弹箭零件的机械加工

机床行业正在大力发展数控机床，有数控车床、数控铣床、数控钻铣 床和数控加工中心等，经济型数控车床和铣床也有生产。还可运用单 板机、单片机对普通车床和铣床进行简易数控改造。随着电子技术的 高速发展和大面积普及，在技术改造中逐步以数控机床和简易数控机 床取代普通车床、铣床和磨床等，可使弹箭机加工厂的制造水平提高 一步。
弹体的内外表面是由大曲率圆弧及直线构成的回转体表面，具备良好 的气动外形，可以减少炮弹与火箭弹跨、超音速飞行时的阻力，满足 外弹道性能要求。
弹体的前后端分别是弹口引信螺纹及弹底螺纹，分别与引信、底部装 置或燃烧室(如107mm火箭弹与连接底螺连接)，药室内装炸药。在弹 丸飞抵目标的瞬间靠引信作用引爆，以达到各种作战目的。
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8.4.4 数控装置及其功能
1.数控装置 数控装置方框图见图8-5
FANUC CNC系统简图
2.数控装置的功能
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8.4.5 程序编制
1.手工编程
图8-7手工编程流程示意图 图8-8工艺处理流程示意图
2.自动编程
图8-9自动编程系统框图 图8-10计算机数控自动编程系统程序总体结构框图
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8.3.3 喷管的机械加工
1. 涡轮式火箭弹喷管是喷孔分布圆上均匀地分布着多个倾斜喷孔、构造
复杂、加工困难的一个零件。喷孔的尺寸精度及位置精度要求大都由 工艺保证，所以只要合理地安排工序顺序，设计、制造出正确的夹具 及其他工艺装置，精心操作就可以加工出符合产品图规定要求的喷管。 2.喷管加工 (1) 涡轮式火箭弹的喷管加工 :① 喷管体加工 ② 倾斜喷孔加工的 工艺分析 ③ 喷孔扩张段加工 ④ 喷孔的收敛段加工 ⑤ 喷喉加工 (2) 单喷管加工
发动机工作时燃烧室内产生高压、高温燃气流通过喷管迅速喷出，产 生巨大的轴向推力及旋转力矩，保证火箭弹正常飞行。所以喷孔尺寸 精度、位置精度及喷孔的粗糙度直接影响火箭弹的飞行状态及散布精 度。在发动机的结构形式确定之后，喷管的加工质量将直接影响火箭 弹的弹道性能，因此，提高喷孔的加工质量对保证火箭弹的弹道性能
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图8-6 FANUC CNC系统原理框图
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图8-7 手工编程流示意图
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图8-8 工艺处理流程示意图
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图8-9 自动编程系统框图
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图8-10 计算机数控自动编程系统程序总体结 构框图
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燃烧室机加的主要技术要求如下：
(1) 对燃烧室同轴度的要求:燃烧室同轴度是指圆柱部对内孔、对定 心部的同轴度。圆柱部对内孔的同轴度误差表现在产品上为燃烧室壁 厚差。壁厚差的存在将直接影响发动机的强度，影响火箭弹在全弹道 的飞行可靠性与安全性。同时在很大程度上将影响发动机的推力偏心， 从而影响火箭弹的散布精度。
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8.4.2 选用数控机床加工122mm火箭弹几种零 件的工艺方案
火箭弹的主要零件多为旋转体，只有少数零件属非旋转体异形件。燃 烧室、尾管前段本体、尾管后段本体、钢雷舱和中间体等零件的加工 方案燃烧室、钢雷舱等管形件选用两台NST30／200进行加工，尾管前 段本体和尾管后段本体、中间体等盘形件则选用两台NST30／100进行 加工，并配有机械手和传送装置，构成两条自动生产线，由两道工序 代替原来十几道工序，节约了普通机床、操作工人和生产面积，提高 了劳动生产率和加工精度。
(3) 燃烧室前后端螺纹分别与战斗部及喷管组件或弹尾连接，螺纹的加 工质量直接影响全弹的装配质量及使用安全，因此产品图及技术条件 对燃烧室的前后端螺纹规定了两端螺纹轴线同轴度、端面垂直度及螺 纹精度等要求。
(4) 关于燃烧室机加变形问题 燃烧室毛坯多为热轧无缝钢管及冷拔、 旋压毛坯。
(5) 燃烧室的磁力探伤
弹体的结构形式分整体式弹体、连接底螺结合式弹体及后装药式弹体 等。
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8.1.2 弹体加工的技术要求
弹体加工要保证弹体的尺寸精度、表面形状、相互位置精度及表面粗 弹体各表面间相互位置精度，主要是指内外表面之间、外表面各部位
之间的同轴度要求和装配基面与弹体轴线间的垂直度要求。控制不同 轴度误差主要是限制两表面轴心线间偏移量e的大小。
(2) 对燃烧室两端螺纹垂直度要求:燃烧室两端螺纹对燃烧室端面的 垂直度为0.2，该垂直度误差表现为螺纹量规支撑端面与燃烧室端面 之间的单面缝隙，所以工艺上采用检查螺纹支撑端面单面缝隙的方法 来检查燃烧室两端面的垂直度。
(3) 对燃烧室最小壁厚及质量的要求:发动机工作时燃烧室内腔承受
着巨大内压力，所以，燃烧室壁厚直接影响弹体发射强度及使用安全。
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8.1.3 弹体的机械加工
1.弹体的加工特点
2.弹体加工
(1) 弹体的外表面加工 (2) 弹体的内表面加工 (3) 弹体的螺纹加工
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8.2 燃烧室的机械加工
8.2.1 燃烧室的结构特点及加工的主要技术要求 8.2.2 燃烧室的机械加工
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8.2.1 燃烧室的结构特点及加工的主要技术 要求
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8.4.3 数控机床的选择
(1) 选择数控机床的类型 (2) 选择数控机床的规格 (3) 选择机床精度 (4) 选择数控系统: ① ② 根据数控机床的设计指标选择数控系统。应对性能和价格等综合
分析后，选用合适的系统。③ 根据数控机床的性能选择控制系统功 能。 (5) 选择机床附件和辅助装置 (6) 数控机床选择实例 ① NST30／200 ② NST30／100
第八章 弹箭零件的机械加工
8.1 弹体的机械加工 8.2 8.3 喷管的机械加工 8.4 数控机床的应用
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8.1 弹体的机械加工
8.1.1 弹体的结构特点 8.1.2 弹体加工的技术要求 8.1.3 弹体的机械加工
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8.1.1 弹体的结构特点
弹体是炮弹与火箭弹的主要零件之一，其加工质量直接影响炮弹与火
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8.4 数控机床的应用
8.4.1 概述 8.4.2 选用数控机床加工122mm火箭弹几种零件的
工艺方案 8.4.3 数控机床的选择 8.4.4 数控装置及其功能 8.4.5 程序编制 8.4.6 数控机床的维护与故障排除
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8.4.1 概述
随着数控技术的发展，数控机床已日臻完善，基本上已不受被加工零
(6) 燃烧室的水压试验及水压试验后的残余变形
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8.3 喷管的机械加工
8.3.1 喷管的结构特点 8.3.2 喷管的尺寸精度及主要技术要求 8.3.3 喷管的机械加工
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8.3.1 喷管的结构特点
喷管是火箭发动机的一个重要零件，它以螺纹或其他方式与燃烧室等
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8.4.6 数控机床的维护与故障排除
1.日常维护 2.故障判断与排除 (1) 根据报警排除故障 (2) 无报警号的故障 (3) 故障排除实例 :① 刀架超程的恢复 ② 用MDI方式不能将有关M
指令输进去；自动走程序时主轴时转时停；冷却液时有时无， ③ 有 的程序段输不进程序 ④ 显示值与实际进给值不符 ⑤ 机床送电后即 开始运动 ⑥ 键盘输入时，有的字不能输入和清除或程序不能复位 ⑦ 撞车的原因和预防
各类火箭弹都规定了燃烧室的最小壁厚，最小壁厚一般靠控制燃烧室
内外径来保证。
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8.2.2 燃烧室的机械加工
1.燃烧室的加工特点
2.燃烧室加工
(1) 燃烧室的外表面加工包括燃烧室圆柱部及两端定心部加工，其加工 工序可分为粗车外圆、精车外形及定心部。
(2) 燃烧室内孔是中间带有凹槽的通孔或不通孔。
目前各类炮弹与火箭弹正向一弹多用途方向发展。对炮弹而言，针对 不同的目标，可配用不同的弹丸；对火箭弹而言，同一种发动机可装 配不同用途的战斗部分别对被攻击目标进行杀伤、爆破、破甲、燃烧、 布雷、扫雷等各种作用。如杀爆燃火箭弹、钢珠火箭弹、火箭子母弹、 火箭布雷弹及火箭扫雷弹等，都通过改变战斗部结构达到不同的作战
(1) 喷管的尺寸精度及表面粗糙度要求:喷管加工分为喷管体加工及 喷孔加工，喷管体的尺寸精度及表面粗糙度都要求不高，而喷孔的尺 寸精度和表面粗糙度则要求较高，尤其喷喉的尺寸精度和表面粗糙度
(2) 喷孔的位置精度:喷孔的位置精度是指喷孔分布圆中心对喷管体 轴线的不同轴度，各喷孔在其自身分布圆上分布的均匀性及喷孔轴线 的切向倾角、喷孔本身三段(收敛、喷喉、扩张段)的同轴度等。此外 喷孔分布圆的自身误差也影响喷管的位置精度。不同类型的火箭弹， 其位置精度要求也各不相同。
喷管的结构形式有：单喷孔喷管、多喷孔喷管等，多喷孔喷管又分为 整体式喷管、镶嵌式喷管及组合式喷管等。按喷管材料又可分为钢质 喷管、石墨衬套喷管、碳纤维衬套喷管、玻璃钢衬套喷管以及其他合 成材料喷管等。
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8.3.2 喷管的尺寸精度及主要技术要求
以涡轮式火箭弹喷管为例，简述喷管的尺寸精度及主要技术要求如下：