Холодная ротационная ковка стволов (редуцирование)

Через каждые 4 минуты из горизонтально-ковочной машины SHK-10 с автоматизированным процессом ковки и подачи заготовок на обработку выходит ствол АКМ с готовым нарезным каналом и патронником, не требующими дополнительной механической обработки.

Не сложная по технологии обработки и заготовка, поступающая для загрузки бункера машины, длиною 311 мм, наружным диаметром 30 мм и с канальным отверстием диаметром 11,6 мм. Подготовка гладкого канала заготовки к редуцированию со сверлением первоначального отверстия диаметром 10,45 мм позволяла применять высокопроизводительные методы обработки, не создавая особых технологических трудностей.

После сверления производилась термическая обработка заготовки, 4-х разовое развертывание отверстия до размера 11,35 мм и на заключительном этапе — электрохимическая обработка до размера 11,6 мм.

Инструментом, обеспечивающим необходимый профиль канала ствола и патронника, является оправка, изготовленная из твердого сплава ВК-20, со спиральными выступами на цилиндрической поверхности и утолщением на конце с наружным профилем по форме патронника ствола. Цилиндрическая часть оправки длиною 40 мм в поперечном сечении представляет собою зеркальное изображение профиля канала ствола.

Нарезной канал и патронник при редуцировании образуются в результате обжатия металла вокруг инструмента — оправки при высокочастотной ковке ствольной заготовки двумя парами симметрично расположенных бойков. Число ударов в одну минуту — 1200. Максимальная степень обжатия металла по канальной части ствола около 40 %.

Регулируемая скорость подачи заготовки в ковочной машине SHK-10 обеспечивалась в пределах от 0 до 36 мм/сек. Осевое вращение заготовки — 40–60 об/мин. Оптимальный режим в пределах 52–56 об/мин.

Редуцированный канал ствола и патронник по своей чистоте не требовали дополнительной обработки перед хромированием. Включение на непродолжительное время «обратного тока» для очистки и некоторого разрыхления поверхности в целях повышения ее адгезионной способности при наложении хрома сливалось с операцией хромирования.

Первая партия ковочных машин SHK-10 группой специалистов Ижевского завода принималась у австрийской фирмы GFM в период с сентября по декабрь 1971 года. Зам. главного механика завода И.Ф. Зуев со своим помощником М. Мусиным, зам. главного технолога Б.Н. Андреев и ведущие специалисты этой службы В.С. Письменский, В.А. Никитин и Л.Ф. Мокрушин в течение этого времени производили не только техническую приемку машин, но и участвовали в отработке технологии ковки стволов АКМ. Одновременно производилось и уточнение чертежа на ствол с учетом технических возможностей ковочной машины, которая также в процессе сдачи заказчику дорабатывалась.

Был момент, когда фирма была не в состоянии удовлетворить требования Советской стороны в точности исполнения чертежных размеров по канальной части ствола и патроннику, считая их чрезмерно жесткими.

В разгар конфликта, когда был начат разговор о возможном расторжении контракта, В.А. Никитину — главному специалисту по канальной части ствола, пришлось возвращаться на свой завод для изучения возможностей изменения требований чертежа на ствол с учетом предложений австрийской стороны и согласования их со своим заказчиком.

Согласие заводских служб на изменение чертежа, не получившее пока еще одобрения внешних испытательных организаций, касалось изменения допусков на точность изготовления 4 и 5-го конусов патронника ствола в связи с местным непроковом в переходной части, (увеличения допуска примерно на 0,02 мм), а также скругления полей нарезов канальной части ствола.

После приемки первой партии ковочных машин SHK-10 руководители фирмы GFN отметили, что впервые встретились с такой строгой требовательностью приемщиков, вследствие чего конструкция машин будет улучшена.

Были также разговоры о том, что только в России существует строгий прямоугольный профиль нарезов оружейных стволов, что в других странах он делается более плавным.

После приемки в 1977 году второй партии ковочных машин у австрийцев на одной из них с согласия советской стороны была произведена опытная, ковка стволов калибра 4,5 мм для фирмы «Koval Arms» (Великобритания) с положительными результатами.

На Ижевском заводе австрийские ковочные машины стали осваиваться в 1972 году, первоначально на стволах калибра 7,62 мм для системы АКМ. Освоение производилось той же группой приемщиков машин у австрийцев под руководством главного инженера завода Б.Ф. Файзулина, являвшегося и главным инициатором внедрения ковочной ствольной технологии в массовое производство, его заместителя О.И. Собина и главного технолога М.И. Миллера.

Своевременное освоение нового прогрессивного метода нарезания стволов в массовой технологии имело весьма важное значение для дальнейшего технического развития оружейного производства.

Первые стволы, изготовленные по новой технологии, по боевым качествам показали вполне обнадеживающие результаты, однако в ходе освоения выявилась необходимость корректировки данного процесса и внесения некоторых дополнительных конструктивных изменений по стволу.

Для обеспечения возможности редуцирования произведено уточнение режима термообработки ствольной заготовки с учетом упразднения подкалки казенной части ствола на более высокую твердость. По длине ствола произведено выравнивание твердости. На утолщенной казенной части твердость понижена, а на остальном участке она несколько повышена. С учетом положительного опыта электрогидравлического нарезания стволов в чертеже произведено скругление внутренних и наружных углов нарезов радиусом 0,8 мм.

Процесс редуцирования в результате наружного обжатия заготовки при ковке оставляет в канале остаточные напряжения противоположной дорнированию реактивной направленности. Эта особенность редуцирования, как и при дорнировании, должна была учитываться при выполнении технологических операций по наружной механической обработке ствола.

Применение редуцирования, даже с учетом свойственной этому процессу недостаточно четкой проковки последних конусов патронника в зоне перехода к нарезной части, не сказалось на изменении прочностных, баллистических и боевых характеристик ствола, включая и большие перепады температур окружающей среды.

Но некоторые сомнения в этом все же возникали. Связанные с этим дополнительные сравнительные испытания автоматов с редуцированными и дорнированными стволами в специализированных исследовательских организациях подтвердили ранее сделанные выводы в пользу редуцирования (арх. 900-73).

Редуцирование каналов стволов с одновременным изготовлением патронника дало снижение трудоемкости изготовления этой детали по сравнению с дорнированием канала и изготовлением патронника путем обработки металла резанием примерно на 40 %. Не страдало при этом и качество изготовленных стволов, боевые свойства и эксплуатационная долговечность.

Применение редуцирования сокращало потребности в производственных площадях по ствольному участку, при этом повышалась и общая культура производства. Но не только в этом состоят преимущества данной технологии. Снижение трудоемкости изготовления ствола на 40 % не являлось высшим предельным достижением данного процесса в области технологий.

В условиях уменьшения калибра оружия, когда трудоемкость обработки канальной части ствола прежними методами резко возрастает, в не меньшей мере возрастает и преимущество редуцирования.

При определенных условиях оно может оказаться единственным методом изготовления стволов малого калибра без особых технологических сложностей.

Это показали предпринятые в конце 60-х годов поиски рациональной технологии изготовления стволов калибра 5,60 (5,45) мм. Полученный на Ижевском заводе при освоении редуцирования стволов АКМ технологический опыт, который был первым в отечественном оружейном производстве стволов среднего калибра, послужил базовой основой для проверки возможности применения этого метода и к стволам малого калибра.