米左右然后切平尾端面锪顶针孔和切齐枪口要求两端而必须垂直轴线顶针窝的几何形状和深浅必须达到技术要求因为它将影响钻头的寿命和钻入枪管的正确性。 毛坯细校的方法是将枪口端置于卡盘内用床尾螺杆顶紧齿形卡盘的齿带动枪管旋转手持粉笔稳定地对着旋转的枪管枪近弯出的部分就会接触粉笔而留下记号。将枪管放下根据记号用锒头敲击弯曲部位进行较直直至校直为止。 ?、合理选择切削刚量由于枪管孔径小而深靠冷却剂的压力排出切屑因此进刀量宜小。 影响切削用量的因素有枪管的材料和硬度钻头和钻杆的质量润滑液的品种。质量和流量以及切削的形状等。例如枪管毛坯为50A或50BA硬度Hs170217。钻头材料为高速钢枪管转速为28003000转/分削走刀量一般选为0.0170.025毫米/转切屑为波纹长带以便于排出。 如果采用不适当的大走刀量则加工的表面光洁度差孔的偏差加大刀具寿命降低和影响切屑顺利排出造成剧烈摩擦使冷却剂的温度上升降低了润滑效果甚至卡断钻头。 ?、正确选选用润滑冷却液润滑冷却是深孔加工的关键问题。因此了空心杆和空心钻头使润滑冷却液能顺利地到达加工面上这样钻头圆柱侧面与孔壁在相对运动中得到润滑减少了摩擦同时使外头的切削刃得到冷却减少了切削力。冷却油泵的压力一般为3545公斤/厘米2不断在将切屑从孔内冲出保证连续钻削润滑冷却油以植物油较好。使用菜油70和柴油30的混合油也可满足使用要求。也可用含510植物油的硫化油作为代用品植物油910锭子油8990和含硫1的液体或植物油35锭子油9495和含硫1.5的液体。 为了保证切屑能顺利地冲出除了钻杆的排屑凹槽尺寸应选择适当外。还要注意调整润滑冷却剂的流量。流量的大小取决于油泵的压力和液体的粘度而粘度随温升而减小。液体除由于吸收收切削热而温度升高外还因液体在钻杆、钻头内的输送中及枪管孔中高速流动而升高液体温度升高则粘度减小而流量增大有利于冲出铁屑但也因粘度减小 却不利于润滑。因此应使流体温度保持在50?以下。 冷却剂中断使用则温度降低粘度增大此时开泵使用流量必然偏小。因此在刚工作时特别在冬季应打开油泵让冷却剂空流预热适宜温度。否则冷却剂温度低粘度大流量小排屑困难产生屑瘤或卡断钻头。 除了采取以上措施外生产中还必须注意机床主轴的跳动机床中线床身导轨的不平行性中座空心套管轴承的松动机床主轴、中座及尾架轴线的同心度顶针孔的正确性枪口端头飞边刀头与刀杆的坡度钻头与空心顶针间隙过大或空心顶针两锥体与内孔不同心度枪管材料硬度的均匀性以及操作进刀过猛等都是影响钻头偏离的因素。 二、枪膛的铰孔 铰孔是钻深孔后的精加工。若热处理前枪管不进行铰削则淬火后就无法进行校直。若铰削质量不好电解液压加工质量就无法保证。因此铰孔后要求一定的光洁度不充许有严重的刀伤、横纹和直线等缺陷。实践切削用量选为机床转数为230转/分走刀量36毫米/分较适宜铰刀选用三个齿的较好既便于排屑又便于背刀图3-1-5。要求油泵的压力不低于3545公斤/厘米以免铁屑堵塞而影响内孔的光洁度。冷却润滑油可采用植物油菜油冬季粘度较大时可加2030的煤油。 三、膛线的加 、挤压膛线 挤压膛线是以挤丝冲通过枪膛使枪管材料产生变形而形成膛线。冲工 1 子的外表面突出的部分用以沿枪膛形成阴线凹入部分沿枪膛形成阳线。在挤压过程中枪管金属大部分受到局部载荷枪管内层变形较强烈。在直径方向一定的深度上产生永久变形而在外层仅产生弹性变形这个弹性变形称为消逝变形。所以冲子尺寸应为枪膛在挤压后要求的尺寸加上消逝变形量。 枪膛表面材料变形值的大小目前尚没一个公式来进行计算但它的变形大小与材料的钢号和强度枪管的内外直径和枪膛表面的质量有关。在设计冲子和挤压前枪管的内外径时一般是根据经验和用试验的方法来确定的。但须注意在决定尺寸时不使材料的挤压超过弹性极限强度因为这样会使线膛表面将产生裂纹和枪膛出现破坏现象。 枪管理工作的硬度、内外直径和润滑剂等对其变形和冲挤力影响 ?、枪管在挤压膛线时枪管的永久变形随着它的硬度增加而减少但枪管的消逝变形和冲挤力则随着它的硬度增加而增大。因此必须根据材料的硬度来选择冲子尺寸即硬度大的选用大的尺寸硬度小的选用小尺寸。如果冲子是用固定一个尺寸来挤压膛线时必须把枪管的硬度严格控制在极小范围内否则应将枪管按硬度分组分别以适当的冲子尺寸来进行挤压。 ?、随着枪管壁厚的加大枪管的消逝变形和冲挤力也增大但它的永久变形则减小所以为了减小冲挤力在挤压膛线前粗车外圆是合理和必要的。由于外圆直径不同其变形就不同枪管的壁薄的部分线膛各尺寸就大而壁厚的部分线膛各尺寸就较小些。所以挤压后接近弹膛部分的膛线尺寸一般较小。 挤压后枪管是处于应力状态在进行外圆加工时由于切除金属而破坏枪管各断面上平衡状态消除枪管内层的应力增大膛线尺寸同时使枪管发生弯曲。因此枪管应当进行适当的回火。但若膛线的精加工在外圆精加工后进行而且变化不大即可不进行回火工序。 随着枪管内径的减小材料的变形和冲击力都增大因此冲挤前的枪膛加工应当有足够的精度和光洁度以保证挤压后的线膛具有所要求的公差。 ?、挤压膛线时枪管表面如果没有润滑剂可使冲头卡死。冲挤力的大小与使用润滑的种类有关。液体润滑时的冲挤力大使用金属润滑时冲挤力最小。一般采用在枪膛表面镀铜作为挤压膛线的润滑剂其成分如下 硫酸铜CuSOHO 盐酸HCL比重1.19化学纯 氯化锡SnCl2H2O 蒸馏水 80 实践表明如果只用此镀铜溶液则冲挤出的线膛表面光洁度较差。因此在镀铜后可加涂一层肥皂液。在天热时肥皂溶液中还可加植物油以获得更高的表面光洁度。 ?、当室温在39?以上时挤出的膛线光洁度较差这 是因为气温对镀铜质量有影响而且在挤压时摩擦生热温度升高降低了钢层的润滑作用。 挤压膛线时一定要做好准备工作因为挤压膛线质量与挤压前的准备有很大关系例如 ?、去油前面已经讲过挤压膛线前枪膛表面须镀上一层均匀的铜层作为润滑为使镀层均匀稳固须先把枪管放在NaOH 200250克/升和Na3PO4 2030克/升配制的溶液中煮洗去掉油和污物然后再用冷水冲洗直至不完全冷却为止并立即用棉纱拉净。煮洗离镀的时间不能过长一般不超过23小时这道工序必须特别注意。因为如果去油不好将影响镀铜的质量同时枪管内膛还会产生锈蚀现象。 ?、擦净镀铜在镀铜前须将枪膛擦净。镀铜时用包有浸过铜液的绒布或纱布迅速的通过枪膛表面然后将绒布或纱布转动往复拉擦一、二次使镀铜层均匀一致再涂上肥皂液和植物油的混合溶液以备挤压膛线但要根据气候冷热的变化确定加植物油的分量和是否植物油。镀铜层必须均匀。如局部过厚则挤压时会产生凹陷如过薄会增大冲挤力卡住冲子或擦伤膛线影响表面光洁度。镀铜至挤压的时间一般不能超过2分钟挤压时冲子须擦净后镀铜和涂上凡士林。冲挤后冲子须在空气中冷却为此要准备几个冲子循环使用。 铜溶液不能存放过久并须保持清洁明亮否则由于变质镀层呈赠红色影响线膛光洁度。另外也采用灌注着铜的方法其成分为 硫酸铜CuSO45H2O 10克 : 二氯化锡SnCl22H2O 15克 硫酸比重1.84化学纯 6毫升 蒸馏水 100毫升 每根枪管灌入量一般为400450克。此法操作简单挤丝后内膛光洁度较高。 ?、在挤压膛线前要仔细检查枪管内膛表面有无深的刀痕或显著的螺旋线纹因为这些缺陷在挤压后会产生显著的波纹和斑点。 用量具检查阴线直径时须注意由于枪口顶针斜面加工硬化挤压后的尺寸小于线膛中部尺寸。因此在枪口尺寸时有时不能正确反映线膛真实情况最好是在挤压线膛切去枪口顶针锥度那一段枪管尾端弹膛端粗大壁厚在这一段挤出的膛线有所收缩这是正常的允许线膛通过的量具可以不能过。对缩小了的一段线膛可用卧式短程擦线机修正使其符合量具通过。 挤压膛线常见的缺陷的分析 挤压膛线是一种无屑加工挤压膛线的质量与挤压前各项准备工作和挤压操作?恼 沸允窍嗷チ 档摹,纸 , 毕莘治鋈缦? ?、膛线表面斑点通常是由于镀铜的厚度不均匀产生的。因为铜层过厚或过薄一方面使润滑性能降低另一方面使内膛表面和冲子表面间的摩擦阻力增大在高温状态下产生胶合作用。内膛表面锈蚀也是产生斑点的原因应注意清除枪管内膛的锈蚀疵病。 ?、膛线表面擦伤轻的俗称叫毛丝重的叫螺旋线纹主要是由于挤压前内膛去油不良或者有微量锈蚀产生的因此各槽的溶液成分要定期分析调整至工艺要求之范围内。冲子光洁度不高和硬度低也是造成擦伤的原因之一。 ?、线膛表面波浪纹是由于机床划夹具的运动部分因磨损间隙增大工作时产生振动引起的。枪管热处理时产生软点硬度低的地方也产生波浪纹。 2、擦光线膛擦膛 抛光枪管阴阳线主要是修饰线膛光洁度和由于阴阳线制造公差不致等疵病。因此应对阴阳线分别进行擦拭以免修饰阳线时而使阴线超过公差报废。同时在擦膛时又容易擦坏膛线的几何形状或产生其它缺陷面报废。 擦膛必须在精车枪管外圆后进行因为挤压膛线时枪管外圆层金属受到张力孔壁内层金属受到压力即产生膛线有胀大如车去外圆一层金属后外层张力减小而线膛还具有微量胀大。因此只能在膛线内壁胀大后进行以免膛线尺寸超差报废。由于弹膛端的外圆壁较厚挤压膛线后枪管接近弹膛部位的断面阴阳线尺寸小于其余部分擦拭时须先从这部分开始。 擦膛阴阳线时铅条在枪管内的位置要正确否则会产生塌角取双线使枪管报废。产生膛线塌角与冲子精度和机床的精度有关也必须充分注意。 擦膛光洁度差的原因有两个方面一方面因刀痕线纹或 腐蚀造成挤压后光洁度差另一面可能由于抛光砂粒质量不好和抛光操作不良和加钢砂每次分量不均匀等所产生抛光使用钢砂为180200号。 为了使阳线获得更高的表面光洁度以增加它的耐磨性并提高枪管的使用寿命擦膛之后阳线应单独再用光滑的冲子挤压其大批量挤压膛线是一致的。如果传动部分轴承部位的齿轮啮合因磨损间隙增大工作中产生震动会使阳线上产生波浪纹。 四、弹膛加工 1、弹膛加工的要求和安排 弹膛是枪尾端与膛线在一根轴线上的四个锥体是容纳弹壳弹丸、承受高压、高温及耐腐、耐磨的重要工作部分它的质量的好坏影响射击精度和和使用寿命。因此对弹膛的几何形状、精度、光洁度等提出了较高的要求。 枪管弹膛加工由弹膛的粗加工、精加工和手工光整三个工序电解抛光可代替手工光整来完成。 弹膛各个锥体必须与线膛中心同心因此弹膛加工必须以枪膛的表面为基准。基准面越精确弹膛各锥体对枪膛的同心偏差便越小所以弹膛的精加工必须在线膛光加工后来进行弹膛电解加工在镀铬工序前和在机械加工各工序的最后完成。 弹膛粗加工是以枪膛表面作为基准粗铰弹膛的工序通常排在粗铰枪膛后和热处理前进行加工以除去弹膛过多的余量获得枪管弹必要的硬度。 弹膛的精加工是在线膛尾端加工并以此端面为基准进行的以获得弹膛各锥体准确的深度尺寸精度。弹膛加工是以准确的线膛表面作基准使各锥体对线膛同心度偏差小枪管外表面的加工是以弹膛表面定位以保证外圆对弹膛的同心度。 完成弹膛加工的主要条件是必须使枪管或刀具非刚性的固定并且在刀具上装有定位器一方面使枪管和刀具在它们轴心不重合时可以稍微移动一下以保证刀具的定位杆进入枪膛避免铰刀弯曲或擦伤枪管线膛。为了获得弹膛各表面良好的光洁度加工时的润滑冷却剂是很重要的可采用亚麻油75和锭子油25的混合剂或机油―肥皂―石蜡乳剂成纯亚麻子油为佳亦可采用植物油。 最后用木质心轴上卷砂布及研磨粉抛光弹膛使其达到工艺要求的光洁度。 2、弹膛加工中常见的缺陷 弹膛表面经常有多角形、环形刀痕、砂布纹、班点以及弹膛形状变形等缺陷严重地影响了电解抛光和最后砂光及研磨抛光的质量其产生原因主要是在铰削时不平稳产生振动。它影响到弹膛表面质量。膛形误差和铰刀的寿命。振动一般分为两种一种是由研磨弹膛铰刀的刃磨不均匀和铰削不均匀等原因引起的振动另一种是由于铰刀太锋利后角过大嵌制力不够而引起的振动。因此要求在精铰弹膛时应提高研磨弹膛铰刀的质量注意操作方法。 弹膛表面的环形型刀纹主要是由于弹膛铰刀不锋利所引起。 铰刀不锋利一般分为四种情况A、是由于碳化物偏析过高在铰削时掉刃通常的叫缺口而产生刀瘤。在铰削中刀瘤时生时无长出与消失的矛盾运动贯穿在铰削弹膛整个过程中。B、是因热处理不当硬度偏低或刃磨时操作不当造成刃口回火硬度降低。加之进刀量过大产生了刀瘤与弹膛表面强烈摩擦造成环形刀纹C、是枪管材料组织不均或杂质影响而形成环形型刀纹。D、是操作不当所引起环形刀纹等。 一般要求制造弹膛铰刀材料质碳化物偏析在三级以内若过高时可用铸造的方法降低碳化物偏析。应提高热处理质量和严格控制淬火温度与时间使淬火组织与硬度达到要求。 弹膛形状发生变形影响弹膛的几何精度其产生原因有三种一是由于精铰弹膛时表面光洁度差以致电解抛光不能消除或者电解时产生的点子、烧伤、黑疤等缺陷在砂光和研磨抛光时不易消除。为了消除这此缺陷而过分地进行砂光和研磨抛光饰会引起弹膛变形或超出公差。二是在砂光、抛光时采用砂布较粗抛光剂粒度不纯或有机械杂质等影响。三是抛光弹膛时操作不良所引起要求在精铰弹膛和电解抛光时应保证弹膛表面光洁度和几何形状避免过分抛光修饰弹膛引起超差变形。 五、枪膛校直 枪 管的校直与枪管毛坯校直一样。对于枪管机械加工具有重大的意义。在热处理之后电解抛光内膛之前或在挤压膛线之后精加工膛线之前等都分别对枪管进行校直。校直质量的好坏直接影响到成枪的射击精度。 校直工序安插在加工过程中进行直到成枪验收为止。校直的方法是目测枪膛的弯曲度在枪管外圆的弯处加压力使金属产生弹性变形和永久变形以达到校直目的。 校直的方法是用阴影三角形法。所谓阴影三角形法就是当枪膛对着有掩板的光源时如果枪膛是直的它的阴影是一等腰三角形否则就不是等腰三角形而是随各种不同的弯曲出现各种相应的阴影 六、枪口加工 就成枪来说影响射击精度的因素很多但枪口60?锥面与线膛不同心是影响射精度的主要因素因此注意枪口形状端面对枪膛中心线的垂直度并须正确地加工枪口形状和斜面。枪口形状不正确和单面的切去金属会影响弹丸由膛口飞出时方向的正确性。为了达到此要求应以枪管及刀具的轴线严格重合的方法即按线膛实际尺寸选择定位杆来达到加工枪口斜面的精度要求。但应注意不在因导向杆插入线膛而将线膛擦伤。 七、枪管内膛及弹膛电解抛光 目前已广泛地将电解加工应用于枪管内膛和弹膛加以代替机械加工它不仅降低了劳动强度提高了工效而且保证了质量节省了生产消耗电解加工线膛和弹膛是利用电化学的方法以工件为阳极黄铜杆为阴极阴极杆光洁度要求9以上阳极和阴极之间隙通常为0.21.0毫米通过电解作用在工件表面上析出一定量的金属层以代替金属切削加工图3-1-7。 电解加工内膛时应注意工艺参数对工序相互之间的关系相互影响以及工艺路线的合理性等都要做到胸中有数.枪管膛线在挤压前应具有符合尺寸精度和光洁度要求的内膛。电解加工内膛就是用以代替挤压膛线前的金属切削加工内膛热处理后两次精铰工序。 . 、电解加工内膛工艺路线电解加工内膛的工艺路线是钻深孔――铰深孔――粗车外圆――粗扩弹膛――热处理――化学去铅校直――去油――内膛分组――电解加工内膛――清洗――烘干――防锈。 、电解加工内膛工艺参数 从生产实践可知电解加工内膛的工艺参数通常采用 电流为 16001800安 电流密度 15安/毫米2 quot 电压为 1012伏 电解液压力为 1015公斤/厘米2 电解液浓度为 1012盐水溶液以重量百分比计 电解温度 2530?。 加工零件需要时间约为32秒 、电解加工内膛中易产生的问题及原因分析 ?、内膛呈锥度状这对挤压线膛的光洁度是很不利的因此在电解内膛中应尽量将内膛锥度缩小到最低限度。若误差在0.05毫米范围内对内膛质量影响不大。 锥度产生的主要原因是出液口堵塞或出液口总面积不够导致出液端电解液温度比进液端高因而导电率强加工内膛的进液端孔小于出液端。 流速过低导致出液端流速大于进液端造成出液端孔径小于进液端因此生产中可增大电解液的流速和清除出液口的堵塞或适当调整出液口的总面积来改变锥度的大小或者在加工一半时间以后采用换向通液的加工方法来解决。 ?、内膛呈椭圆形内膛呈椭圆形时会产生阴线挤不完整等缺陷。 椭圆形产生的原因是阴极与内膛不同心内膛弯曲或阴极不直所致在电解加工中应注意操作以及阴极和内膛应及时校直。 ?、内膛烧伤是由于阴极与阳极碰合而产生断路所致。造成断路的因素一般是电解液中有金属杂质或阴极弯曲内膛弯曲或者上罩没有装到位以及阴极没有拉直等。应加强电解液的过滤保持阴极和内膛的直度。 ?、内膛黑疤一般情况是由于电解液流速过低压力过小阴极上电解物堆积过多而产生的。在电解时应提高电解液的流速并经常用稀盐酸清洗阴极以预防或消除内膛黑疤产生。 ?、内膛产生小突起是由于内膛表面去铅不良有锈迹或者电解液中有铁锈等杂质所引起的因此应加强去铅和去锈工作并保持电解液的清洁和经常进行过滤工 作。 ?、纵向条纹通常是由于电解液中FeOH沉淀物含量过多电解液流速过低或者是枪管材料中有非金属夹杂物所造成的在电解加工中可采用提高电解液的流速或更换新的电解液降低电解液浓度来防止和消除纵向条纹。枪管材料的非金属夹杂物所产生的纵向条纹只能采用铅条擦拭可切削拉光等加工方法修复。 电解加工内膛时应特别注意加工前的去油、除锈应在1015稀盐酸溶液?薪 菀欢问奔洹,庸ず蟮那逑捶佬獾裙ぷ鞫阅谔疟砻嬷柿恳灿泻艽笥跋臁?4、电解加工弹膛 lt tHu e 枪管.