Гильзовое производство

Гильзовое производство

ГИЛЬЗОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО. Гильза служит для соединения в одно целое (патрон) элементов, необходимых для производства выстрела: пули (снаряда), порохового заряда и капсюля. При выстреле от удара бойка воспламеняется капсюль и передает огонь пороховому заряду, который, сгорая, образует большое количество газов, выталкивающих пулю из канала ствола и сообщающих ей определенную начальную скорость. После выстрела гильза теряет свое боевое значение и д. б. удалена (экстрактирована) из патронника оружия. После выстрела при открывании затвора особый экстрактор вытягивает гильзу из патронника за закраину шляпки или за особую заточку, после чего она выбрасывается особым выбрасывателем. В каждой гильзе (фиг. 1 и 2) различают: 1 - корпус гильзы, 2 - скат гильзы, 3 - дульце гильзы, 4 - шляпку, или заточку, гильзы, 5 - капсюльное гнездо, 6 - наковальню, и 7 - затравочные отверстия.


Конструкция гильзы

Гильзы применяются в ручном оружии (винтовка, револьвер) и при стрельбе из пулеметов и орудий. Очертание и размеры гильз соответствуют очертанию и размерам патронника того оружия, для которого они предназначены. Гильзы бывают металлические и бумажные; последние применяются почти исключительно для охотничьего оружия. Металлические гильзы изготовляют почти исключительно из латуни. Во время войны 1914—18 гг. Германия частично применяла железные гильзы. Латунь для изготовления гильзы состоит из сплава меди и цинка: 72—67% Сu и 28—33% Zn. По своей химической природе сплав представляет собой твердый раствор (фаза α в ряде сплавов меди и цинка). Кристаллы этой фазы отличаются большой пластичностью и допускают механическую обработку изделий в холодном состоянии. Производство как ружейных, так и орудийных гильз по характеру операций мало отличается одно от другого и заключается в ряде вытяжек, штамповок, обрезок и обжимов с промежуточными отжигами. Фабрикация гильз мелких калибров (не более 76 м) производится на станках с механическим приводом, крупные же калибры требуют применения гидравлических прессов большой мощности.

Латунь для изготовления винтовочных гильз употребляется в виде лент, толщиной около 2,5—3,0 мм, шириной около 120 мм и длиной 1000—2000 мм. Ленты д. б. гладки и чисты, на их поверхности, безусловно, не допускаются пузыри, свищи, расслоины, трещины и рвань. Отступления по химическому составу от средних величин содержания меди и цинка допускаются не более ±1%. Посторонние примеси допускаются в количестве не >0,5%, в том числе железа не >0,1 % и свинца не >0,05%; примесь висмута совершенно не допускается. Латунь должна иметь следующие механические качества: при испытании на разрыв плоской пластины толщиной около 2,5 мм, шириной около 15 мм, при расчетной длине около 150 мм среднее сопротивление на разрыв д. б. в пределах от 30 до 35 кг/мм2, причем среднее относительное удлинение - не менее 50% от первоначальной длины пластины.

Первая операция при изготовлении винтовочных гильз заключается в вырубке кружков и свертывании из них колпачков

Первая операция при изготовлении винтовочных гильз заключается в вырубке кружков и свертывании из них колпачков (фиг. 3 и 4), что производится одновременно на приводном прессе двойного действия. Эти прессы одновременно вырубают и свертывают один или несколько колпачков. Многорядный вырубно-сверточный пресс изображен на фиг. 5.

Многорядный вырубно-сверточный пресс

На однорядных станках вырубается сначала средний ряд (фиг. 6), а затем последовательно остальные ряды. На многорядных (например, пятирядных) станках за один удар свертывается пять колпачков, в той последовательности, какая указана арабскими цифрами на фиг. 6.

На многорядных станках за один удар свертывается пять колпачков

Окончательна вырубленная лента имеет вид, который показан на фиг. 6 (высечка), и отправляется для переработки на меднолитейные заводы; такой высечки получается по весу от 20 до 25%. Вырубно-сверточный инструмент изображен на фиг. 7.

Вырубно-сверточный инструмент

Кружок вырубается вырубным пуансоном 1, свертка же его производится сверточным пуансоном 2, двигающимся внутри вырубного, при посредстве сверточной части 3 вырубно-сверточной матрицы 4. Дальнейшие операции по изготовлению винтовочных гильз заключаются в вытяжке колпачка с промежуточными отжигами и в штамповке шляпки гильзы. Количество вытяжек винтовочных гильз - от 4 до 5, в зависимости от калибра и длины гильзы; штамповок делается две - предварительная и окончательная. Постепенное изменение очертания гильзы при изготовлении ее в четыре вытяжки показано на фиг. 8—14.

Постепенное изменение очертания гильзы при изготовлении ее в четыре вытяжки

Постепенное изменение очертания гильзы при изготовлении ее в четыре вытяжки

Все вытяжки гильз производятся на обыкновенных приводных прессах (фиг. 15), причем для третьей и четвертой вытяжек ход станка должен быть лишь несколько больше по сравнению с первой и второй.

Все вытяжки гильз производятся на обыкновенных приводных прессах

Подача материала на вытяжные станки производится или вручную через специальную трубку или лоток, или при помощи особых автоматов; благодаря этому почти совершенно исключается возможность несчастных случаев при работе. Вытяжной инструмент состоит из вытяжной матрицы и вытяжного пуансона (фиг. 16).

Вытяжной инструмент состоит из вытяжной матрицы и вытяжного пуансона

Вытяжка достигается продавливанием изделия, надетого на пуансон, через матрицу, диаметр которой соответствует желаемому наружному диаметру изделия после вытяжки; пуансон, на который надето изделие, имеет очертание и размеры, соответствующие внутренним размерам изделия после вытяжки. Количество отдельных вытяжек гильз обусловливается, с одной стороны, механическими качествами латуни, не допускающей деформаций более чем на 40—50% от первоначальных размеров, а с другой - необходимостью получения изделий с однообразной толщиной стенок. Форсирование вытяжки неизбежно ведет к обрывам материала и перебоям в работе, разностенность же гильз может вызвать появление трещин при стрельбе, опасных как для оружия, так и для стрелка. Для избежания этих недостатков переходы гильз подвергаются между вытяжками термической обработке (отжигу) с последующими травками и промывками для удаления неизбежной окалины. Число отжигов соответствует числу вытяжек. При изготовлении винтовочных гильз в четыре вытяжки отжигается колпачок (фиг. 4), первая и вторая вытяжки (фиг. 8 и 9) и предварительная штамповка шляпок (фиг. 11). Отжиг переходов производится или во вращающихся железных барабанах в полумуфельных печах, нагреваемых нефтяными остатками при помощи форсунок, или во вращающихся методических печах (фиг. 17), внутренность которых выложена по винтовой линии огнеупорным кирпичом; во вращающихся печах изделия двигаются от одного края печи к друг, навстречу факелу нефтяной форсунки, помещенной по оси печи.

Вращающаяся методическая печь

Отжигаемые изделия, дойдя до конца печи, высыпаются из нее через особое отверстие. Методические отжигательные печи устанавливаются или с кирпичной футеровкой и непосредственным действием пламени или с чугунными винтовыми барабанами (муфельные). Муфельные печи применяются главным образом для последнего отжига в тех случаях, когда изделия достаточно тонки и непосредственное действие пламени могло бы привести к частичным пережогам. Печи с вращающимися железными барабанами менее экономичны, но зато отжиг в них более однообразен. Методические вращающиеся печи более экономны, но при недостаточном наблюдении за печами может произойти застревание изделий в печи и пережоги. Температура отжига колеблется в пределах от 650 до 700° для первых вытяжек и от 550 до 600° для последних, тонких вытяжек. Степень отжига контролируется стрелочным прибором (фиг. 18) и определяется величиной смятия изделий при действии на них особого ножа под определенным давлением.

Степень отжига контролируется стрелочным прибором

В методических муфельных печах при отжиге последней вытяжки температура контролируется при помощи пирометра. После отжига изделия высыпаются сначала в воду, а затем их травят в растворе серной кислоты в течение ~5мин., после чего промывают проточной водой во вращающихся медных барабанах до полного удаления серной кислоты. После третьей вытяжки (фиг. 10), перед последним отжигом, производится предварительная штамповка капсюльного гнезда на горизонтальных штамповочных станках (фиг. 19) при помощи инструмента, изображенного на фиг. 20.

После третьей вытяжки, перед последним отжигом, производится предварительная штамповка капсюльного гнезда на горизонтальных штамповочных станках при помощи инструмента

Изделие перед штамповкой помещается в особой матрице 1, в которую подается пуансоном 2; с противоположной стороны на изделие надвигается штамп 3 и выштамповывает в дне гильзы капсюльное гнездо. После четвертой вытяжки гильз (фиг. 12) производится обрезка изделия (фиг. 13). Обрезка преследует цель: получить изделия одинаковой длины с ровным обрезом и удалить верхнюю часть тянутой трубки, которая неизбежно получается весьма тонкой и разностенной. Обрезка изделий делается на особых станках (фиг. 21) при помощи быстро вращающегося круглого резака.

Обрезка изделий делается на особых станках при помощи быстро вращающегося круглого резака

После обрезки производится окончательная штамповка шляпки (головки) гильзы (фиг. 14) на таких же горизонтальных станках, как и предварительная штамповка. При штамповках как предварительной, так и окончательной существенную роль играет равномерность предшествующих отжигов и однообразие толщины дна, так как при одной установке инструмента пропускается большое количество изделий, допуски же в размерах окончательного изделия не превышают 0,075—0,13.

Следующая операция заключается в пробивке или просверливании затравочных отверстий через которые огонь от капсюля передается пороховому заряду. Для ружейных и револьверных гильз, в которых дно гильзы не слишком толсто, предпочтительна пробивка отверстий на прессах при помощи игл из рояльной проволоки, помещаемых в особых приборах; при изготовлении пушечных гильз применяется исключительно способ высверливания отверстий калиброванными сверлами. Как видно из описания последовательного хода производства гильз, металл после всех указанных операций находится в наклепанном состоянии, т. к. ни после последней вытяжки, ни после окончательной штамповки шляпок изделия не подвергались тепловой обработке.

Дальнейшая операция заключается в образовании дульца. Эта работа требует значительной деформации изделия и м. б. осуществлена лишь над изделием отожженным. Однако подвергать изделие целиком отжигу в печах, как то делалось в промежутках между вытяжками, уже не представляется возможным, так как головку (шляпку) гильзы надо сохранить в наклепанном состоянии. Это необходимо потому, что при отжиге латуни предел ее упругих деформаций резко падает и, в случае отожженной головки гильзы, при выстреле неизбежно получалась бы, с одной стороны, тугая экстракция, а с другой стороны - выпадение капсюля из капсюльного гнезда, что недопустимо. Во избежание указанных ненормальностей отжигается лишь верхняя часть гильз, подвергающаяся в дальнейшем деформации. Отжиг дулец гильз производится на особых станках (фиг. 22) при помощи карбюрированного в форсунках бензина.

Отжиг дулец гильз производится на особых станках при помощи карбюрированного в форсунках бензина

Изделия, двигающиеся вместе с двумя кругами станка, подводятся к форсункам, где и подвергаются непосредственному действию пламени. Степень отжига регулируется величиной пламени форсунки и скоростью вращения подающих изделие кругов. Контроль отжига производится стрелочным прибором (фиг. 18), применяемым при отжигах вытяжек.

Обжим дулец гильз производится на прессах

Обжим дулец гильз производится на прессах (фиг. 23) в три приема; последовательность обработки указана на фиг. 24, 25 и 26.

Обжим дулец гильз

Гильзы при помощи подающего круга подводятся последовательно под три обжимных матрицы (фиг. 27), которые и придают им требуемую форму. Успешность описанной выше операции зависит, с одной стороны, от правильного и однообразного отжига изделий, а с другой - от правильной и однообразной толщины стенок дульца гильз. Если предыдущие операции проведены недостаточно тщательно, брак на обжиме дулец может достичь весьма больших размеров. Брак на этой обработке заключается гл. образом в образовании складок и трещин на дульце и скате гильз.

Последней операцией по изготовлению гильз является обточка дулец и шляпок гильз, т. е. придание гильзе окончательных лекальных размеров по длине и диаметру шляпок. Эта работа производится на специальных обточенных станках, на которых гильзе сообщается быстрое вращательное движение и особые резаки обтачивают излишний металл как с шляпки, так и с дульца.

В процессе фабрикации гильзы подвергаются промывкам (например, перед обточкой) в барабанах и последующей просушке. Сушка производится или на лотках в сушильных шкафах, обогреваемых калориферами, или в специальных автоматических сушильнях при помощи горячего воздуха с утилизацией отходящих газов отжигательных печей. Вполне готовые гильзы в некоторых случаях протираются в дубовых опилках во вращающихся барабанах. Дульца гильз после их формирования находятся в наклепанном состоянии, причем этот наклеп в дальнейшем при вставке и закреплении пули повышается. Латунь в наклепанном состоянии весьма плохо выдерживает хранение, поэтому гильзы, предназначенные для длительного хранения, должны быть подвергнуты вторичному отжигу дулец. Эта операция производится на таких же отжигательных станках, на каких делался отжиг перед обжимом дулец. Если не сделать второго, предохранительного отжига дулец, то, при хранении патронов, через весьма непродолжительное время на дульцах гильз появляются трещины, которые со временем увеличиваются настолько, что пуля вываливается из гильзы; это явление обнаруживается еще быстрее при хранении патронов в неотапливаемых помещениях.

Перед пуском в снарядку гильзы д. б. осмотрены для выделения разного рода брака как от работы, так и от дефектов самого металла; кроме того, гильзы подвергаются поверке по лекалам. Для лекальной поверки или пользуются специальными станками или эти операции производятся вручную. Окончательную лекальную поверку гильз производят на особых каморных станках, на которых все гильзы проверяют на вхождение их в камору (фиг. 28).

Окончательную лекальную поверку гильз производят на особых каморных станках, на которых все гильзы проверяют на вхождение их в камору

Камора имеет несколько меньшие размеры, чем патронник ружья, так что такая поверка гильз гарантирует от невхождения их в патронник. Гильзы, не вошедшие в камору, подвергаются переделке - переобжиму дулец и переобточке, после чего их вновь пропускают через каморные станки.

Охотничьи гильзы (для стрельбы из охотничьих дробовых ружей, заряжающихся с казенной части).

Изготовляются из латуни и бумаги. Способ производства латунных гильз почти тождественен с производством винтовочных гильз, с той только разницей, что последние операции формования дульца здесь заменены конусной калибровкой всей гильзы. Уменьшение диаметра к концу гильзы составляет при этом обычно 0,3—0,4 мм. При стрельбе конус давлением пороховых газов расправляется, и поэтому через несколько выстрелов гильза д. б. прокалибрована. Калибровка производится самим охотником при помощи металлического кольца, через которое прогоняется гильза ударами деревянного молотка. Продолжительность службы латунной гильзы определяется в 100—150 выстрелов.

Бумажные гильзы изготовляются двух сортов - однострельные и многострельные, причем последние при употреблении бездымных порохов имеют внутри цилиндрических вставок из жести, в котором помещается заряд пороха. Однострельные бумажные гильзы обычно не переснаряжаются и рассчитаны на 1 выстрел.

Разрез бумажной однострельной гильзы

На фиг. 29 представлен разрез бумажной однострельной гильзы, где 1 - бумажная трубка, 2 - внутренний пыж-поддон, 3 - латунная  головка, 4 - гнездо для капсюля. Многострельные гильзы (фиг. 30) выдерживают 3—5 выстрелов и имеют гнездо 2 для капсюля 3 с особой гребенкой-наковальней 1.

Многострельные гильзы

Гильзы под бездымные пороха б. ч. изготовляются под французский закрытый капсюль Жевело. Эти гильзы (фиг. 31) имеют в центре шляпки калиброванное отверстие 2 под капсюль Жевело, который заключает в себе и наковальню и жестяной вставок-цилиндр 1 для пороха.

Гильзы под бездымные пороха изготовляются под французский закрытый капсюль Жевело

Заводский способ изготовления бумажных гильз заключается в следующем. В работу идет особый сорт бумаги, так называемая патронная, имеющая точно ограниченную толщину в пределах 0,13—0,15 мм, вес 1 м2 этой бумаги 115 г с допуском ±3%. Ее механические свойства: лента, вырезанная из любого места рулона, длиной 150 см и шириной 10 см, должна выдерживать временное сопротивление от 28 до 38 кг при удлинении ленты от 3 до 5%. Влажность употребляемой бумаги для гильз не должна превышать 0,75%. Бумагу разрезают на листы требуемого размера, смачивают жидким горячим клеем и навертывают в 7—8 оборотов на металлический цилиндр, имеющий размер внутреннего диаметра гильзы. Работа производится на специальных машинах или вручную. Клей употребляется мездровый, специально обработанный и сообщающий гильзе необходимую эластичность. Полученная т. о. трубка снимается с цилиндра и подвергается сушке, сначала при комнатной температуре в течение 2—3 суток, а затем в сушильных шкафах при 30—35° и сильной циркуляции воздуха. После сушки в течение 1 суток трубки еще выдерживают в обычной температуре (15—17°) в течение месяца и только после этого пускают в работу. Начальная операция в производстве - это калибровка и полировка трубок. Надетые на стальной цилиндр трубки протаскивают на волочильном цепном станке через матрицу соответствующего калибра. После этого трубку разрезают на куски длиной 64,5, 69,5 или 74,5 мм. В трубку закладывают внутренний пыж-поддон, склеенный из оберточной бумаги и отштампованный по размеру внутреннего диаметра гильзовой трубки, и надевают на нее латунную головку-шляпку с гнездом для капсюля. Латунные части гильзы, головка и гнездо, изготовляются из латуни обычным способом вытяжки и штамповки. Собранная таким образом гильза подвергается предварительному прессованию, которое скрепляет все части гильзы и делает борт в латунной головке. После этого гильзу прессуют окончательно и одновременно калибруют на специальном прессе. Далее происходит вставка капсюля, просмотр и упаковка.

Gilz proizv 21

Обозначениям на фиг. 32 соответствуют следующие размеры охотничьих гильз нормальных калибров:

Размеры охотничьих гильз нормальных калибров

Верхние числа в таблице означают точные размеры, нижние - допуски.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.