Способ изготовления клинков спортивного оружия

 

Изобретение относится к изготовлению электрорапир, сабель, шпаг и т.д. Сущность изобретения: прутковую заготовку подвергают предварительной термической обработке, после чего осуществляют бесцентровое шлифование с последующей холодной прокаткой за два перехода с промежуточной термической обработкой до получения чистовых размеров. Затем производят механическую дообработку его конца, прорезку продольного паза на одной из граней, термообработку, осветление поверхности и окончательную правку с последующим отпуском.

Изобретение относится к изготовлению спортивного оружия, а именно: клинков электрорапир, сабель, шпаг и т.д.

Известен способ изготовления клинков электрорапиры на Луганском машиностроительном заводе. Согласно этому способу прутковую заготовку подвергают обжатию путем нагрева и ручной ковки за несколько переходов, в результате чего получается четырехгранный конусный профиль. После этого производят механическую дообработку концов заготовки, прорезку паза по одной из граней и упрочняющую термическую обработку. Затем осуществляют ручное или механизированное шлифование клинка по граням с большим припуском. Для повышения эксплуатационной стойкости клинков за счет повышения чистоты поверхности производят последующее полирование их граней. Завершается изготовление клинков электрорапир окончательной правкой с последующим отпуском для снятия напряжений. Аналогичные способы изготовления клинков известны во Франции и Италии.

Горячая ручная ковка не позволяет получать точного четырехгранного конусного профиля клинка. Следствием этого является необходимость больших припусков на операцию шлифования. В свою очередь, выполнение операции шлифования по граням с большими припусками после термической обработки приводит к появлению прижогов на углеродистых пружинных сталях, что снижает качество изделий и повышает трудоемкость обработки. Наличие операции полирования граней еще более повышает трудоемкость обработки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, т.е. прототипом, является способ изготовления клинков электрорапиры, согласно которому прутковую заготовку определенных размеров очищают от окалины. Далее путем чередования операций нагрева до 860^о и ковки за 8 переходов обжимают заготовку и получают ее четырехгранный конусный профиль (допуск по граням 0,05 мм). После этого проводят шлифование заготовки по граням в два приема предварительное и окончательное (чистота обработки 1,25, допуск по граням 0,03 мм). Затем осуществляют механическую дообработку концов заготовки, ее термообработку, прорезку паза на одной из граней и окончательную правку с последующим отпуском. Изменение выполнения операций шлифования и термообработки во времени согласно известному способу позволило устранить появление шлифовочных прижогов, имеющих место при использовании способа изготовления клинков электрорапиры на Луганском машиностроительном заводе.

Однако, точная ковка требует повышенной трудоемкости. Кроме того, так как клинок рапиры представляет собой сложный конусный профиль с участками неравномерного подъема конуса и криволинейными участками по длине четырехгранного сечения, шлифование граней является технически сложной и трудоемкой операцией, которую проводят в два приема предварительное и окончательное. К тому же шлифование не обеспечивает необходимой чистоты поверхности и требует дополнительной операции полирования граней, обеспечивающей получение чистоты поверхности .

Предлагаемое изобретение направлено на повышение качества изготавливаемых изделий, уменьшение трудоемкости обработки и расхода материала.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления клинков спортивного оружия, включающем обжатие прутковой заготовки, шлифование, механическую дообработку ее концов, термообработку клинка, прорезку паза, окончательную правку с последующим отпуском, согласно предлагаемому изобретению перед обжатием, сначала производят подготовку исходной структуры материала заготовки под него, затем осуществляют бесцентровое шлифование, а после термообработки клинка осветляют поверхность его граней.

Другим отличием предлагаемого способа является то, что подготовку структуры материала заготовки производят предварительной термической обработкой.

Еще одно отличие заключается в том, что обжатие осуществляют холодной прокаткой до получения чистовых размеров.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ изготовления клинков спортивного оружия отличается иным порядком выполнения действий, составляющих способ во времени, иными условиями выполнения действий. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Осуществление операции шлифования до термической обработки, т.е. осуществление шлифования заготовки в "сыром" состоянии, позволит исключить шлифовочные прижоги. Кроме того, проведение шлифования заготовок до ее обжатия, т.е. шлифование круглой заготовки меньшей длины, чем изделие, позволяет заменить его на более производительный процесс бесцентрового шлифования и значительно уменьшить трудоемкость шлифовочной операции. Проведение обжатия заготовки холодной прокаткой обеспечит получение точных стабильных размеров конусного профиля четырехгранного сечения с поверхностью, чистота которой на два-три класса выше, чем после их шлифования. Это позволяет заменить доводочную операцию полирование, проводимую после термической обработки, на менее трудоемкую осветление. Таким образом, указанные отличительные признаки обеспечивают повышение качества выпускаемых изделий, уменьшение трудоемкости обработки и расхода материала.

При изучении уровня техники, известного в данной области, признаки, отличающие предлагаемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают предлагаемому техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Конкретное осуществление способа рассмотрим на примере изготовления клинка электрорапиры. От исходной заготовки отрезают пруток весом 220 г, длиной 330 мм и диаметром 10,5 мм, который подвергают предварительной термической обработке, нагревая до 780^оС, выдерживая при этой температуре в течение 1 ч с последующим охлаждением в печи. После этого с прутка снимают окалину дробеструйной обработкой. Очищенную прутковую заготовку шлифуют на бесцентрово-шлифовальном станке на 10,2 мм, при этом точность шлифования составляет 0,02 мм, чистота обработки . Затем осуществляют холодную прокатку клинка за два перехода с промежуточной термической обработкой: предварительная прокатка со степенью деформации = 50-70% промежуточная термическая обработка при температуре 650-680^оС, выдержка 1 ч, охлаждение на воздухе; окончательная прокатка со степенью деформации 60-40% В результате этой операции получают клинок электрорапиры, допуск по граням которого составляет 0,03 мм, чистота поверхности . После прокатки изделие подрезают в окончательный размер по длине, делают проточки под резьбу и на обоих концах клинка нарезают резьбу соответственно М3,5 и М6. На одной из граней клинка прорезают паз 0,8 х 0,8 мм для провода электрической сигнализации. Полученный клинок с пазом подвергают термической обработке: нагрев до температуры 870^оС, выдержка 0,5 ч, охлаждение в масле, отпуск при температуре 220-240^оС, выдержка 1 ч, охлаждение на воздухе. После термообработки клинка осветляют поверхности его граней любым из известных способов: травлением в слабом растворе кислоты, обдувкой микрошариками, обработкой щетками. Чистота поверхности граней клинка . Клинок выправляют вручную и для снятия напряжений выдерживают при температуре 180-200^оС в течение 1 ч.

В процессе прокатки происходит проработка, изменение структуры поверхностного слоя клинка, который сохраняется и не снимается последующим шлифованием как в примере- аналоге, что обеспечивает повышение эксплуатационной долговечности клинков.

Трудоемкость изготовления клинка электрорапиры предлагаемым способом составляет: Предварительная термическая обработка 0,1 ч Бесцентровое шлифование 0,003 ч Холодная прокатка за два перехода с промежуточной термической обработкой 0,2 ч Осветление граней 0,05 ч И т о г о: 0,353 ч Трудоемкость аналогичных операций при изготовлении клинка электрорапиры способом-прототипом составляет: Нагрев и ковка за 8 пере- ходов 0,5 ч Шлифовка по граням за 2 перехода 0,2 ч Полировка граней 0,1 ч И т о г о: 0,8 ч Таким образом, трудоемкость изготовления одного клинка электрорапиры предлагаемым способом уменьшится по сравнению с прототипом на 0,45 ч при обеспечении той же точности и чистоты обработки. Вес одной заготовки при изготовлении предлагаемым способом (220 г) уменьшится по сравнению с прототипом (240 г) на 20 г. Кроме того, процесс холодного формообразования экологически более чистый по сравнению с горячей ковкой.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЛИНКОВ СПОРТИВНОГО ОРУЖИЯ, при котором производят деформирование прутковой заготовки, шлифование ее, механическую обработку концов заготовки, термообработку, прорезку продольного паза и окончательную правку с последующим отпуском, отличающийся тем, что производят предварительную термообработку прутка для подготовки исходной структуры материала заготовки под деформирование, затем производят ее бесцентровое шлифование, деформирование осуществляют многократной холодной прокаткой с промежуточной термообработкой до получения чистовых размеров, а после термообработки производят очистку поверхности заготовки.