[发明专利]一种枪炮身管外部机械自紧装置及自紧方法

说明书

本发明涉及一种枪炮身管外部机械自紧装置，其包括固定卡环、套置在固定卡环内的固定夹具以及设置在固定夹具内的硬质合金环；所述固定夹具包括圆柱形筒体、设置在筒体一端的外缘的外挡环以及设置在筒体另一端的内缘的内挡环，所述筒体的外径与固定卡环的内径相适配；所述硬质合金环的外径与筒体的内径相适配，所述硬质合金环的后端设置有引导锥面。本发明提供一种在身管外部进行机械自紧的装置和工艺，拓展了实现身管自紧的技术途径。

技术领域

本发明涉及一种枪炮身管外部机械自紧装置和利用所述装置实现枪炮身管外部自紧的方法。

背景技术

目前自紧身管已经成为高膛压火炮的标准配置，部分枪械枪管也采用自紧技术。自紧身管相对单筒身管有很多优点：包括提高身管强度、减轻身管重量、降低身管材料等级、提高身管疲劳寿命等。

目前的自紧方法均是在身管内膛施加高压，使得身管壁局部或者全部发生塑性变形，高压撤除后，在身管内壁形成残余应力，这些残余应力可以使身管承受更高的内压，也即提高了身管的强度。

目前的自紧工艺包括身管内部液压自紧、身管内部机械自紧以及身管内部爆炸自紧。这三种工艺均基于制造时内膛施加高压的原理，方法单一，无法从外部观察，检测设备的安装十分困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种在身管外部进行机械自紧的装置和工艺，拓展了实现身管自紧的技术途径。

本发明采用如下技术方案：

一种枪炮身管外部机械自紧装置，其包括固定卡环、套置在固定卡环内的固定夹具以及设置在固定夹具内的硬质合金环；所述固定夹具包括圆柱形筒体、设置在筒体一端的外缘的外挡环以及设置在筒体另一端的内缘的内挡环，所述筒体的外径与固定卡环的内径相适配；所述硬质合金环的外径与筒体的内径相适配，所述硬质合金环的后端设置有引导锥面。

进一步的，所述硬质合金环的前端设置有释放锥面。

进一步的，所述固定卡环、筒体以及硬质合金环同轴设置。

进一步的，所述引导锥面的锥底大于枪炮身管的外径，锥顶小于枪炮身管的外径。

进一步的，所述硬质合金环采用钛合金或钨合金材料。

优选的，所述硬质合金环采用碳化钨材料

一种利用上述自紧装置进行枪炮身管外部机械自紧的方法，其包括如下步骤：

a)根据毛坯自紧半径选择具有该内径的硬质合金环，在枪炮身管毛坯的端部沿外壁切削出5～10cm的拉伸段，所述拉伸段的外径小于硬质合金环的内径；

b)对枪炮身管毛坯进行磷化和浸润油脂处理；

c)将枪炮身管毛坯的拉伸段穿过硬质合金环内部，施加拉力拉动枪炮身管毛坯缓慢通过硬质合金环，拉动速度0.1～1mm/s，枪炮身管毛坯通过硬质合金环后即完成了自紧。

自紧方法中，所述硬质合金环的内径根据如下公式确定：硬质合金环的内径与自紧外压强之间关系用式(a)计算：

式(a)中，r₁-身管毛坯内半径；r₂-身管毛坯外半径；E-身管材料弹性模量；

所述自紧外压强与身管毛坯自紧半径之间关系用式(b)计算：

式(b)中，σ_s-身管材料屈服强度极限；ρ-身管毛坯自紧半径，描述了塑性变形区域的大小。

自紧方法中，所述步骤c)中的拉动速度为拉动速度0.5mm/s。