Радиальная штамповка сложнопрофильных стабилизаторов стреловидных пуль к охотничьим боеприпасам тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.09, кандидат наук Калинин, Сергей Сергеевич

  • Калинин, Сергей Сергеевич
  • кандидат науккандидат наук
  • 2016, Тула
  • Специальность ВАК РФ05.02.09
  • Количество страниц 192
Калинин, Сергей Сергеевич. Радиальная штамповка сложнопрофильных стабилизаторов стреловидных пуль к охотничьим боеприпасам: дис. кандидат наук: 05.02.09 - Технологии и машины обработки давлением. Тула. 2016. 192 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Калинин, Сергей Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРЕЛОВИДНЫХ ПУЛЬ К ГЛАДКОСТВОЛЬНОМУ ОХОТНИЧЬЕМУ

ОРУЖИЮ

1.1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПАТРОНОВ СО СТРЕЛОВИДНЫМИ ПУЛЯМИ И ПОДХОДЫ К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРЕЛОВИДНЫХ

ПУЛЬ

1.2. ПАТЕНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.2.1. Устройство для радиально-осевой штамповки стержневых деталей

1.2.2. Устройство для радиальной штамповки поковок

1.2.3. Штамп для радиальной штамповки

1.2.4. Устройство для радиальной штамповки поковок

1.2.5. Штамп для радиальной штамповки

1.2.6. Штамп для радиальной штамповки

1.3. ПОДХОДЫ К ТЕОРЕТИЧЕСКИМ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СТРЕЛОВИДНЫХ ПОРАЖАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.3.1. Течение жесткопластического слоя в межклиновом Пространстве

1.3.1.1. Гладкий клиновой инструмент

1.3.1.2. Шероховатый клиновой инструмент

1.3.2. Аналитическое описание методом линий скольжения задач пластического формообразования инструментом с криволинейным рабочим профилем

1.3.2.1. Боковое выдавливание в криволинейной матрицу-контейнере

1.3.2.2. Штамповка выпуклого остроконечного профиля в глухой матрице

1.4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МЕТОДОМ ДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТОК

1.5. ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

47

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ СИЛОВОЙ АНАЛИЗ ТЕЧЕНИЯ ДЕФОРМИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА В КЛИНОВОМ

КАНАЛЕ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ УЧАСТКАМИ КОНТУРА

2.1. ТЕЧЕНИЕ МАТЕРИАЛА В ГЛАДКОМ КЛИНОВОМ КАНАЛЕ С КРИВОЛИНЕЙНЫМ УЧАСТКОМ ПРОФИЛЯ

2.2. ТЕЧЕНИЕ МАТЕРИАЛА В ШЕРОХОВАТОМ КЛИНОВОМ КАНАЛЕ С КРИВОЛИНЕЙНЫМ УЧАСТКОМ ПРОФИЛЯ

2.3. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ГЛАДКИМ ИНСТРУМЕНТОМ С КРИВОЛИНЕЙНЫМ РАБОЧИМ ПРОФИЛЕМ

2.3.1. Определение радиусов кривизны линий скольжения

2.3.2. Вывод зависимостей для расчета геометрических и силовых параметров

2.3.3. Альтернативный подход к решению задачи о течении материала в криволинейном гладком сужающемся канале

2.4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЛЬНОЙ ШТАМПОВКИ ЛОПАСТЕЙ СТАБИЛИЗАТОРОВ СТРЕЛОВИДНЫХ ПУЛЬ С ОТРУБКОЙ ОБЛОЯ

2.4.1. Общая методика расчета технологических параметров радиальной штамповки лопастей стабилизаторов стреловидных пуль

2.4.2. Штамповка лопастей стабилизаторов стреловидных пуль инструментом с прямоугольной вершиной

2.4.3. Штамповка лопастей стабилизаторов стреловидных пуль инструментом с криволинейной вершиной

2.5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОДНООПЕРАЦИОННОГО РАДИАЛЬНОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ СТАБИЛИЗАТОРОВ СТРЕЛОВИДНЫХ ПУЛЬ

3.1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ РАДИАЛЬНОЙ ШТАМПОВКЕ УЧАСТКА ЛОПАСТЕЙ ПОСТОЯННОЙ ТОЛЩИНЫ НА МЕРНОЙ

ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКЕ

3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО И ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МЕТОДОМ ДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТОК ПРИ ТЕЧЕНИИ

ДЕФОРМИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА В КРИВОЛИНЕЙНОМ КЛИНОВОМ СУЖАЮЩИМСЯ КАНАЛЕ

3.3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗАПАСА ПЛАСТИЧНОСТИ

3.4. РАСЧЕТ РАЗМЕРНОЙ ВЕЛИЧИНЫ НЕОБХОДИМОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИЛЫ

3.5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

4. ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МНОГОФАКТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ НАРУЖНОГО КОНТУРА ЛОПАСТЕЙ ОТРУБКОЙ ОБЛОЯ КЛИНОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

4.1. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРУБКИ ОБЛОЯ ЛОПАСТЕЙ ИНСТРУМЕНТОМ С КЛИНОВЫМИ ВЫСТУПАМИ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

4.2. ВЫБЬОР ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА НАРУЖНОГО КОНТУРА ЛОПАСТЕЙ СТАБИЛИЗАТОРА

4.3. ВЫБОР ФАКТОРОВ И ДИАПАЗОНА ИХ ИЗМЕНЕНИЯ

4.4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

4.5. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА

4.6. АНАЛИЗ УРАВНЕНИЙ РЕГРЕССИИ

4.7. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ РАБОЧЕГО ИНСТРУМЕНТА

4.8. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

5. РАЗРАБОТКА ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ОХОТНИЧЬИХ ПАТРОНОВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНЛОГИИ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ СТРЕЛОВИДНЫХ ПУЛЬ

5.1. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ РАДИАЛЬНО-ШТАМПУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ

СТРЕЛОВИДНЫХ ПУЛЬ

5.1.1. Анализ базовой конструкции РШУ с поворотным движением инструмента

5.1.2. Разработанная конструкция РШУ с поступательным движением инструмента

5.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИЛЫ ПРИ РАДИАЛЬНОЙ ШТАМПОВКЕ СТАБИЛИЗАТОРОВ И КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ СИЛЫ ШТАМПУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

5.3. ШТАМПОВКА СТАБИЛИЗАТОРОВ С ОГРАНИЧЕНИЕМ РАДИАЛЬНОГО ТЕЧЕНИЯ ДЕФОРМИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА

5.4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 184 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технологии и машины обработки давлением», 05.02.09 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Радиальная штамповка сложнопрофильных стабилизаторов стреловидных пуль к охотничьим боеприпасам»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время среди основных путей повышения эффективности производства особое внимание уделяется снижению трудоемкости изготовления продукции, внедрению малоотходной и безотходной технологии изготовления изделий. В значительной мере это относится к типовой группе стержневых цилиндрических деталей, имеющих участки крестообразного профиля. К ним могут относится валы с шлицевыми торцевыми участками, передающими силовое вращательное движение, крестообразные отвертки повышенного качества, оперенные стреловидные пули и пр.

В данный момент в развитых странах наблюдается тенденция к приближению эффективности стрельбы пулевым патроном из гладкоствольных ружей на относительно дальних дистанциях к возможностям аналогичного выстрела из нарезного охотничьего оружия. Эта задача во многом может быть решена за счет использования стреловидных оперенных пуль. Применение оперенных пуль в гладкоствольных охотничьих ружьях позволяет увеличить начальную скорость пули в 1,5 - 2 раза по сравнению со скоростью обычных пуль за счет подкалиберного принципа конструирования патронов, повысить убойное действие на дальних расстояниях за счет большей поперечной нагрузки пули, улучшить кучность боя и настильность траектории. Все перечисленные баллистические и эксплуатационные характеристики такого пулевого патрона позволяют надежно поражать зверя на дистанциях до 300 м включительно.

Наиболее важным для функционирования и сложным для изготовления в условиях массового производства является стабилизатор стреловидной пули.

В связи с изложенным, теоретическое и экспериментальное обоснование усовершенствованных способов штамповки стабилизаторов стреловидных пуль к охотничьим боеприпасам, эффективных для условий массового

изготовления и повышающих качество производимой продукции является актуальной научной задачей.

Цель работы. Разработка новых технологических схем холодной штамповки стабилизаторов стреловидных пуль к охотничьим патронам путем разработки новых способов их изготовления и проектирования специальной штамповой оснастки, теоретического и экспериментального обоснования технологических режимов.

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи исследований:

1. Решить аналитическим методом линий скольжения классические силовые задачи о течении жесткопластического слоя в клиновом канале, имеющем криволинейные участки профиля образующей этого канала, для условий плоской деформации.

2. С использованием результатов решения указанных задач, провести силовой анализ операций штамповки лопастей стабилизаторов стреловидных пуль, имеющих криволинейный участок лопастей, с одновременной отрубкой облоя по внешнему контуру, инструментом с различной конфигурацией клиновых выступов.

3. Экспериментальным методом делительных сеток изучить распределение деформаций в пластической области при течении деформируемого материала в криволинейном сужающимся канале и определить координату опасной точки, в которой наблюдается наибольшее исчерпание запаса пластичности,

4. Разработать бойки специальной конструкции, имеющие профильные клиновые выступы, позволяющие совместить заключительную формообразующую операцию штамповки лопастей стабилизаторов и их обрубкой по внешнему контуру, и провести многофакторные экспериментальные исследования по установлению рациональных геометрических размеров профильных клиновых выступов на бойках,

уменьшающих дефекты, возникающие при обрубке лопастей стабилизаторов стреловидных пуль из различных марок сталей.

5. Разработать радиально штампующее устройство с поступательным движением рабочих бойков, обеспечивающее холодное пластическое формообразование стабилизаторов с плоским задним торцом, исключающее весьма нетехнологичную завершающую механическую обработку лопастей и позволяющее расширить возможности холодного пластического формообразования участков крестообразного профиля на стержневых цилиндрических заготовках.

6. Разработать практические рекомендации к проектированию технологического процесса изготовления стабилизатора стреловидных пуль, а также штамповой оснастки и инструмента. Использовать результаты исследования в учебном и промышленном процессе на предприятии ОАО «ЦНИИТОЧМАШ» (г. Климовск Московской обл.).

Объект исследования. Новая технологическая схема радиального холодного пластического формообразования участков крестообразного профиля на цилиндрических стержневых заготовках.

Предмет исследования. Теоретические и экспериментальные модели влияния различных факторов на результирующие параметры технологического процесса радиального холодного пластического формообразования сложнопрофильных стабилизаторов стреловидных пуль к охотничьим боеприпасам.

Методы исследования. В теоретических исследованиях использован аналитический метод линий скольжения с применением интегрального преобразования Лапласа-Карсона (операционного исчисления), позволяющий получить компактные результирующие зависимости для расчета геометрических и силовых параметров процесса холодной радиальной штамповки лопастей стабилизаторов стреловидных пуль в условиях плоского деформированного состояния.

Установление деформированного состояния, степени использования запаса пластичности и координат точек, где он использовался в наибольшей степени, в пластических областях проводился при помощи экспериментального метода делительных сеток.

Для установления рациональных геометрических размеров, формы клиновых выступов на рабочем инструменте для радиальной штамповки лопастей стабилизаторов с одновременной отрубкой облоя, использованы элементы теории моделирования и основные положения планируемого многофакторного натурного эксперимента.

Теоретическим методом была определена лишь сила, воспринимаемая одним бойком. Для установления общей потребной силы, прикладываемой со стороны прессового оборудования, было проведено экспериментальное исследование крешерным методом, позволившее определить коэффициент передачи силы на бойки штампующего устройства.

Положения, выносимые на защиту:

- Основные результирующие зависимости анализа аналитическим методом линий скольжения геометрических соотношений, распределения напряжений и необходимых технологических сил при течении жесткопластического слоя в клиновом сужающемся канале, имеющем участки криволинейного профиля.

- Особенности распределения напряжений, деформаций и степени использования запаса пластичности при штамповке сложнопрофильных лопастей стабилизаторов стреловидных пуль с одновременной отрубкой облоя по внешнему контуру.

- Экспериментальные результаты анализа деформированного состояния материала в пластической области при течении жесткопластического слоя в клиновом сужающемся канале, имеющем участки криволинейного профиля, включающие оценку степени использования запаса пластичности и установление опасной точки, в которой она достигает наибольшего значения,

полученные методом делительных сеток.

- Статистически обоснованные проведением многофакторного эксперимента регрессионные модели, позволяющие количественно оценить и уменьшить дефекты, возникающие при обрубке лопастей стабилизаторов стреловидных пуль из различных марок сталей по внешнему контуру, а также установленные рациональные геометрические размеры профильных клиновых выступов на бойках.

- Разработанные практические рекомендации к проектированию технологического процесса изготовления стабилизатора стреловидных пуль, а также штамповую оснастку и инструмент.

Научная новизна. Установлены закономерности распределения напряжений и деформаций в пластической области при штамповке стабилизаторов стреловидных пуль с одновременной отрубкой облоя криволинейными клиновыми выступами на инструменте, заключающиеся в повышении гидростатического сжимающего давления в пластической области, обеспечивающего залечивание микродефектов, увеличение предельных однооперационных степеней деформации и улучшение механических характеристик деформируемого материала.

Практическая значимость. Аналитическим методом линий скольжения получены компактные геометрические и силовые результирующие зависимости для процесса течения жесткопластического слоя в клиновом канале, имеющем криволинейные участки, позволяющие решать ряд типовых технологических задач обработки металлов давлением.

На основе результатов экспериментального метода делительных сеток разработан алгоритм определения координат микрозоны, в которой запас пластичности исчерпывается в наибольшей степени, и его величины при течении материала в криволинейном клиновом канале, что позволяет устанавливать обоснованное количество формообразующих операций с рациональным распределением пооперационных степеней деформации.

Усовершенствован способ штамповки стабилизаторов стреловидных пуль, исключающий нетехнологичную операцию обрезки лопастей по внешнему контуру.

Многофакторным экспериментальным исследованием установлены статистически обоснованные регрессионные модели, позволяющие определять рациональные геометрические размеры клиновых выступов на бойках и уменьшать дефекты, возникающие при штамповке лопастей стабилизаторов стреловидных пуль с отрубкой облоя из различных материалов.

Спроектировано радиально-штампующее устройство с поступательным движением рабочего инструмента, обеспечивающее формообразование плоского заднего торца изготавливаемого стабилизатора.

В первом разделе проведен обзор существующих конструкций и особенностей функционирования охотничьих патронов со стреловидными пулями. При этом отмечено, что использование новых технологических схем патронов позволит уменьшить себестоимость производимой продукции. Установлена целесообразность применения метода линий скольжения для оценки напряженного состояния в пластической область и проведения силового анализа технологического процесса радиального холодного пластического формообразования стабилизаторов стреловидных пуль. Значительный вклад в развитие метода линий скольжения (метода характеристик) для решения технологических задач плоской теории пластичности внесли В. Джонсон, Л.М. Качанов, Х. Кудо, А.Д. Томленов, Р. Хилл, Л.А. Шофман. Аналитическому описанию конструкций полей линий скольжения посвящены работы А.З. Журавлева, Е.М. Макушока, А.А. Мясищева, Г.В. Панфилова, И.П. Ренне, В.М. Сегала, В.П. Северденко, И.А. Смарагдова, В.И. Ураждина.

Также рассмотрены подходы к проведению экспериментальных исследований по определению деформированного состояния с последующим

установлением степени использования запаса пластичности в различных точках пластической области и к известным технологиям изготовления стабилизаторов стреловидных пуль.

Проведены патентные исследования конструкций радиально штампующих устройств, с помощью которых изготавливают близкие по форме изделия.

На основании проведенного обзора и изложенного выше сформулированы задачи исследования.

Во втором разделе с использованием аналитического метода линий скольжения и интегрального преобразования Лапласа - Карсона проведен анализ напряженного состояния в пластической области при течении деформируемого материала в криволинейном клиновом канале и силовой анализ различных вариантов операции штамповки лопастей стабилизатора с одновременной отрубкой облоя.

В третьем разделе экспериментальным методом делительных сеток изучено распределение деформаций в пластической области при течении деформируемого материала в криволинейном сужающимся канале. Получены изолинии накопленной степени деформации сдвига и показателя напряженного состояния для различных степеней обжатия и радиуса кривизны контура инструмента. Разработана методика определения координаты опасной точки, в которой наблюдается наибольшее исчерпание запаса пластичности, накопленной степени деформации сдвига, показателя напряженного состояния и степени использования запаса пластичности в этой точке. Это позволяет установить рациональное количество формообразующих операций и промежуточных термохимических циклов при штамповке лопастей стабилизаторов, имеющих криволинейные участки на периферийных зонах.

В четвертом разделе разработана конструкция рабочих бойков с криволинейными клиновыми выступами, обеспечивающими возможность

производить отрубку облоя по внешнему контуру лопастей. Проведено многофакторное экспериментальное исследование размеров и формы клиновых выступов, позволившее определить закономерности влияния геометрических размеров клиновых выступов на инструменте на качество изготовления стабилизаторов стреловидных пуль. С использованием полученных статистически обоснованных уравнений регрессии установлены параметры клиновых выступов инструмента, обеспечивающие минимум погрешностей при штамповке стабилизаторов с одновременной отрубкой облоя по внешнему контуру лопастей.

В пятом разделе спроектировано радиально штампующее устройство с поступательным движением рабочих бойков, обеспечивающее холодное пластическое формообразование стабилизаторов с плоским задним торцом, исключающее весьма нетехнологичную завершающую механическую обработку лопастей. Экспериментально определены необходимая технологическая сила радиальной штамповки стабилизаторов и коэффициент передачи усилия разработанным штампующим устройством от прессового оборудования на рабочие бойки.

В заключении приведены основные результаты и выводы, полученные при проведении комплекса теоретических и экспериментальных исследований, а также конструкторско-технологических разработок.

1. СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРЕЛОВИДНЫХ ПУЛЬ К ГЛАДКОСТВОЛЬНОМУ ОХОТНИЧЬЕМУ ОРУЖИЮ

1.1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПАТРОНОВ СО СТРЕЛОВИДНЫМИ ПУЛЯМИ И ПОДХОДЫ К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРЕЛОВИДНЫХ ПУЛЬ.

Одной из наиболее удачных конструкций охотничьих боеприпасов такого типа является патрон «Зенит» с подкалиберной оперенной пулей [34, 35]. Патрон «Зенит» (рис 1.2) состоит из гильзы 1 с зарядом пороха 2, прикрытым обтюратором 3, защищенным антифрикционной оболочкой 4, изготовленной, например, из медной фольги или двусернистого молибдена на основе эпоксидной смолы. На обтюраторе расположен поддон 5, пуля 6 с отделяющимися пластмассовыми элементами 7. Пуля состоит из корпуса 8, свинцового сердечника 9 и пластмассового или алюминиевого оперения 10 (стабилизатора), которое закреплено в проточке хвостовой части корпуса. Пуля опирается на поддон своим фланцем 11 таким образом, что между поддоном и оперением образуется зазор, исключающий возможность деформации оперения в канале ствола при выстреле.

Рис. 1.1. Внешний вид пули к патрону «Зенит».

При весьма высокой начальной скорости и хорошей кучности боя на больших дальностях относительно небольшой диаметр оперенной пули (6,75 мм) не обеспечит требуемого надежного останавливающего действия.

Наиболее существенным недостатком этого патрона является его многоэлементность, нетехнологичность конструкций отдельных элементов, особенно стабилизатора, сложность сборки и, как следствие, высокая стоимость выстрела.

Рис. 1.2 Конструкция патрона «Зенит».

Наиболее популярным зарубежным аналогом являются патроны с оперенными пулями «Совестр» (BFS - Balle Fleche Souvestre) (рис. 1.3.) [2,32], эксклюзивное право на продажу которых принадлежит французской фирме «Тифан Эндустри» и которые впервые появились на прилавках французских магазинов в1993 году.

Оперенные пули «Совестр» были изобретены французским военным инженером Жаном - Клодом Совестром, также имеющим большой опыт разработки оперенных снарядов для артиллерийских систем. Кроме Франции, патроны BFS запатентованы во многих странах Европы и в США.

Пуля «Совестр» представляет собой стреловидную пулю из свинцового сплава с пластиковым оперением и составным двухсекторным контейнером,

выполняющим функции пыжа-обтюратора. Для обеспечения невозможности демонтажа пули в полете оперение соединяется с собственно пулей (рубашкой) металлическим стержнем-сердечником, который так же служит поражающим элементом при разрушении пули в теле животного. Конструкция пули обеспечивает фрагментацию свинцовой рубашки на крупные осколки массой 4 — 6 г, обладающие большой кинетической энергией

Рис. 1.3. Внешний вид пули к патрону «Совестр».

4 1

3

2

Рис. 1.4. Схематический разрез пули Совестра:1— свинцовая рубашка, 2— стальной сердечник (резьбовая шпилька), 3— хвостовик с оперением,4— двухсекторное ведущее устройство тянущего типа.

Кроме специальных конструктивных мер, направленных на повышение поражающего действия, пуля «Совестр» обладает уникальной способностью

сохранять скорость (и, соответственно, энергию) на больших дистанциях, вплоть до 100 м. Кроме того у пули «Совестр» траектория значительно настильнее, чем у аналогов. А от этой характеристики сильно зависит вероятность попадания в реальных условиях, то есть чем настильнее траектория, тем меньше влияет на вероятность попадания пули ошибка стрелка в определении дальности до цели. В быстроменяющихся условиях на охоте несложно ошибиться на 15—20 м, а для иных пуль на дистанциях до 50 м разница по высоте между точками попадания на 50 и на 75 м составляет до 30 см — несложно и «промазать». Разница между точками попадания пули «Совестр» на дистанциях 50 и 75 м составляет всего 6 см. А понижение траектории на дистанции 100 м от нулевой линии составляет всего 18 см, что является очень хорошим показателем для гладкоствольного ствола.

По данным изготовителя на дистанции 100 м все попадания серии из 5 выстрелов пулей «Совестр» ложатся в круг диаметром 25 см. Вполне достаточно для охоты на крупного зверя, хотя и недотягивает до показателей нарезных стволов. Но значительно важнее то, что на этой дистанции пуля

имеет скорость, превышающую скорость звука (Ут = 430 м/с при У0 = 580 м/с) и значительную кинетическую энергию (Е100 = 2450 Дж при Е0 = 4380 Дж), что позволяет считать пулю пригодной не просто для попадания в зверя на больших дистанциях, но и для гарантированного его поражения.

Нет сомнения в высоких боевых свойствах пулевых боеприпасов типа «Совестр», однако очень высокая стоимость ограничивает их применение. Если охотник, идущий на медведя, может позволить себе приобрести десяток патронов, выложив за них сумму в пять минимальных окладов, то практический стрелок, которому этого запаса может хватить на час-полтора-никогда.

1.2. ПАТЕНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.2.1. Устройство для радиально-осевой штамповки стержневых деталей.

Данное устройство [46] может быть использована для одновременного изготовления на стержневых деталях [51, 50] необходимых профилей и формообразования их концов, например, при изготовлении клапанов секций топливного насоса тракторного двигателя.

В нерабочем состоянии подвижная часть, связанная с ползуном пресса находится в верхнем положении (рис. 1.5). Радиальные пуансоны 5 освобождены и под давлением буферов 6 отведены от оси устройства и упираются в стенки сепаратора 4. Пружины 3 и 11 разжаты. Заготовку 12 торцом устанавливают на нижний осевой пуансон 2. Ползуну пресса сообщают рабочий ход, и он перемещается вниз. Вместе с ползуном пресса перемещается вниз плита 7 и стакан 9, который своей конической внутренней поверхностью перемещает радиальные пуансоны 5 в радиальном направлении к заготовке, сжимая буферы 6.

Радиальные пуансоны 5, перемещаясь к оси заготовки 12, центрируют её по оси устройства, а затем осуществляют радиальную штамповку требуемого профиля на её образующей поверхности. После этого, при дальнейшем перемещении стакана 7, упорное кольцо 10 упирается в верхнюю поверхность сепаратора 4 и прекращается перемещение радиальных пуансонов 5. Дальнейшее перемещение ползуна пресса на величину осевого перемещения А приводит к сжатию пружин 3 и 11 на эту величину. В результате на торцевые поверхности заготовки 12 воз0действуют верхний 8 и нижний 2 осевые пуансоны с силой Р = г - А, где: г - суммарная жесткость пружин, Р - сила, необходимая для формообразования концов стержневой детали осевыми пуансонами, Л -величина осевого перемещения торцов пружин.

7 А- 11

Рис. 1.5. Конструкция устройство для радиально-осевой штамповки стержневых деталей [46].

Под воздействием указанной силы оба осевых пуансона 2 и 8 осуществляют осевую штамповку торцевых поверхностей заготовки 12, например, выдавливают центровые отверстия. После перемещения на величину осевого перемещения (А) плита 7 упирается в торец стакана 9, а сепаратор 4 упирается в дно корпуса 1. Рабочий ход ползуна пресса прекращается, а затем ему сообщается обратный ход. Плита 7 вместе со стаканом 9 поднимается вверх. Нагрузка на пружины 3 и 11 снимается, и они разжимаются. Разжимаются буферы и отводят радиальные пуансоны 5 от заготовки 12, после чего она удаляется из устройства

1.2.2. Устройство для радиальной штамповки поковок. Данное устройство [47] применяют при штамповке заготовок постоянного и переменного по длине сечения с прямолинейной осью, в частности, в инструментальной промышленности при получении, например, заготовок метчиков и разверток.

При ходе ползуна пресса и стакана 20 вниз прижим 21 под действием тарельчатых пружин 22 плавно прижимает бойки 5 к нижним поверхностям

пазов цилиндрической стойки 3 (рис. 1.6).

При дальнейшем движении ползуна вниз стакан 20 давит на обойму 12 и клинья 15. Одновременно при помощи клиньев 11 и верхних клиньев 15 основные бойки 4 и дополнительные нижние бойки 5 совершают движение перпендикулярно к оси заготовки. Продолжая движение, бойки 4 и 5 начинают деформировать участки заготовки 6.

20 21 22

Рис. 1.6. Конструкция устройства для радиальной штамповки поковок [47].

При движении ползуна пресса (и стакан20 вверх обоймы 10 и 12 (одновременно с корпусом 9 и 16) под действием пружины 18 поднимаются, а основные 4 и дополнительные 5 бойки принимают исходное положение. 1.2.3. Штамп для радиальной штамповки.

Данная конструкция штампа [44] используется для радиальной

штамповки ребристых или гранёных профилей на стержневых заготовках.

Стержневая заготовка (рис. 1.7) 17 устанавливается в ручье штампа.

Держатели 2, перемещаясь совместно с толкателем 1, взаимодействуют

20

поверхностями 4 клина 5 и перемещаются к оси ручья штампа, производя обжим заготовки.

Одновременно с держателем 2 продольно перемещается толкатель 12, поверхность 11 которого взаимодействует с верхним концом кулачка 8, поворачивая его вокруг оси 9. При этом секции 7 втулки 6 обжимают стержневую заготовку 17, центрируя ее относительно оси ручья штампа.

При обратном ходе толкателя 1 пружина 10 возвращает кулачок 8 в исходное положение, освобождая деталь для ее извлечения. Кулачок 8, взаимодействуя с поверхностью 11 толкателя 12, возвращает держатели 2 в исходное положение.

Рис. 1.7. Конструкция штампа для радиальной штамповки [44].

Ввиду того, что, например, при ступенчатой форме заготовки, т.е. когда диаметр заготовки в зоне центрирующей втулки больше диаметра заготовки в рабочей зоне, секции 7 втулки 6 обжимают заготовку 17 раньше, чем кончается рабочий ход толкателя 1, кулачок 8 тормозит радиальное

перемещение толкателя 12, а продолжающий радиальное перемещение держатель 2 бойка 3 сжимает пружину 14 возврата.

В осевом направлении заготовка 17, обжатая бойками 3, перемещается между секциями 7 втулки 6. В случае выполнения секций 7 в виде роликов 15, заготовка центрируется канавками 16 и одновременно ими калибруется, что приводит к повышению точности изделий. При обратном ходе толкателя 1 пружина 14 возврата возвращает толкатель 12 в исходное положение.

1.2.4. Устройство для радиальной штамповки поковок.

Данное устройство [48] применяется при радиальной штамповки шлицев на валах.

У

9

Рис. 1.8. Устройство для радиальной штамповки шлицев на валах [48].

В нерабочем состоянии выталкиватели 10 поднимают обойму 7 вверх,

освобождая пуансоны 4, которые под действием усилия буферов 5

одновременно отводятся от заготовки 15 и прижимаются к конической

поверхности обоймы 7. Пружины 13 разжаты и упор 12 прижат к корпусу

сепаратором 3. Для выдавливания шлицев заготовка 15 устанавливается

22

между пуансонами 4 на подпружиненном упоре 12, и обойме 7 от толкателей 8 сообщается осевое перемещение сверху вниз. При этом выталкиватели 10 уходят в нижнюю плиту 2, пуансоны 4 перемещаются в радиальном направлении, сжимая буфера 5. В процессе шлицеобразования металл, вытесняемый пуансонами, идет на удлинение детали, поэтому упор 12 выполнен плавающим. Таким образом, при штамповке шлицев на заготовке 15 упор 12 перемещается вниз, сжимая пружины 13. При обратном ходе выталкиватели 10 поднимают обойму 7, освобождая пуансоны 4. При этом буферы 5 синхронно отводят все пуансоны от детали 15 и прижимают их к конической поверхности обоймы 7.

1.2.5. Штамп для радиальной штамповки.

На рисунке 1.9 представлен штамп для радиальной штамповки поковок, продольный разрез; на 1.10 - нижняя часть штампа, вид сверху [45].

Похожие диссертационные работы по специальности «Технологии и машины обработки давлением», 05.02.09 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Калинин, Сергей Сергеевич, 2016 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Соколовский В.В. Теория пластичности. - М.: Высшая школа, 1969. - 392 с.

2. Александров Е. Пуля Совестра теперь в России. Калашников. Оружие. Боеприпасы. Снаряжение.- №2, 2000 г. - с.12.. .15.

3. Алексеев Р. Е., Кутергин О. А., Панфилов Г. В. Энергосиловой анализ вдавливания острых гладких несимметричных клиньев в пластическое полупространство // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением.- Тула, 1985.- с. 85-88.

4. Алексеев Р. Е., Кутергин О. А., Панфилов Г.В. Применение операционного метода к описанию поля линий скольжения, образованного логарифмическими спиралями // Исследования в области теории пластичности и обработки металлов давлением.- Тула, 1986.- с. 3236.

5. Богоявленский К. Н. Обработка металлов давлением. - Изв. вуз. Машиностроение. - 1959. №11.- с.58-62.

6. Ренне И.П. Теория конечных деформаций и экспериментальных методов исследования деформированного состояния: Учебное пособие / И.П. Рене. Тула: ТПИ, 1985. 76 с.

7. Ренне И.П. Экспериментальные методы исследования пластического формоизменения в процессах обработки металлов давлением с помощью делительной сетки. - Тула: ТПИ, 1970. - 148 с.

8. Ренне И.П., Панфилов Г.В., Федосов И.М. Анализ стационарной стадии высадки трубы в подвижной матрице-контейнере // Изв. Вузов. Машиностроение. - 1990. - № 7. - с. 84-88

9. Ренне И.П., Смарагдов И.А., Аналитическое решение задачи определения удельного усилия редуцирования полосы через гладкую клиновую марицу // Изв. Вузов. Машиностроение. - 1980. -№ 12 - с. 101-106

10. Ренне И.П., Сумароков С.А., Смарагдов И.А. Усилие радиальной штамповки клиновыми бойками // Изв. вузов. Машиностроение. -1981. -№5 - с. 117-122

11. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора. - Л.: Машиностроение, 1983. - 464 с.

12. Бродский В.З., Бродский Л.И., Голикова Т.И. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиномиальных моделей: Справочное издание. - М.: Металлургия, 1982. - 752 с.

13. Гун Г. Я., Полухин П. И., Полухин В. П. и др. Пластическое формоизменение металлов.- М. : Металлургия, 1968.- 416 с.

14. Дель Г. Д., Панфилов Г. В., Ренне И. П., Смарагдов И. А. Технологическая механика: учеб. пособие.- М. : Цниинти, 1985.- 185 с.

15. Друянов Б. А., Непершин Р. И. Теория технологической пластичности. -М. : Машиностроение, 1990.- 272 с.

16. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. -280 с.

17. Панфилов Г.В., Торин С.С. / В кн.: Исследования в области теории, технологии и оборудования штамповочного производства,- Тула, ТулПИ, 1990. С. 68 71.

18. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. - М.: Финансы и статистика, 1986. - 366 с.

19. Кутергин О.А., Панфилов Г.В., Смарагдов И.А. Течение жестко-пластического слоя между гладкими наклонными плитами // Изв. вузов. - Машиностроение. 1989. N 9.- с.100-104.

20. Сумароков С.А., Панфилов Г. В. Методика расчета деформаций при радиальной штамповке деталей крестообразного сечения из круглой заготовки // Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением.- Тула, 1985.- с. 95-101.

21. Мясищев А.А., Ренне И.П., Смарагдов И.А. Аналитическое решение задачи о сжатии жесткопластического слоя наклонными

шероховатыми плитами.- Тула : ТПИ, 1980.- 9 с. Деп. в ВИНИТИ 08.01.81, № 120.

22. Недошивин С.В. Технологическое обеспечение производства стреловидных элементов охотничьих патронов: Дисс. канд. техн. наук. / ТулГУ. Тула. - 2002. - 158 с.

23. Панфилов Г. В. Аналитическое интегрирование уравнений начальной характеристической задачи плоской теории пластичности // Изв. вузов. - Машиностроение. 1987. № 11.- с.17-20.

24. Панфилов Г.В. Течение металла по криволинейным контактным поверхностям // Изв. вузов. - Машиностроение. 1990. N 8.- с. 97-101.

25. Панфилов Г. В., Алексеев Р. Е., Кутергин О. А. Аналитическое описание полей линий скольжения, образованных логарифмическими спиралями // Обработка металлов давлением. -Свердловск, 1986. - с. 12-17.

26. Панфилов Г. В., Кутергин О. А., Алексеев Р. Е. Вдавливание гладкого клина в полуплоскость с образованием криволинейного наплыва // Исследования в области теории пластичности и обработки металлов давлением. - Тула, 1988. - с. 47-50.

27. Панфилов Г. В., Смарагдов И. А. Аналитическое описание полей характеристик в технологических задачах плоской деформации // Изв. вузов. - Машиностроение. 1987. № 3. - с. 157-160.

28. Панфилов Г.В., Бочаров С.М. Радиальная штамповка участков крестообразного профиля на стержневых цилиндрических деталях. / Кузнечно-штамповочное производство. - 1996, №8. - с. 9-13.

29. Панфилов Г.В. Пластическое формообразование элементов изделий специального машиностроения (Основы теории и технологии): Дисс. докт. техн. наук. / ТулГУ. - Тула. - 1995. - 460 с.

30. Алексеев Р.Е., Кутергин О.А., Панфилов Г.В. Энергосиловой анализ вдавливания острых гладких несимметричных клиньев в пластическое полупространство / Исследования в области пластичности и обработки металлов давлением. - Тула, 1985. - с. 85 -88.

31. Недошивин С.В., Шибаев М.Л. Экспериментальное определение усилия радиальной штамповки стабилизаторов и коэффициента передачи усилия штампующего устройства. / В сб.: Материалы региональной НТК «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов». - 2002. - с. 238-242.

32. Тюрин В.И. Знакомьтесь: оперенные пули «Совестр» // Мастерружье. № 33. -1999. Cc 67-69.

33. Хилл Р. Математическая теория пластичности / Р. Хилл.- М. : ГИТТЛ, 1956.- 407 с.

34. Ширяев Д.И. Патрон ''Зенит'' c подкалиберной оперенной пулей к гладкоствольным охотничьим ружьям. Мастер ружье. - ''Вениса''. -N34/35, 1999г.-с.22...26.

35. Ширяев Д.И. Патрон ''Зенит'' c подкалиберной оперенной пулей к гладкоствольным охотничьим ружьям // Мастерружье. N34/35.-1999. c. 22-26.

36. А.с. 136446 СССР. Устройство для радиальной штамповки лопастей стреловидных элементов / С.А. Сумароков, И.А. Смарагдов, И.П. Ренне, Г.В. Панфилов.

37. А.с. 146288 СССР. Устройство для штамповки лопастей стреловидных элементов / С.А. Сумароков, И.А. Смарагдов, И.П. Ренне, А.И. Сумарокова, Г.В. Панфилов.

38. Панфилов Г.В., Недошивин C.B. Оценка технологичности конструкций сердечников бронебойных пуль. Тезисы докладов Международной конференции, посвященной 150 летию со дня рождения С.И. Мосина-Тула. 1999 С. 86.

39. Панфилов Г В., Исакин Д.Н., Груздев С.С. Теоретический силовой анализ штамповки стержневых остроконечных изделий / В сб.: Исследования в области теории, технологии и оборудования обработки металлов давлением-Орел-Тула. - 1998-С. 50.56

40. . Бочаров С.М., Панфилов Г.В., Федосов И.М. Сжатие жесткопластиче-ского слоя наклонными шероховатыми плитами // Изв. ВУЗов Машиностроение,- 1990,-№7,- С. 89.

41. Панфилов Г.В., Исакин Д.Н., Груздев С.С. Многопереходная холодная штамповка остроконечных сердечников / В сб.: Прикладные задачи механики и газодинамики. - Тула, ТулГУ, 1997 С. 67.73.

42 Дёч Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа. М.: «Наука» / Пер. со втор. нем. изд. Г.А. Вольперта, 1965. 287с.

43 А.С. БИ № 706174 Штамп для радиальной штамповки // Маповальчук В.В.

44 А.С. БИ № 1180141 Штамп для радиальной штамповки // В.М. Шаповальчук, Ю.Б.Зайцев, Л.П.Батвинов

45 А.С. БИ № 565766 Шмамп для радиальной штамповки // В. М. Сапожников, С. Ф. Кобелькова, А. Б. Лабендзкий

46 ЯИ № 33339 Устройство для радиально-осевой штамповки стержневых деталей // Холмагорцев Ю.П., Евсеев В.А., Устимов Е.С.

47 47. А.С. БИ № 521989 Устройство для радиальной штамповки поковок // П.В. Савотьянов, В.М. Агапкин, В.Б. Леняшин, Н.С. Улимова, В.Ф. Кушнир

48 А.С. БИ № 1484430 Устройство для радиальной штамповки шлицев на валах // Парфиянович В. С.,Сидоренко М. И.

49 Глистин С.С. Разработка конструкций и устройств радиальной штамповки элементов перспективных охотничьих патронов // Современные технологии обработки металлов и средств их автоматизации: сборник тезисов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 22-23 с.

50 Глистин С.С. Разработка автоматизированного штампа для изготовления высокоточных оперенных стабилизаторов для перспективных охотничьих патронов // Вестник Тульского государственного университета. Автоматизация: проблемы идеи решения. Ч.2. Тула: Изд-в ТулГУ, 2011. 6-10 с.

51 Глистин С.С. Патентный анализ конструктивных особенностей устройств радиальной шамповки // Молодежный вестник

политехнического института: сборник статей. Тула: Изд-во ТулГУ,

2011. 85-87 с.

52 Глистин С.С. Автоматизация производства изготовления высокоточных оперенных стабилизаторов для перспективных охотничьих патронов // Современные технологии обработки металлов и средств их автоматизации»: сборник тезисов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. 36-37 с.

53 Глистин С.С. Технологические возможности штамповки стабилизаторов стреловидных пуль // Молодежный вестник политехнического института: сборник статей. Тула: Изд-во ТулГУ,

2012. с. 134-136

54 Глистин С.С. Управление геометрическими размерами стабилизаторов при радиальной штамповке // Молодежные инновации: сборник докладов Ч.1. Тула: изд-во ТулГУ, 2013.с.70-72.

55 Калинин С.С. Технологическое обеспечение производства элементов перспективных охотничьих патронов // Современные технологии обработки металлов и средств их автоматизации»: сборник тезисов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 19-20 с.

56 Панфилов Г.В. Недошивин С.В. Калинин С.С. Планирование и первичная обработка результатов статистического машинного эксперимента на основе множественного корреляционно-регрессионного анализа // Известия ТулГУ Технические науки Выпуск 7 Тула изд. ТулГУ, 2014 с 20-28

57 Калинин С.С. Отечественные перспективные охотничьи патроны // Современные технологии обработки металлов и средств их автоматизации»: сборник тезисов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. 33-34 с

58 Калинин С.С. Поле линий скольжения для решения задач по проектированию охотничьих патронов со стреловидными пулями. // Современные технологии обработки металлов и средств их автоматизации»: сборник тезисов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. 14-15 с

59 Калинин С.С. Обработка результатов изготовления опытных партий стреловидных пуль для проектируемых спортивно-охотничьих

патронов // Современные технологии обработки металлов и средств их автоматизации»: сборник тезисов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. 1518 с

60 Калинин С.С. Автоматизация и однооперационность изготовления перспективных охотничьих патронов // X Региональная магистерская научная конференция доклады статей/ Тула: Издательство ТулГУ 2015 с. 164-162

61 Панфилов Г.В. Недошивин С.В. Калинин С.С. Заключительные этапы проектирования технологии штамповки остроконечных конических участков на цилиндрических заготовках // Известия ТулГУ Технические науки Выпуск 7 Тула изд. ТулГУ, 2016 с 20-28

62 Диткин В.А., Прудников А.П. Справочник по операционному исчислению. М.: «Высшая школа». 1965. 232 с.

63 Панфилов Г.В., Панов А.А. Моделирование пластического течения аналитическим описанием полей линий скольжения // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 2: в 2 ч. Ч. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 103-111.

64 Панфилов Г.В., Сухонин В.А., Калинин С.С. Планирование многофакторного эксперимента по радиальной штамповке концевых участков крестообразного профиля // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 7: в 2 ч. Ч. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. С. 9-17.

65 Панфилов Г.В., Сухонин В.А., Калинин С.С. Обработка результатов многофакторного эксперимента по радиальной штамповке концевых участков крестообразного профиля // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 7: в 2 ч. Ч. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. С. 29-41.

66 Третьяков А.В., Трофимов Г.К., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1964. С. 109 - 127.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.