精确锻造弹壳的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及弹壳和它们的制造。
【背景技术】
[0002]用于火器弹药的黄铜壳通常在连续机器上以多个步骤来制造，通常有中间退火步骤。传统上，壳由条形料来制造，该条形料形成杯形，然后进行拉制。一旦拉制，坯料机械加工至一定长度，并提供发射器槽。条形料方法产生较高的废料比率，需要用于退火的能量，缓慢，且占据相当的地面空间。已知由实心线材冷形成用于弹筒的空心薄壁中间坯料。不管由条形料还是由线材料来制造，当生产重拉制预制品时，它有在开口端上的不规则边缘，通常，该开口端在从形成工具排出后机械加工成精确的端表面。在从形成工具排出后，预制品通常也进行机械加工，以便产生在它的头部或后端附近的发射器槽。
[0003]制造弹壳的这些已知方法有多个附加缺陷。将壳预制品从例如形成机器的一个工作面传递至转动机器的工作面将引起尺寸变化，由于用于制造壳的机器的多种可能组合，该尺寸变化可能很难管理。在连续机器之间传递坯料通常涉及劳动成本，且各机器必须进行监测和维护，从而增加了附加的成本和壳制造的可变性。机械加工操作产生废料，特别是切肩和/或灰尘形式，从而产生维护和废料回收问题。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种改进的弹壳以及用于它的制造的方法和装置。壳完全由金属线材(通常为黄铜)在单个形成机器中冷形成。本发明的壳为无边缘的实体头部类型，具有在头部端的发射器槽。壳以高生产速度形成为最终形状，且材料去除局限于从深拉制柱形壁的前端切除较短环以便获得均匀的边缘以及冲压除去较小块以便形成穿火孔。发射器槽完全在坯料上形成，而没有相应的材料去除。该形成方法提高了坯料的冶金特性，特别是在发射器槽的关键区域处。本发明的方法使得壳更不易于通过在装配、使用和重新加载过程中产生的裂纹或其它损坏而失效。
[0005]本发明的方法开始于从实体线切割的坯料。坯料进行镦锻和挤压，以便形成发火药囊袋、管形装药和子弹空间以及发射器槽的初期阶段。在以后的形成阶段中，与发火药囊袋相关联的坯料区域进行镦锻和径向向外折叠，以便形成发射器槽的后壁或凸缘。作为用于装药和子弹空间的预制品的管形部分轴向深拉制成薄壁管，然后，通过新颖轨道剪切而在它的远端处进行精修整。在结束修整后，薄壁管锻造成稍微锥形形状。壳在形成机器中完成，且不需要辅助机械加工或退火。
【附图说明】
[0006]图1A-1I表示了实施本发明方面的、用于制造弹壳的渐进形成步骤，开始于实体线材切断还料，结束于完成的壳；
[0007]图2A-2D示意表示了用于执行图1A-1I中所示步骤的形成设备和仪器，包括工具;
[0008]图3是模具站的透视剖视图，其中，预制品发射器槽形成于坯料上；
[0009]图3A是在图3所示的站中使用的模具部分的放大图；
[0010]图4是坯料端部修整站的剖视图；
[0011]图4A是坯料端部修整站的切割区域的放大图；以及
[0012]图5是本发明的弹壳的嘴的、较大放大比例的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0013]尽管本发明的实体头部弹壳有时称为“无边缘”，但是应当知道，该术语用于束带壳(belted case)，其中，它们的头部稍微大于它们的本体的前部区域。尽管工业“无边缘”术语，但是弹壳头部的、在发射器槽后部的径向外部部分能够认为是边缘。
[0014]参考图1A-1I，图中表示了在渐进形成或锻造机器中形成最终弹壳的优选顺序，开始于实体线材料。图1A中所示的坯料10通过剪切操作而从盘绕圆线材料上切割，该剪切操作与后面更详细介绍的、锻造机器的其它操作同步。普通的传递装置(具有轴向运动部件，未示出)操作成使得坯料10从一个站移动至下一个站，即在图1A-1I中从右向左。在第一形成站(图1B)中，从切断站(图1A)传递的坯料10进行镦锻，以便平整它的剪切端面。在第二形成站(图1C)处，坯料10形成为在它的端面上具有凹窝中心11、12，以便提高在随后形成步骤中的形成同心性。在第三形成站(图1D)中，坯料10三重挤压形成壳空腔的管形壁13的柱形预制品、最终发射器槽14的外表面和发火药凹口或囊袋16的预制品。
[0015]在第四站(图1E)处，壳空腔壁13的预制品进行深拉制，以便形成该壁以及装药和子弹空腔19的另一中间预制品阶段。在第五站(图1F)处，坯料的头部18的最初形状形成为预制发射器槽14。在第六站(图1G)处，壳空腔壁13的端部进行切割至最终长度。在第七站(图1H)，发射器槽14最终形成。在第八站(图1I)处，柱形预制品壁的外径锻造成稍微锥形形状，以便形成最终的空腔壁13。腹板22 (表示头部18的前部部分)的中心进行穿透，以便形成穿火孔24，因此产生最终的弹壳25，其中，腹板的其余部分有效关闭空腔19的内端。
[0016]图2A-2D示意表示了多站形成机器30，该多站形成机器30包括工具，即模具、冲头和其它仪器，以便执行上述步骤，从而制造本发明的最终弹壳25。这些图的下部部分表示了模具工作面或台面31 ;在32处的线是指参考平面，有时称为在模具工作面上的模具面(FOD)。
[0017]在图2A-2D中，坯料10由传递机构从右向左传送，并停止于各站处，以便渐进形成。传递机构能够为类似于美国专利5713237中所示的类型，它能够使得坯料从工作站的模具中轴向退回和插入该模具中。坯料10通过剪切器37而从由线圈供给的圆形线材料36中切割，然后传递给第一站46。在切断剪切产生的坯料优选是具有至少1.16的长度直径比率，更优选是超过1.5的比率，最优选是超过1.7。除了切断站之外，所示的形成机器30还具有八个形成站。切断站和连续的站沿水平线等距间隔开。在模具工作面31上的各站具有用于模壳的接收或模具孔41在往复撞锤或滑动件42上有用于接收工具或冲压壳的同轴工具孔43。所述和所示的弹壳25是9mm弹壳；尽管黄铜通常用于制造壳，但是其它材料例如钢或铝也可以用于实施本发明。在第一站处(在它的中心线处由标号46表示(在随后站中也是这样))，滑动模具环47径向限制坯料10的中部部分。当通过冲头48来镦锻时，环47能够相对于相关模具39轴向滑动，这样，它与坯料一起运动，且并不明显限制坯料阻止在模具的拐角中充分成形。在第一形成站46中，坯料10采取丸粒形状，具有大约0.6的长度与直径比率。
[0018]在第二工作站51处，坯料通过冲头52和模具53而形成有在其端表面上的凹窝中心11和12，以便提尚在下一站中的工具和还料对齐。
[0019]在第三站55中，坯料10进行三重挤压，其中，弹壳空腔19的壁13的预制品、发射槽14的预制品和发火药囊袋16的预制品通过模具组件56和冲头组件57来形成。头部18的预制品的减小外径稍微更小，例如比发射器槽14的最终径向底部的直径小大约0.35mm(在图1H和II中所示的最终产品)。
[0020]在第四站60处，在图2B的左侧，坯料10通过逐渐更小的圆片63而在模具组件61中在冲头62上进行深拉制，以便形成壳空腔19的薄预制品壁13。拉制管或壁13的自由端的正常特征为不规则边缘。
[0021]在第五站70处，在图2C的右侧，发射器槽14的预制品形成于坯料10的头部端上。这通过在图3和3A中示意表示的分段模具组件71来完成。四个分段72 (在这些剖视图中只看见两个分段)在将它们驱动至模具壳73的锥形孔75内时环绕坯料径向向内凸出。通过撞锤的进一步前进，分段72通过高压杠杆74和气体弹簧76而保持关闭，抵抗在坯料中形成的、将打开分段72的压力。杠杆74通过杆77而操作在分段模具组件上。如上所述，在第三站55处产生的壳头部18的预制品的最小外径(图1D和2B)通常与这里产生的发射器槽14的预制品的底部直径或最小直径相同，尽管优选是稍微更小。在第五