76mm杀爆弹

课程设计说明书题目： 76mm 杀爆弹收口设计课程名称： 弹箭制造工艺学专 业： 弹药工程与爆炸技术学 号：姓 名：指导教师： ***能源与水利学院2017年 06月课程设计成绩评定表弹箭制造工艺课程设计任务书摘要热冲孔是大、中口径钢质弹体毛坯和火箭弹战斗部壳体毛坯的主要成型方法。

由于各类弹体结构上的不同，其热冲压工艺也有区别。

弹体结构一般可分为两种类型：一种是整体弹体，如地面榴弹和高射榴弹的弹体；另一种为带底螺的弹体，如后膛特种弹、半穿甲弹等。

本次设计的弹体为76mm杀爆弹，为整体弹体，基本的加工过程为下料→加热→预压型→冲孔→拔伸→冷却→粗加工→弹头部加热→收口→冷却→检验→精加工。

本文侧重方向为拔伸结束后的收口工艺过程以及模具的设计。

弹体收口的主要目的是得到合适的弹体弧形部，外弧形部是通过弹体模腔成型，而内弧形部则是靠收口过程自然成型。

模具设计是收口的关键收口时要预先将毛坯收口部加热至合适温度，以防止收口时金属因变形抗力大使得内部产生裂纹，导致发射时的危险。

由于收口时金属变形情况复杂，药室弧形部难以控制，影响因素较多，故为毛坯成型过程中的最难工序。

关键字：热冲孔；收口；模具设计目录摘要 (1)1完整工艺流程 (3)2收口前加工 (4)2.1定中心孔 (4)2.2药室机械加工 (5)2.3机械加工质量检验 (6)2.4弹体加热 (6)2.5收口 (8)2.5.1收口的基本过程与收口系数 (8)2.5.2收口方法 (8)2.5.3尺寸计算 (9)2.5.4收口后质量检验 (11)3收口模具设计 (12)3.1内形尺寸确定 (12)3.2外形尺寸确定 (13)3.3正料圈设计 (14)3.4热收口模具的材料、硬度及表面粗糙度 (15)计算结果分析 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

参考文献 . (17)附图1 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。

1完整工艺流程随武器装备的发展，弹药生产工艺的日益发展，热冲压是大、中口径钢质弹体毛坯和火箭弹战斗部毛坯的主要成型方式，其中收口是其中最难控制的步骤。

弹体毛坯的收口是为了获得相应弹体弧形部。

本次设计76mm杀爆弹使用的就是热冲孔工艺，弹头弧形部为热收口成型。

在弹丸完成拔伸工艺后，通过车床简单的机械加工，将弹丸内腔达到相应形状，后通过电磁加热炉对弹体毛坯收口变形区进行加热，使弹体达到相应温度便于收口时变形区的变形，后经过模具收口完成弹体坯料的基本成型。

最后通过机械加工将成型后的弹体坯料加工成所需要的弹体。

具体加工工艺流程为：下料→检验→加热→去除氧化皮→预压型→热检验→冲孔→检验→拔伸→热检验→冷却→冷检验→定中心孔→粗加工→机械加工检验→弹体加热→收口→收口检验→膛弹口→粗车外形→精车外形→检验→车弹口螺纹→检验→弹体表面喷砂→表面质量检验→弹体表面喷漆→漆面质量检验本次主要研究的工艺流程为拔伸工艺结束后的定中心孔、粗加工、机械加工检验、弹体加热、收口和收口检验。

其中重点为弹体加热和收口。

2收口前加工2.1定中心孔中心孔通常是作为工艺基准，一般用于工件装夹、检验、装配的定位。

通常分为A型中心孔（不带护锥）、B型中心孔（带120°护锥）和C型中心孔（带螺孔）。

见图2.1。

图2.1三种中心孔类型本次设计使用的中心孔为A型中心孔，外尺寸D1为8.5mm,D为4mm，t为3.47mm,L 为4.57mm,L1为3.9mm。

定中心孔的主要目的为保证弹丸加工过程时的轴向对齐，一方面保证加工时弹体的厚度一致，防止在弹丸膛内运动时的受力不均匀，导致弹丸在膛内破裂或发生早炸；其次保证弹丸质量的均匀，减少膛内运动时的震动，减少外弹道上的误差，保证发射时的安全性，并保证发射时的精度；另一方面保证弹丸装药时的对称，保证弹体上受到的装填物压力足够均匀。

在定中心孔时，应考虑一些问题：1.中心孔的位置：使其达到定位作用。

2.中心孔的深度：中心孔不可以过深，防止打的过深后影响弹底中心的厚度，影响发射安全性；也不可以过浅，这会导致定位时弹体中心的偏移。

3.中心孔的形状：应便于加工，一次成型，并保证装夹后不发生移动和偏移。

常见的中心孔的加工工艺方法：1、车外圆→车端面→钻中心孔（先车外圆是为了减少端面车刀损坏，先车端面后钻中心孔是为了防止孔钻偏）。

2、车外圆→车端面→钻中心孔→车端面→钻中心孔→热处理→研中心孔圆锥面。

3、粗车→热处理（调质）→车外圆→车端面→钻中心孔→车端面→钻中心孔→车端面→钻中心孔→热处理→粗研中心孔圆锥面→热处理→研中心孔圆锥面。

以上加工工艺：一方面确保零件中心轴同轴度误差控制在一定范围；另一方面保证中心孔圆锥面的几何形状误差和表面粗糙度在允许范围内，提高加工效率，降低成本。

为控制成本与生产效率，本次使用工艺1。

使用普通车床加工，也可使用专门的中心孔车床，但成本也随之上升。

从加工效率上来说用中心钻加工效率最高，而精度上使用中心孔磨床精度最高，圆度公差可达到0.0008mm，甚至更高，但成本偏高。

本次设计则使用中心钻在车床上直接加工。

中心孔的目的并非在弹体成型过程中使用，而是在弹体整体基本完成后的机械加工时起定位作用，保证弹体在切去加工余量时保证弹体位置在中心轴上，减少加工误差2.2药室机械加工机械加工的目的是为了切去收口时不需要的那部分材料，保证弹体收口时的多余材料对弹壁厚度的影响，也便于弹体收口时的形变，减少模具上承受的力，增加模具的使用寿命。

减少收口时设备的能量消耗（功率大小），同时减少加工成本和能量浪费。

机械加工在这条工艺路线走中的一个原则是，保证收口前后体积不变，即收口时弹头部达到相应形状后，弹头部体积达到设计时的标准。

故在设计时需用proe先对弹头部进行体积测量和模拟，推出弹头部的体积，从而得到机械加工前后的体积与切削余量。

从而便于设计车床车削过程。

机械加工先与收口的目的是为了使药室弧形部能正确成型以及便于刀具进入药室加工。

由于收口后无法进行机械加工，故收口前进行机械加工。

车削的加工余量为：粗加工余量是3mm，精加工余量为1mm，毛坯口部内径为70mm，圆柱部口部直径为50mm。

图2.2 机械工后毛坯2.3机械加工质量检验因收口前机加工艺较为粗糙，故检验精度不用太高，主要作用是保证基本尺寸，测量设备也以游标卡尺、塞规等基础量具为主。

药室机械加工的质量检验主要检验的药室的尺寸误差，以免在收口时因壁厚差不均匀导致收口后弹头左右质量不均及不对称，引起弹丸发射时的精度误差以及发射时的安全性问题。

圆柱部尺寸可用专门的塞规测量，弹口内径部分可直接使用游标卡尺测量，弹口直径也可用定尺寸的钢球配合高度尺的方法测量(测量中心孔的方法)。

2.4弹体加热温度对金属的塑性和变形抗力有着重要的影响。

当金属被加热到某个温度范围时，其塑性变形提高，变形抗力降低。

此时的坯料即能顺利成型，能减小所需要成型设备的压力和能量的消耗。

坯料加热便于金属塑性变形的同时，还对毛坯的质量和材料的损耗有影响，正确的加热应能使热冲压毛坯有良好的组织，使其性能符合技术要求，并使材料损耗尽可能减小。

但加热过程中表面金属会与炉气中的H2O和CO2等氧化气体发生反应生成氧化皮。

其中氧化皮分三层外层为Fe2O3，中间为Fe3O4，金属与氧化层交界处为FeO。

影响氧化的因素有加热时间、加热温度、炉气成分和金属的化学成分。

在温度逐渐上升时氧化皮生成量越多，故应控制加热温度与加热速度，钢在高温下停留在加热炉的时间尽量短。

在氧化性炉气中加热钢，氧化皮大量生成；而在中性炉气中加热钢，不易生成氧化皮。

同时，加热时的氧化皮直接导致金属的烧损，会对设备以及毛坯质量有所影响。

因此，冲压前应先去除氧化皮。

通常采用高压水枪去除氧化皮。

加热过程也会引起脱碳，这种现象是碳与炉气中的H2O、O2、CO2、H2等反应，形成CO被烧掉或生成非金属碳化物。

脱碳层深度也与加热温度、世界、钢的化学成分以及炉气等有关。

含碳量越高，脱碳层越深。

碳含量下降，金属硬度和强度也降低，若脱碳层深度小于机械加工余量，则对工件没危害，否则影响其性能。

故加热时的加热速度、加热温度、加热时的环境因素对弹体质量有影响。

加热方式分为电磁感应加热和火焰加热，因技术发展，火焰加热逐渐减少，并被电磁感应加热取代。

电磁感应加热时加热温度均匀，氧化脱碳很小，且机械化、自动化程度高。

且比火焰加热迅速且均匀，表面质量好。

加热迅速可减少向圆柱部传热，使圆柱部保持原有强度。

加热时除了加热炉选择外还有以下几个影响收口的因素：1、加热温度：确定收口前加热温度的原则与确定热冲压温度的原则相同。

首先应保证弹体弧形部收口完成的温度不低于终冲温度，即800℃~850℃，而后根据由加热炉送运至收口工作地点中的下降温度及毛坯在收口模内的下降温度而定。

收口前的加热温度不超过1000℃，大多数在800℃~850℃之间。

收口前加热温度不可过高或过低，这会导致出现尺寸偏差。

温度过高时，毛坯易被镦粗，导致金属向其内腔流动量增大，使药室弧形部局部尺寸变小或毛坯长度缩短；温度过低时，情况相反。

此外，加热应均匀，否则将由于金属的变形抗力不一致，造成收口后弹头部与圆柱部不同轴，或壁厚差增大。

本次选择加热温度为920℃。

2、加热长度：指达到规定收口温度的那部分毛坯长度。

通常加热长度都比收口变形区短，以使加热部分到圆柱部之间有一段温度过渡区，避免圆柱部温度过高而导致收口时镦粗。

生产中也有加热长度也大于变形区长度，这样也可避免收口时温度过渡区可能产生硬化现象，故视收口具体情况而定。

加热长度为107.58mm。

3、加热时间：在保证规定温度的情况和加热均匀的前提下，应力求缩短加热时间，以避免向圆柱部传热过多，并可减少加热时的氧化和烧损。

加热时间主要与口径、弹头部厚度、加热长度及加热设备有关。

加热时间选择为12分钟。

一般加热时间、加热长度、加热温度可根据弹丸的口径、种类与弹头部长度有关。

根据具体加工条件、加工工艺以及弹体要求决定。

3收口3.1收口的基本过程与收口系数弹体收口目的是获得弧形部，其外弧形借助于收口膜的型腔成型，药室弧形部则在收口过程中自然形成。

收口时，总是先将毛坯参与变形的区域先加热到一定温度（参考前文1.4），因为冷收口时金属变形抗力大，变形时可能在金属内部产生极细微的裂纹。

本次用的为以轴向力将毛坯待收口部压入收口模型腔使之成型。