ПРИМЕНЕНИЕ СТАНКОВ С ЧПУ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ

В современном мире каждое государство вынуждено заботиться об обороне своих границ и территорий. Для этого нужна сильная, мощная армия, укомплектованная хорошо обученными солдатами. А каждому солдату нужно оружие. Ежегодно в мире производится несколько сотен тысяч единиц стрелкового оружия. Такие объёмы производства реальны, благодаря современным мощностям производств, значимое место в котором занимают станки с числовым программным управлением. Их использование в массовом производстве оружия позволило значительно повысить производительность изготовления многих сложных и дорогостоящих элементов стрелкового оружия, сократить время изготовления отдельных деталей.

В недалеком прошлом, всё оружие в мире производилось на огромных фабриках, занимавших значительные территории и требующих большой парк специализированного оборудования, а также соответствующий штат высококвалифицированных рабочих[2]. Основными операциями при изготовлении деталей оружия были штамповка и обработка на токарных станках. Такой процесс производства имеет целый ряд недостатков:

1.Большое количество операций и переходов для изготовления одной детали.

2.Значительные временные затраты на изготовление и доводку сложных деталей, типа: ствол, затворно-спусковой механизм.

3.Количество бракованных деталей при массовом производстве штамповкой достигала 25 % от общего плана изготовления отдельной номенклатуры.

4.Количество брака связанного с человеческим фактором.

5.Трудозатраты на исправление дефектов и доводку деталей не соответствующих требованиям контроля качества.

6.Большие затраты на высококвалифицированный персонал.

7.Затраты на новое уникальное оборудование при выпуске нового элемента оружейной оснастки или новейшего типа оружия.

Влияние всех этих факторов сказывалось и на качестве самого производимого оружия. Во многом производимые образцы крупносерийного производства не обладали требуемой точностью и надёжностью. Ручная токарная обработка стволов и нарезание резьб позволяли достичь определённого среднего значения выпуска годной продукции для партии изделий, но для конкретных экземпляров штурмового оружия она оказывалась недостаточной (за исключение высокоточного снайперского вооружения)[1]. Проблемы, связанные с большими допусками на изготовление важнейших элементов стрелкового оружия, влияющие на появления в ряде случаев больших зазоров, проводили к полной поломке оружия или ухудшению качества стрельбы.

С внедрением в производство станков с ЧПУ был решён целый ряд проблем:

1.С внедрением станков с ЧПУ в производство стрелкового оружия были достигнуты заметные улучшения при изготовлении оружейных стволов.

2.Многочисленные методы производства стволов на различных станках позволяют производить наиболее подходящий тип нарезки ствола при минимальном браке.

3.Высокоточные системы станков с ЧПУ так же позволяют избежать многочисленных ошибок, связанных с человеческим фактором.

Повсеместное применение станков с ЧПУ позволило значительно повысить производственные мощности, точность изготовления, качество, уменьшить количество брака, снизить штучное время изготовления отдельных деталей.

В настоящее время в сфере изготовления оружия появился новый сегмент. Это  мелкосерийное производство нестандартных деталей или так называемого оружейного кастома (от англ. custom). Наиболее развито это направление в США, где оружие легализовано в большинстве штатов. Небольшие компании занимаются изготовлением особых деталей для профессиональных спортсменов, снайперов и любителей охоты. В своем мелкосерийном производстве они активно используют станки с ЧПУ, на которые загружены, разработанные инженерами этих компаний программы обработки этих самых деталей. Наибольший интерес вызывают их работы по изготовлению облегчённых, эргономичных деталей, таких как пистолетные рукоятки, цевья, приклады различных модификаций. Так же многие из таких компаний занимаются производством целых комплектов деталей для улучшения различных характеристик оружия: усиленных высокоточных бойков, магазиноприёмников, спусковых скоб и затворных групп.

В станках с ЧПУ сочетается точность и производительность станков-автоматов и гибкость универсального оборудования. Применение станков с ЧПУ позволит сократить цикл проектирования и запуска опытных изделий, а также уменьшить цикл подготовки производства серийных изделий за счет централизованной подготовки производства в процессе проектирования и опытного производства с последующей их передачей в серийное производство. В связи с широким спектром требований к конструкции деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, разумно пользоваться алгоритмом отработки деталей на технологичность, как на качественную методику оценки.

В качестве примеров рассмотрим основные операции, которые применяются для изготовления оружейных стволов стрелкового оружия[3,4]. Определяющим параметром для каждого ствола является кучность попадания пуль. И чтобы достичь оптимального для каждого ствола значения, необходимо использовать технологию, которая исключила бы все негативные факторы и погрешности.

Заготовительная. Абсолютно все производители сходятся в том, что материал для оружейного ствола должен удовлетворять высоким требованиям по качеству.

Рисунок 1. Заготовки для оружейных стволов

Глубокое сверление. При глубоком сверлении заготовки, получаемые отверстия должны быть концентричны наружной поверхности по всей длине.

Рисунок 2. Сверление отверстий

Развёртывание. На данной операции удаляют грубые места в отверстии после сверления, формируются окончательные размеры канала ствола.

Рисунок 3. Развёртывание отверстий

Токарная операция. На токарном станке можно выполнять различные операции точения, нарезания резьбы, вытачивание канавок, фасок.

Рисунок 4. Нарезание резьбы на стволе с применением станка с ЧПУ

Метод ковки. При данном методе полированная стальная труба на специальной оправке на ковочной машине обрабатывается снаружи бойками, движущимися в радиальном направлении и с большими усилиями обжимающими заготовку.

Рисунок 5. Холодная ковка в ковочной машине

Термическая обработка. Применяется для устранения внутренних напряжений, которые возникают по всей длине ствола в основном при ковочных операциях.

Рисунок 6. Нагрев стволов в печи для снятия напряжений

Целесообразность применения станков с ЧПУ в единичном и мелкосерийном производстве оружейных деталей[5]. Для того, чтобы оценить эффективность использования станков с ЧПУ при изготовлении оружейных деталей, необходимо обратиться к их геометрии и конструктивным особенностям, т.е. индивидуально подойти к каждой детали. Единичные или мелкосерийные детали обычно имеют конические поверхности, рёбра жёсткости, канавки, различного типа отверстия, также могут иметь сложную форму со ступенчатыми поверхностями. Некоторые детали должны отвечать требованиям анатомической эргономичности, что требует от станка возможность обработки сложных пространственных поверхностей. В пользу станков с ЧПУ выступают современные CAD/CAM-технологии, т.к. с их помощью можно создать 3D-модель готовой детали, разработать стратегии обработки, используя постпроцессор под конкретный станок написать управляющую программу на конкретную деталь. Так как заказчики предъявляют высокие требования к деталям, и они имеют сложную форму, их целесообразно изготавливать на станках с ЧПУ, более простые можно изготавливать на универсальных станках.

Список литературы

1. Арефьев М. Г. и Карпов Л. И.  Производство стволов стрелкового оружия. Москва, 1945.-256 с
2. Болотин Д. Н.  История советского стрелкового оружия и патронов. Санкт-Петербург: Полигон, 1995.-302 с.
3. Заводское изготовление оружейного ствола стрелкового оружия //Стрелковый портал Украины. URL:  http://www.shooting-ua.com/arm-books/arm_book_248.htm (дата обращение: 12.04.17)
4. Как делают оружие для снайперов //Военное обозрение. URL: https://topwar.ru/30854-kak-delayut-oruzhie-dlya-snayperov.html (дата обращение: 11.04.17)
5. Шеховцева Т. В. Целесообразность применения станков с ЧПУ в единичном и мелкосерийном производстве на основе показателей технологичности деталей ГТД. Вестник Мурманского государственного технического университета. 2011.Т.14№4.С.690-700.