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1 # cshhq99
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2 # 安防水電小嶼
身管加工的第一個難題是材料的選擇和冶煉。火炮發射時內膛的高溫高壓絕非普通鋼材所能勝任.身管的材料需要有超乎尋常的耐高溫效能、卓越的強度和優良的韌性.同時也要充分考慮火炮大量生產的成本因素。現代火炮身管材料都採用合金鋼.常以中碳鎳鉻鉑系合金鋼為主.也有增加少量的釩做改性鋼。過去很長時間裡,炮鋼曾一度是中國火炮生產的“瓶頸”。因為鎳是炮鋼中一種不可缺少的元素.可以極大改善炮鋼的韌性,但從資源上講,中國又是一個嚴重缺鎳的國家。建國初期中國火炮生產曾得到蘇聯的援助,炮鋼生產艱難起步,但中蘇關係惡化後.蘇方撤走了科技人員和資源援助.中國的炮鋼生產頓時陷入困境。但華人從來都不會被困難嚇倒,經過科技人員艱苦卓絕的努力,研製成功了一系列用稀土或釩元素代替鎳元素的炮鋼,支援了中國的火炮生產。改革開放後,國際環境大為改善,含鎳炮鋼也不再被視為火炮生產的“瓶頸”。
在談及炮鋼材料時,還必須提到電渣重熔技術。因為像坦克炮一類的高膛壓火炮對內膛的耐燒蝕效能、強度和韌性有極高的要求.這就對鋼材的精煉提出超乎尋常的要求。電渣重熔就是為了滿足炮鋼的精煉要求而誕生的一種精煉工藝,精煉過的特種鋼再經過電渣重熔可以去掉鋼材中殘留的少量硫、磷等對火炮強度和韌性有害的元素.使鋼的純度更高,滿足火炮身管的生產要求。電渣重熔鋼目前主要應用於高膛壓火炮生產.專業人士甚至可以根據工廠的電渣重熔鋼生產量推斷出兵工企業高膛壓火炮的生產情況。
在普通人看來.火炮身管只是一個能發射彈丸的部件:但對於炮廠工人來說.炮管則被視為一根最難加工的“長管”.尤其是身管內膛的成型過程。身管膛孔的加工方法是先用一種配用超長鑽頭的大型鑽床鑽出一個孔:接著到鏜床上將這個孔逐步鏜削成型。機械加工中一般將長徑比大於10以上的孔加工稱為深孔加工。熟悉火炮的朋友們可能都知道,現代榴彈炮、坦克炮、反坦克炮的身管長度一般為30—55倍口徑(即長徑比為30:1—55:1),而小口徑高射炮的身管長度更是在100倍口徑左右.都屬於加工難度很大的“深孔加工”。深孔加工的精緻和困難之處在於“深”。在深孔加工過程中,操作者無法直接觀察切削等過程.同時還需保證加工要達到很高的精確度.而且細長的管件在加工過程中也易發生彎曲變形.故加工難度極大。由於身管的內膛加工質量與整門火炮的射擊精度、壽命、安全等密切相關.因此對加工後的尺寸公差、彎曲度、粗糙度等方面要求極高。可以說深孔加工是火炮製造丁藝方面有別於普通機械製造的突出特點。引人注意的是,執行深孔加工任務的機床無一例外都是體形龐大的專用機床.加工炮管膛孔能達到很高的精度,是火炮加工的“專才”。但是如果遇到工廠沒有火炮生產任務的時候.這些昂貴的“大傢伙”就只能長時間休息.或者幹些牛刀宰雞般的小活。
為提高炮管強度.同時降低炮重量。高膛壓火炮大多采用自緊身管.自緊工藝是在鏜孔直徑基本達到要求.即在內膛半精加工的過程中進行。身管自緊是在普通單筒身管內透過特殊工藝使炮管由內向外產生一定的塑性變形.這樣身管外層對內層產生壓力,在射擊時,這種壓力就像在身管外又增加了無數層薄簡,使身管的承壓能力增大.可以有效減小身管厚度,降低火炮重量。
20世紀60年代後.身管自緊技術成熟並真正受到重視.英國“遜邱倫”坦克上裝備的L7式105毫米炮率先採用了身管自緊技術。之後,德國“豹”I坦克、美國M60坦克的主炮都普遍開始採用身管在自緊加工工藝。現在的坦克炮、反坦克炮等製造過程中均採用該技術。根據兵器工業出版社出版的《世界火炮手冊》介紹,中國從20世紀70年代中期開始在火炮生產中應用身管自緊技術.83式105毫米坦克炮、89式120毫米反坦克炮和125毫米坦克炮等均採用自緊身管。
自緊工藝完成後.接下來要對內膛進行拋光等精加工工藝。如果是線膛炮.還要拉制膛線。拉制膛線就是要在身管膛壁上拉出符合設計要求的曲線溝槽。拉制時拉刀順著與身管軸線平行的方向前進.而炮管則繞軸線作旋轉運動.這樣拉出的膛線就是旋轉膛線。
對於現代火炮.內膛的加工成型並不是加工過程的終結.為了提高火炮的耐磨性和抗腐蝕性.火炮身管內膛還要進行鍍鉻工藝處理.這樣可以有增加身管的使用壽命。由於身管外將來還要加裝熱護套、炮口裝置,尾部要連線炮尾等.在機加工過程中要加工相應的連線螺紋和排氣孔等。炮管的加工過程完成後,還要進行印製編號和塗裝等工序。到此為止,一根身管就加工完成了。
目前,除了傳統的機械加工方法外,也有一些更加先進的身管加工工藝。如電解加工和真空等離子噴塗沉積法等。電解加工是一種電化學工藝.是在高速流動的電解液中.利用金屬的陽極溶解原理來加工身管內膛結構。電解工藝的加工效率是機械加工的3—4倍.不受金屬工件材料機械效能的影響.特別適合用於高硬度高韌性材料的加工.能加工出用機械加工難以形成的複雜型面.而且加工後的表面質量很好。但是這種加工工藝耗電量大,對裝置也有一定的腐蝕作用。
從20世紀80年代末開始.美國通用電氣公司還採用了一種真空等離子噴塗、沉積法來製造高強度、耐燒蝕的火炮身管。這是一種更為先進的身管加工方法.基本加工過程是先用鋼或者鋼製作芯棒.芯棒的外形結構就是所希望得到的內膛結構。然後在低壓真空環境中把金屬粉末一點點熔化噴塗到芯棒上.直至完成整個身管.然後對沉積成的身管進行緻密化處理.去除芯捧再作進一步的處理就得到了成型的身管。這種新工藝可以從多種途徑來提高炮管的抗燒蝕效能,而且效率高,材料利用率高.還可以製造各種複雜的結構,優越性自不待言。
身管是火炮加工中最與眾不同的部分.火炮其他機械結構部分的加工雖然也各有獨特之處.但相比身管的加工則均顯平庸.與常見的機械加工工藝和方法類似,筆者也不贅言。
在火炮的各零部件生產完成以後.都要集中到總裝車間進行生產裝配。火炮是一個大型的複雜系統.零部件中除了火炮機械零件外.還有火控系統的光學、電子產品,自行火炮還有底盤系統。不同型別的分系統一般不在同一個廠家生產.而是由多個廠家各負責一些分系統的生產,彼此為協作關係。比如火炮廠一般只生產火炮機械戰鬥部分.火控系統等光電裝置由有相應生產能力的廠家負責,底盤由專門生產軍用車輛的廠家生產。系統的總裝一般由其中的一個廠家負責(一般是火炮生產廠或底盤生產廠),協作的生產廠家將其生產的部件運送到總裝廠完成總裝。
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一般20MM以上稱炮,但各國標準都有差異,常見火炮口徑有120MM .105MM.144MM.123MM艦炮曾經有406MM.203MM!