火藥裝藥模具的優(yōu)化設(shè)計

羅鵬 張洪宇 宋繼秋

摘 要：針對火藥在壓裝過程中因上模套內(nèi)臺階面不平、火藥粉顆粒過小等原因，導致在藥柱壓制過程中上下模間隙滲入過多火藥粉，使藥柱高度尺寸無法保證，影響成品質(zhì)量。并且模具縫隙中的火藥粉在壓制過程中存在爆炸風險?；谝陨蠁栴}對模具結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。

關(guān)鍵詞：火藥；壓藥模具；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.037

0 引言

彈藥在武器裝備中有舉足輕重的作用。彈藥裝藥的質(zhì)量直接關(guān)系到彈藥對目標的毀傷效果和打擊程度的精確性。在彈藥生產(chǎn)中，彈藥裝藥工藝設(shè)備與彈藥裝藥的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，而壓裝模具是彈藥裝藥設(shè)備的重要組成部分。因此，壓裝模具的選擇是提高彈藥裝藥質(zhì)量的一個重要前提[1]。

國內(nèi)現(xiàn)有的彈藥裝藥技術(shù)起源于在蘇聯(lián)援建時期，在我國的彈藥生產(chǎn)企業(yè)的幾次的技術(shù)改造后彈藥裝藥生產(chǎn)工藝水平、彈藥安全生產(chǎn)性都有了較大幅度提高。目前國內(nèi)批量生產(chǎn)彈藥裝藥方法主要有注裝壓裝藥裝填和壓裝裝藥裝填，其中一些對成型藥柱密度要求相對較低、藥柱體積較大的炸藥裝藥通常采用注裝裝藥裝填，注裝裝藥抗過載能力較差、感度較高，導致成品易爆，對人員操作、轉(zhuǎn)運、存放都有較高要求。為了達到更高密度裝藥，壓藥裝藥工藝在彈藥裝藥在壓力裝藥的制造中得到更廣泛的應用。壓力裝藥擁有適用的炸藥范圍廣、抗爆轟感度高、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點。壓裝裝藥裝填中其中壓藥壓力、加壓速度、保壓時間等重要工藝參數(shù)都直接影響其質(zhì)量[2]。而壓裝模具的選擇與優(yōu)化對壓藥壓力、加壓速度、保壓時間有著直接影響。

1 簡單壓裝模具結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

傳統(tǒng)壓裝模具通常使用于較小的杠桿式壓力機設(shè)備以固定壓力進行藥柱壓裝。一般由壓藥桿、模套、底座等3個零件組成，設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，分件零件加工成本低廉。實際生產(chǎn)中簡單壓裝模具因為采用固定壓力進行藥柱壓裝，使得壓裝模具操作準確性不穩(wěn)定，使得藥柱高度尺寸不能保證，產(chǎn)品報廢率偏高。由于火藥粉顆粒較小，火藥壓裝生產(chǎn)時模套內(nèi)孔的臺階面容易粘附藥粉，臺階面需要較高的光潔度，而使用傳統(tǒng)的工藝加工辦法很難達到模具工藝要求。

2 改進后的火藥壓裝模具結(jié)構(gòu)

針對因火藥顆粒較小而容易粘附模具的特點及壓裝生產(chǎn)過程中藥柱報廢率偏高的問題，改進后的火藥壓裝模具結(jié)構(gòu)由壓藥桿、模套分件Ⅰ、模套分件Ⅱ、鑲件、底座5個零件組成。

2.1 壓藥桿長度優(yōu)化

簡單的壓裝模具一般采用定壓方式進行藥柱壓裝，模具的壓藥桿較長，在藥柱最終成型時，壓藥桿柄下端臺階面離模套上端面有一個固定距離，能使下模座脫離上模套后，按壓壓藥桿能后能順利將藥柱從模套中頂出，但藥柱高度和操作安全性不能得到保證。改進后的定程壓藥裝置原理是將在藥柱產(chǎn)品壓制到工藝要求密度和藥柱高度時，壓藥桿柄下端臺階面與模套上端面接觸，限制壓藥桿伸入模套孔內(nèi)長度，使壓藥桿受壓藥機較大壓力下沉至藥柱成型位置后不能繼續(xù)下移擠壓藥柱。定程壓裝比定壓壓裝操作生產(chǎn)上更安全，藥柱高度尺寸與密度更能得到保證。

2.2 模套結(jié)構(gòu)優(yōu)化

針對大部分產(chǎn)品藥柱尺寸小，在壓藥模具設(shè)計時要充分考慮：模套內(nèi)徑小、模套長徑比較大，一些較小藥粉顆粒容易粘附模套內(nèi)孔，藥柱壓制過程中的一些浮藥因模套內(nèi)臺階面光潔度不高粘附在模套內(nèi)孔臺階面，影響藥柱產(chǎn)品質(zhì)量，甚至會使藥粉進入壓藥桿與模套縫隙中，使壓藥操作時產(chǎn)生擠炸風險。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中對于壓模內(nèi)腔體粗糙度提出了較為苛刻的要求，按照常規(guī)機械加工方法與鍍絡(luò)表面處理不易滿足要求。為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低制造成本、規(guī)避安全隱患，改進方案將模套更替為復合嵌套式結(jié)構(gòu)。

2.2.1 模套的機械加工工藝

模套分件Ⅰ的內(nèi)孔尺寸和兩平面的制造加工和模套分件Ⅱ的內(nèi)孔尺寸，按照一般機械加工方法和表面處理工藝流程非常容易實現(xiàn)工藝要求的高粗糙度要求。具體加工方法為模套分件Ⅰ的外圓尺寸按照H7的公差進行加工，模套分件Ⅱ的內(nèi)孔尺寸按照k6公差進行加工，控制模套分件Ⅰ的總高和模套分件Ⅱ的沉孔深度，確保使模套分件Ⅰ的總高比模套分件Ⅱ的沉孔深度長0.1毫米∽0.15毫米，并測量和記錄模套分件Ⅰ的總高和模套分件Ⅱ的沉孔深度的實際尺寸及其差值。模套兩個分件加工完成后，手動用模套分件Ⅰ、模套分件Ⅱ按照H7/k6基孔過渡配合配對壓緊，使用壓力機將模套分件Ⅰ壓入模套分件Ⅱ后，用百分表指示器測量模套分件Ⅰ表面高出模套分件Ⅱ表面實際尺寸，若測量尺寸與模套分件Ⅰ零件總高和模套分件Ⅱ沉孔深度的差值記錄尺寸相符，從而判斷模套分件Ⅰ與模套分件Ⅱ裝配是否到位。若測量尺寸與模套分件Ⅰ零件總高和模套分件Ⅱ沉孔深度的差值記錄不相符，則重復利用壓力機對模套進行擠壓并利用百分表指示器重復測量，直至擠壓后測量尺寸合格。

2.3 底座機構(gòu)優(yōu)化

底座機構(gòu)的優(yōu)化主要是基于工裝成本與工裝使用壽命因素考慮。壓裝模具改進后的模座將傳統(tǒng)的模座拆分成了鑲件與模座兩個零件。傳統(tǒng)壓裝模座的凸緣因為重復合模、退模操作時常常跟模套摩擦擠碰，易遭到磨損。結(jié)構(gòu)優(yōu)化后將傳統(tǒng)壓裝模座的凸緣分解成獨立零件鑲件，當模座的凸緣磨損或因碰撞變形時，通過更換鑲件而不是來更換整個模座來保證模具的繼續(xù)使用。改進后的壓藥工裝底座節(jié)約了工裝使用成本、延長模具的使用壽命。

3 結(jié)束語

本文對小尺寸藥柱傳統(tǒng)壓藥模具的結(jié)構(gòu)進行了基本，對壓藥方式、壓裝模具結(jié)構(gòu)提出了優(yōu)化方案。通過模具的制造過程與藥柱壓裝過程的生產(chǎn)實踐，確定了該優(yōu)化方案的可行性。驗證了優(yōu)化后壓藥模具的加工質(zhì)量滿足工藝上的技術(shù)要求，并且降低了加工難度。同時證明，該優(yōu)化方案可延長壓裝的使用壽命、確保安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻：

[1]馬云富.我國彈藥裝藥裝備技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].兵工自動化，

2009，28（09）：1-4.

[2]張方宇.我國彈藥生產(chǎn)技術(shù)和發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展對策初探[J].兵工自動化，2008，27（04）：1-4.