Урок 3. Способ изготовления нарезов
За три года работы нам приходилось слышать множество умных и не очень вопросов, относительно оружейного дела. И вот наконец мы сделали для вас конспект из наиболее наболевших тем и популярных ошибок. Надеемся, вам будет полезно. Ждем ваши отзывы и пожелания в комментариях.
Прорезание нарезов — последний и самый важный этап работы с внутренней поверхностью ствола. В настоящее время применяют четыре основных способа для нарезания канала ствола:
Самый долгий и дорогой способ, может занимать от 6 до 10 часов. Кроме того, требует очень высокого мастерства от ствольщика, ведь почти вся работа ручная.
Инструмент с резцом последовательно прорезает один нарез за другим. Используется в люксовом оружии и единичном производстве. Получается почти идеальная геометрия
___________________________________________________________________________________
Потягивание многолезвийной протяжки
Схож с предыдущим способом, однако все нарезы прорезаются одновременно, при помощи специального станка-пресса. Применяется только для пистолетных стволов, так как инструмент должен обладать высокой жесткостью, что невозможно при прорезании длинной заготовки. Занимает всего несколько минут.
Самый быстрый способ — на изготовление ствола уходит около 3-5 минут, однако оборудование крайне дорогое и доступно только для работы в промышленных объемах, например при выполнении оборонного заказа.
Диаметр ствола прорезается по нарезам (большего диаметра), внутрь ствола вставляется оправка-дорн по диаметру ствола с полыми участками в местах будущих нарезов. Затем ствол отправляется под пресс, который снаружи деформирует металл и продавливает его в полые участки. Таким образом нарез штампуется.
Огромным плюсом технологии является тот факт, что металл в процессе ковки уплотняется, что положительно влияет на ресурс
Протягивание дорна (дорнение):
Диаметр ствола прорезается по полям (меньшего диаметра), затем в ствол вставляется дорн, который продавливает металл образуя нарезы. Дорнированные стволы вследствие уплотнения структуры металла прочнее и более живучи в эксплуатации, чем обработанные нарезанием. Но нарезанные стволы более чисты после обработки и дают лучшую кучность боя.
Сам процесс протягивания занимает около пяти минут, однако высокие температуры при работе (около 200 градусов) вынуждают снимать напряжение с металла — нормализовать и отпустить его, на что уходит еще около 50 часов.
Данный способ был выбран нашими мастерами, так как для короткоствольного оружия показатели выносливости приоритетнее, чем кучность боя, кроме того, после продавливания канал ствола проходит дополнительную полировку.
Источник
Рождение ствола, процесс изготовления в картинках
Ствол, калибр, нарезы, поля — термины, понятные каждому, кто хоть немного знаком с оружием. Однако сам процесс изготовления оружейных стволов для многих остаётся неведомым. Сегодня мы посетим одну из старейших германских оружейных фабрик — фирму Неуm. Основанная в июле 1865 года, она до 1914 года большую часть своей продукции поставляла в Россию. Сегодня Неуm изготавливает стволы высочайшего качества для многих именитых производителей оружия.
Заготовки одинаковой длины готовы к дальнейшей обработке
В принципе, оружейный ствол условно можно рассматривать как стальную трубку, в которой снаряд ускоряется, чтобы точно поразить цель. Например, в канале нарезного ружья пуля развивает скорость до 3600 км/ч, а давление достигает 3900 бар. Для сравнения скажем, в автомобильных покрышках давление воздуха не превышает 2 бар. Однако ствол не только играючи выдерживает подобные нагрузки, но и благодаря своему профилю стабилизирует движение пули и позволяет уменьшить разброс до сравнительно малых значений. Так что ствол на самом деле — это вам не просто «трубка с нарезами и полями».
Заготовка — половина дела
Решающее значение для качества будущего ствола имеет способ его изготовления и качество применяемого металла. Фирма Неуm для производства своих нарезных и гладких стволов получает 6-метровые стержни — заготовки ствольной стали — от знаменитой фирмы Круппа.
Свойства поставляемого крупповского металла удовлетворяют всем требованиям, предъявляемых к оружейным стволам: огромная прочность, чтобы выдержать давление пороховых газов, пластичность, хорошая обрабатываемость режущим инструментом. Об этом знали ещё наши деды, по достоинству ценившие качество крупповской стали.
После сверления производится обработка канала ствола с помощью развёртки с допуском — до 0,01 мм
Процесс изготовления ствола начинается с того, что заготовка разрезается на куски необходимой длины, у них обрабатываются и размечаются торцы. Теперь будущие стволы имеют одинаковую длину и готовы к дальнейшей обработке. Канал ствола просверливается на специальном сверлильном станке. Заготовка вращается со скоростью 250-300 оборотов в минуту, при этом сверло, делая 2800 оборотов в минуту, вращается в противоположную сторону. Для того, чтобы не происходило отклонения от оси, используются особые свёрла одностороннего резания. Они имеют только одну режущую кромку и в процессе сверления выдерживают заданное направление — строго по оси канала ствола.
Развивая давление в 130 тонн, машина «выковывает» нарезы в канале ствола
После того, как канал ствола просверлён, его поверхность обрабатывается с помощью конических развёрток. При этой обработке снимается до 0,2 мм металла, и следы прохода сверла исчезают. На заключительном этапе внутренняя поверхность канала ствола обрабатывается путём хонингования (прим.): дважды производится предварительное хонингование, один раз — черновое и один раз — прецизионное. Продолжительность каждой операции — пять минут. Обработка стволов для недорогого оружия на этом заканчивается, и в них с помощью специального режущего инструмента — протяжки — делаются нарезы. Если это гладкий ствол, то хонингование становится последней технологической операцией по обработке канала.
ПРИМЕЧАНИЕ: ХОНИНГОВАНИЕ (англ. honing — от hone — точить), отделочная обработка внутренних поверхностей мелкозернистыми абразивными брусками, смонтированными на головке (хоне) хонинговалъного станка. Хон вращается и одновременно совершает возвратно-поступательное движение.
Один из «молотов» ковочной машины превращает стальную трубку в оружейный ствол
Различные фирмы используют в ходе дальнейшей работы с дорогими стволами высшего качества свои наработанные технологические приёмы. Например, такие признанные «асы», как Heym, Sauer, предпочитают холодную ковку. Совершенно справедливо считается, что стволы, изготовленные методом холодной ковки, по точности боя соответствуют самым жёстким требованиям, предъявляемым не только к охотничьему, но и к спортивному оружию. Для этого применяется особое кузнечное оборудование, которое позволяет проковывать заготовки в холодном состоянии.
Так происходит холодная ковка: молоты обстукивают ствол, в который вставлена оправка из высокопрочного металла.
В процессе обработки ствол впрессовывается в профиль этой оправки
Первую машину для холодной ковки под названием «Алькетт» фирма Неуm закупила 30 ноября 1960 года. В современной машине четыре «молота», каждый развивает давление в 130 тонн. Они движутся в радиальном направлении к стволу. Сам ствол при обстукивании продвигается в продольном направлении и одновременно поворачивается вокруг своей оси. В канал ствола вставлена оправка с нужным профилем. При обжиме ствола металл как бы впрессовывается в оправку, и в результате в канале формируются нарезы. В зависимости от формы оправки получается нарезка ствола различного типа. Например, для некоторых образцов боевого армейского оружия (пулемётов) делается нарезка с полигональным (многоугольным) профилем. Стволы с чоковыми сужениями для охотничьих ружей изготавливаются аналогичным образом, только оправка берётся с гладко отполированной поверхностью.
Стволы и казённик соединяют и припаивают с помощью металлической планки, называемой «шиной»
Проковка одного ствола длится две минуты, в результате чего он удлиняется примерно на 10 см. У других производителей имеются ковочные машины, которые, например, 30-сантиметровую заготовку удлиняют до нужных 60 см.
С помощью горелки серебряный припой расплавляют и прочно скрепляют стволы в казённой части
Преимущество данного способа заключается в том, что металл при такой обработке уплотняется, улучшается его структура, а также примерно на 25-30% увеличивается прочность. В результате этого после 10 тысяч выстрелов износ канала ствола, обработанного методом холодной ковки (точнее говоря, «холодной ротационной ковки») составляет всего 0,03 мм. Кроме того, поверхность канала ствола получается очень гладкой: шероховатость поверхности составляет всего 0,001 мм. Это делает его устойчивым к коррозии и, следовательно, долговечным, а также обеспечивает лучшую кучность боя. Все стволы гладкоствольных ружей, изготовленные по такой технологии, пригодны для стрельбы стальной дробью.
Глаз мастера всегда в цене
В ходе обработки ствола в металле возникают напряжения, которые приводят к небольшому его искривлению. На специальном правильном (от слова «править») станке ствол выравнивается опытным мастером. Кстати, поначалу были попытки передоверить эту операцию станку, но оказалось, что глаз человека (!) лучше и быстрее выявляет отклонения, чем машина.
После проковки ствол проверяется мастером на наличие искривлений
В заключение с помощью автоматических станков с числовым программным управлением производится доводка внешней поверхности стволов. В памяти компьютера хранится большое количество различных контуров, и обработка с помощью специального инструмента ведётся до тех пор, пока полученная форма не будет соответствовать тому, который хранится в памяти компьютера. Например, Неуm применяет грушеобразный контур при изготовлении стволов для многозарядных винтовок, а гладкие стволы имеют круглое сечение.
Стволы фрезеруют на специальном станке
После этого стволы попадают в руки мастера, который соединяет стволы в 
казённой части, а затем припаивает планки. Следующий шаг — припаивание крепления для цевья, а также основания мушки и прицела. После пайки стволы обрабатываются на фрезерном станке, с помощью которого готовится место для крепления затвора и экстрактора. И только потом мастер начинает подгонку стволов к колодке. После всех этих операций на стволы наносятся информационные клейма (калибр, номер и т.п.).
Наконец, поверхность стволов и других металлических деталей для защиты от внешних воздействий и предотвращения коррозии подвергается воронению (прим.). Отдельные стволы подвергаются воронению (оксидированию) в специальной ванне. Спаянные стволы погружать в эту ванну нельзя, т.к. кислота, содержащаяся в оксидирующем растворе, разъедает пайку.
ПРИМЕЧАНИЕ: ВОРОНЕНИЕ — разновидность оксидирования, в результате которого на поверхности деталей из углеродистой стали образуется защитная плёнка из окислов железа от тёмно-синего до чёрного цвета.
После сборки и отладки оружия, оно отстреливается специалистами государственного управления по испытанию оружия и направляется на прилавки магазинов.
Источник
Нарезные стволы своими руками
При изготовлении любого ствола есть несколько стандартных операций, сверление, оконтуривание, развертка канала, подготовка канала (полировка, лаппинг, хонингование), далее идет профилирование (это уже специализированная операция определяющая метод получения нарезов и свойства ствола) и финишные операции (как правило определяются технологией получения нарезов и традициями сложившимися у конкретного производителя) тут могут быть различные финишные полировки, термическая и термохимическая обработка и тд.
Попробую рассмотреть основные:
1. Ротационная ковка.
Достоинство: очень быстрый способ (около 3 минут на изготовление ствола), позволяющий получать стволы с внешней и внутренней геометрией (иногда даже куют вместе с патронником), с хорошей внутренней поверхностью и достаточной для большинства задач точностью. Суть метода: в канал ствола вводится оправка (есть разные названия, в России говорят «дорн», хотя «дорном» называют и другой инструмент о котором пойдет речь ниже) с обратным профилем нарезов, удары молотков станка сжимают металл, и внутреняя поверхность отпечатывается повторяя форму «оправки-дорна».
Способ характерен еще тем, что металл в процессе ковки уплотняется, что теоретически, а по утверждению некоторых уважаемых производителей и практически положительно влияет на ресурс. Например по заявлению FN herstal их стволы полученные ковкой дают ресурс в 20 тыс. выстрелов в М16 (кал.223Рем) против 6-8 тыс. выстрелов ресурса стволов фирмы Colt (полученных дорнированием).
К недостаткам можно отнести очень дорогое оборудование, станок GFM австрийского производства стоит несколько миллионов евро, высокие требования к хонингованию (и высокой стоимости хонинговальных станков) и общей подготовке ствола.
С точки зрения качества есть проблемы внутренних напряжений (так как идет ударное уплотнение материала), что негативно сказывается на стрельбе. Точность канала ствола при данном методе получается с допусками в сотые доли мм, что недостаточно для прецизионной стрельбы.
для снятия напряжений и упрочнения поверхностного слоя некоторые фирмы (например Блейзер) прибегают к нитроцементации.
Среди фирм производящих стволы методом ротационной ковки можно выделить уже упомянутые FN herstal и входящие в группу FN herstal Браунинг и Винчестер, Блейзер, Зауэр и Маузер, ЧЗ, Сако, Ремингтон, Штеер Манлихер.
http://www.orsis.com/support/photo_and_video/videos/57/ немного видео в середине клипа о нарезании канала на станке с ЧПУ
1. Протяжка (Broashing). Длинный режущий инструмент с полным профилем нарезов протягивают на специальном прессе через канал получая одновременно все нарезы. Обычно применяют для получения стволов для пистолетов, для длинноствольного оружия применяют только для крупного калибра, но тоже ограничено, я знаю только одну фирму производящую стволы .50 калибра для ружей на черном порохе.
Фирма Беретта получает для своих пистолетов стволы именно протяжкой.
Метод непременим для большинства винтовочных калибров, так как получить необходимую жесткость инструмента при малых диаметрах невозможно.
2. Электрохимическое травление. Метод весьма распространен в России, таким способом получают стволы даже для малокалиберной артиллерии. Название метода по сути описывает и его технологию, через канал протягивают электрод с профилем нарезов и подают электрический ток, в месте «контакта» металл ствола вытравливается и получаются нарезы. Способ довольно точный, и быстрый. Применим не на всех сталях.
3. В Турции применяют способ сходный с ротационной ковкой, только вместо ударов молотков, применяют валки которые сдавливают металл на оправку.
4. Я знаю примеры когда стволы получали электроэрозионным способом и даже литьем. Данные методы развития пока не получили.
разные стали по разному обрабатываются разными методами. Например нержавеющие стали хуже куются, но хорошо обрабатываются дорнированием или резанием. Нержавейку практически невозможно обработать электрохимическим травлением и тд.
Некоторые нержавеющие стали очень плохо обрабатываются резанием, но прекрасно дорнируются. Поэтому выбор стали для конкретной технологии это очень важный и принципиальный момент.
К ствольной стали предъявляются высокие требования, это прежде всего плотность структуры, отсутствие неметаллических включений, полостей и микротрещин, напряжений. В США и Европе ствольные стали поставляются с заводов изготовителей с паспортами ультразвукового контроля и со снятыми в заводских условиях напряжениями. В США поставщики прилагают сертификат подтверждающий возможность использования данной стали в оружейной промышленности.
Твердость стали для разных способов обработки тоже различная, для дорнирования это 26-28 HRC, для резания 30-34HRC, для пистолетов и автоматов до 40-41.
Распространенные марки: нержавеющая сталь 416R (особенность данной стали повышенное содержание серы и отсутствие никеля), хроммолибденовая 4140, 32CrNiMo6 и др.
Покрытия стволов и упрочнение.
В СССР и РФ традиционно наносят хром, упрочняя поверхность и снижая трение, хромирование ухудшает точность геометрии канала ствола, но значительно повышает прочность.
Применяются так же различные способы термохимического упрочнения, уже упомянутая нитроцементация, а так же карбонитрация и тд. Позволяющие получить очень твердый поверхностный слой как снаружи так и внутри ствола.
У нас два способа получения нарезов, в основном резание, и вторично дорнирование.
Резание у нас происходит на специализированных станках с ЧПУ, наличие ЧПУ позволяет очень точно контролировать параметры работы инструмента, а именно углы поворота, точность спирального угла шага нарезов, точность подъема инструмента при обработке. Все это делает возможным получение внутренней геометрии ствола очень высокой точности, с допусками в 1 микрон и в тысячные градуса по углам обработки.
Точность изготовления стволов напрямую транслируется в точность стрельбы.
Мы выбирали данный способ как основной по причине того, что более точного способа получения ствола не существует.
Цикл производства выглядит следующим образом: отрезание прутка нужной длины с припуском на обработку, торцевание на токарном станке, глубокое сверление, оконтуривание на токарном станке с ЧПУ , развертка канала ствола, полировка канала, нарезание нарезов, финишная полировка.
На этом бланк считается готовым, далее идут специализированные операции по разворачиванию патронника, нарезанию соединительных резьб, дол, финишной полировки с внешней стороны и различные декоративные виды обработки (покраска, матирование, полировка) в соответствии с заказом.
В случае дорнирования цикл операций немного другой, и применяется другой инструмент даже на сходных операциях, например развертка канала ствола для дорнирования производится разверткой большего размера чем для резания, по другому проводится финишная полировка-лаппинг.
Существенным отличием способов пр-ва является наличие в цепочке дорнирования продолжительного цикла термической обработки.
Источник
