Спосіб виготовлення кумулятивних зарядів
Власники патенту UA 2389968:
Винахід відноситься до виробництва вибухових пристроїв. Матеріал кумулятивного заряду вакуумують, формують у вакуумі і спільно з корпусом матеріал кумулятивного заряду, всередину облицювання вставляють пуансон занурюють у гідростат, збільшують тиск у гідростаті та проводять технологічну витримку при підвищеному тиску та температурі, зменшують тиск у гідростаті до атмосферного, витягують складання з гідростату та знімають еластичну оболонку та пуансон. Матеріал кумулятивного заряду вакуумують не менше 30 с до показання вакуумметра не менше 650 мм рт. ст., формують під пресом у вакуумі і спільно з корпусом матеріал кумулятивного заряду під питомим тиском пресування 30 ... 90 МПа з витримкою протягом 1-2 хвилин, при пресуванні в гідростаті витримують гідростат зі збірками при температурі 65±5°С протягом 20 до 30 хвилин, збільшують тиск у гідростаті до питомого тиску пресування від 155 до 160 МПа та витримують гідростат під тиском від 3 до 5 хвилин. Підвищується якість зарядів. 1 з.п. ф-ли, 2 іл.
Винахід відноситься до вибухових робіт і може бути використане для виготовлення вибухових пристроїв.
Відомий спосіб збирання кумулятивного заряду, що включає виготовлення кумулятивного заряду пресуванням, а потім з'єднання його з корпусом шляхом встановлення заряду в корпус (заявка ФРН №3742290, опубл. 22.06.89).
Однак такий спосіб збирання має суттєві недоліки, пов'язані з тим, що при з'єднанні заряду з корпусом між зарядом і корпусом виникаєзазор, ліквідувати який практично неможливо внаслідок його дещиці і наявність якого призводить до спотворення фронту детонаційної хвилі (тобто відхилення його від осесиметричного виду), результатом чого є зниження характеристики бронепробити. Крім того, при з'єднанні заряду з корпусом виникає проблема осесиметричності установки, що значно ускладнює технологію збирання.
Відомий спосіб спорядження кумулятивної бойової частини, що полягає в роздільному виготовленні методом пресування самого кумулятивного заряду, установці облицювання і подальшому з'єднанні кумулятивного заряду з корпусом методом розпресування в прес-інструменті при передачі зусилля пресування на пуансон, величину Україна №2114378, опубл. 27.06.98).
Недоліками способу складання та прес-інструменту для такого способу складання є недостатня якість кумулятивного заряду, одержуване у зв'язку з жорсткою фіксацією корпусу кумулятивного заряду на піддоні прес-інструменту, що не дозволяє забезпечити необхідну щільність по висоті заряду (тобто досягти мінімальної) , що у свою чергу призводить до зниження характеристики бронепробити. До того ж виникає складність при забезпеченні осесиметричності установки корпусу із зарядом, пов'язана із застосуванням додаткових пристроїв. Ще одним недоліком є низька технологічність.
Однак відомий спосіб не дозволяє досягти мінімальної різнощі (дисперсії) зарядів і високої щільності кумулятивних зарядів, що негативно відбивається на його властивостях. Спосіб дуже небезпечний і не придатний до масового спорядження кумулятивних зарядів у тонкостінних і маломіцних корпусах.
У запропонованому винаході вирішуєтьсязавдання зниження дисперсії щільності кумулятивних зарядів, підвищення рівня безпеки, забезпечення масовості виробництва та можливості спорядження кумулятивних зарядів у тонкостінних та маломіцних корпусах.
Завдання вирішується способом виготовлення кумулятивних зарядів, що включає розміщення матеріалу кумулятивного заряду, розміщення в сформованому кумулятивному заряді поверхнею, поверхні у відповідь облицювання, покриття отриманої збірки еластичною оболонкою, занурення в гідростат і пресування, при цьому пресування проводять в гідростаті при питомому тиску пресування від 155 до 160 МПа при температурі 65±5°С, після чого зменшують тиск в гідростаті до атмосферного, витягують складання з гідростату, знімають еластичну оболонку та витягують пуансон.
Матеріал кумулятивного заряду вакуумують не менше 30 с до показання вакуумметра не менше 650 мм рт.ст., формують під пресом у вакуумі та спільно з корпусом матеріал кумулятивного заряду під питомим тиском пресування 30-90 МПа з витримкою протягом 1-2 хвилин, перед пресуванням у гідростаті збірки витримують при температурі 65±5°С протягом від 20 до 30 хвилин, а пресування гідростаті ведуть від 3 до 5 хвилин.
В умовах великосерійного виробництва виготовлення кумулятивного заряду методом розпресування в прес-інструменті можливо лише застосовуючи багатомісні пристосування.
Як відомо, величина щільності заряду прямо пропорційна масі навішування вибухового матеріалу і обернено пропорційна обсягу кумулятивного заряду. Але величини маси таобсягу заряду, що формується, мають певні відмінності у своїх значеннях. Маса кумулятивного заряду залежить від точності зважування та допуску на масу навішування, а обсяг заряду залежить від точності виготовлення формоутворюючого профілю корпусу та складових елементів прес-інструменту. При застосуванні багатомісного пристосування виготовлення кумулятивного заряду методом розпресування на пресовому обладнанні зусилля пресування жорстко прикладається траверсою преса безпосередньо на всі пуансони прес-інструментів. В силу того, що маса навішування та формоутворюючі обсяги прес-інструментів мають певні відмінності у своїх значеннях, відбувається нерівномірний розподіл загального тиску пресування між прес-інструментами. Тобто заряди, що формуються, з матеріалу відчувають різні питомі тиску пресування, що безпосередньо визначає градієнт у значеннях щільності.
Відомі технічні рішення не забезпечують необхідної середньої щільності кумулятивних зарядів, мають підвищену небезпеку та нетехнологічні, що не дозволяє їх застосувати для масового спорядження кумулятивних зарядів у корпуси, у тому числі тонкостінні та маломіцні. У запропонованому винаході вирішується завдання зниження дисперсії щільності кумулятивних зарядів, підвищення рівня безпеки та забезпечення масовості виробництва, а також забезпечується можливість спорядження кумулятивних зарядів тонкостінні і маломіцні корпуси. Завдання вирішується так.
При виготовленні кумулятивних зарядів корпус і матеріал кумулятивного заряду поміщають у прес-форму касетної типу, тобто. з великою кількістю малих прес-форм на одній стільниці та малих пуансонів, з'єднаних з однією рухомою пресуючою плитою. Прес-форму закривають кришкою з ущільненнями і вакуумують неменше 30 с до показання вакуумметра не менше 650 мм рт.ст. Формують під пресом у вакуумі та спільно з корпусом матеріал кумулятивного заряду під питомим тиском пресування 30-90 МПа (300-900 кг/см 2 ) з витримкою протягом 1-2 хв. Вирівнюють тиск до атмосферного, розмикають форму та витягують корпуси з кумулятивними зарядами.
Далі вставляють у сформований кумулятивний заряд облицювання, всередину облицювання вставляють пуансон з поверхнею поверхні поверхні облицювання, збірку покривають еластичною оболонкою і занурюють в гідростат з робочою рідиною (водою, дистильованою водою і т.п.), нагрітої до 65±5°. Витримують гідростат зі складання при температурі 65±5°С протягом від 20 до 30 хвилин. Збільшують тиск у гідростаті до питомого тиску пресування від 155 до 160 МПа (1550 до 1600 кгс/см 2 ) та витримують гідростат під тиском від 3 до 5 хвилин. Зменшують тиск у гідростаті до атмосферного, отримують збірку з гідростату і знімають еластичну оболонку та пуансон.
В результаті одержують кумулятивний заряд із заданою кінцевою щільністю та облицювання, споряджені в корпус виробу. При застосуванні даного способу тиск пресування робочого середовища прикладається безпосередньо на кожен пуансон для ущільнення матеріалу. Одночасно тиск від робочого середовища також передається на зовнішній об'ємний стиск корпусу. Це не призводить до нерівномірного розподілу тиску пресування між зарядами, що формуються, забезпечує отримання стабільно-рівних значень середніх щільностей всіх кумулятивних зарядів і дозволяє проводити спорядження кумулятивних зарядів в тонкостінні і маломіцні корпуси.
Приклад конкретного виконання
Виготовляють кумулятивні заряди в бойових елементах типу ЗКПО або ЗКПМ із матеріалом кумулятивного зарядуна основі октогену чи гексогену.
Для виготовлення використовують прес-форму згідно фіг.1, на якій 1 - основа, 2 - кришка, 3 - вставка, 4 - напрямна, 5 - пуансон, 6 - обмежувач, 7 - кумулятивний матеріал, 8 - корпус кумулятивного заряду, 9 - ущільнення.
Пресування зарядів роблять у такий спосіб. До верхнього плунжера преса прикріплюють кришку 2, яку встановлюють шланг від вакуумної лінії. Прес-форму закріплюють на нижньому столі преса, сцентрувавши з кришкою 2. У кожен отвір основи 1 встановлюють вставки 3. У проточку основи 1 встановлюють ущільнення (ущільнювальне кільце) 9. Встановлюють обмежувач 6 в корпус 8 основи 3. На кожен корпус 8 встановлюють напрямну 4. За допомогою воронки, встановленої в отвір напрямної 4, засипають навішування кумулятивного матеріалу 7. Встановлюють в отвір направляючої 4 пуансони 5. Включають прес і опускають кришку 2 на основу 1 до мітки, яка визначає за допомогою кільця ущільнювального 9. Вакуумують порожнину пресування протягом не менше 30 секунд (при цьому показання вакуумметра має бути не менше 650 мм рт.ст.). Створюють питомий тиск пресування 30-90 МПа. Вимикають вакуумну лінію. Витримують під тиском протягом 1-2 хвилини (при цьому падіння тиску має бути не більше 0,3 МПа). Знімають тиск і піднімають верхній плунжер з кришкою 2. Виймають із напрямних 4 пуансони 5. Знімають з корпусів 8 напрямні 4. Виймають із вставок 3 корпусу 8 зі сформованими в них зарядами 7.
Збирають прес-інструмент згідно фіг.2, на якій 7 - кумулятивний заряд, 8 - споряджений корпус, 10 - конус, 11 - облицювання, 12 - оболонка.
За допомогою ватно-марлевого тампона абомарлі ретельно протирають кожен конус 10. Гідростат (не показаний) нагрівають пором до температури 65±5°С. Перевіряють на дотик якість прилягання оболонок 12 до спорядженого корпусу 8. Занурюють збірки в гідростат, заповнений водою, температура якої 65±5°С, і встановлюють необхідний рівень робочої рідини. Витримують гідростат зі складання при температурі 65±5°С протягом від 20 до 30 хвилин. Збільшують тиск у гідростаті до питомого тиску пресування від 155 до 160 МПа. Витримують гідростат під тиском протягом від 3 до 5 хвилин, зменшують тиск до атмосферного та проводять розбирання гідростату. Виймають зборки із гідростату. Знімають з кожного корпусу спорядженого оболонку 8 12, потім конус 10.
В результаті дисперсія середньої густини кумулятивних зарядів знижується в 5 разів у порівнянні з прототипом. За рахунок відсутності підвищених температур при формуванні кумулятивних зарядів та за рахунок застосування гідростату з водою підвищується рівень безпеки виробництва. За рахунок застосування прес-форми з малими формами та пуансонами забезпечується масовість виробництва.
Застосування запропонованого способу дозволить вирішити задачу зниження дисперсії щільності кумулятивних зарядів, підвищення рівня безпеки та забезпечення масовості виробництва, а також дозволить споряджати кумулятивні заряди тонкостінні і маломіцні корпуси.
1. Спосіб виготовлення кумулятивних зарядів, що включає розміщення матеріалу кумулятивного заряду, розміщення в сформованому кумулятивному заряді поверхнею, поверхні у відповідьоблицювання, покриття отриманої збірки еластичною оболонкою, занурення в гідростат і пресування, при цьому пресування проводять у гідростаті при питомому тиску пресування від 155 до 160 МПа при температурі 65±5°С, після чого зменшують тиск у гідростаті до атмосферного, витягають збірку , знімають еластичну оболонку та витягують пуансон.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що матеріал кумулятивного заряду вакуумують не менше 30 с до показання вакуумметра не менше 650 мм рт.ст., формують під пресом у вакуумі і спільно з корпусом матеріал кумулятивного заряду під питомим тиском пресування 30- 90 МПа з витримкою протягом 1-2 хв, перед пресуванням у гідростаті збірки витримують при температурі 65±5°С протягом від 20 до 30 хв, а пресування гідростаті ведуть від 3 до 5 хв.