大炮的生產(chǎn)流程應(yīng)該已經(jīng)不保密了,不過具體加工方法大家倒還是心照不宣。這種東西確實(shí)只有大國(guó)能造,阿三這樣的“大國(guó)”造出來的只能叫爆竹筒……
火炮身管最基本的作用就是在一定的速度下將彈丸發(fā)射到指定的地點(diǎn),因此身管是包含有彈丸和發(fā)射藥的火炮-彈藥系統(tǒng)的一部分。身管內(nèi)部由膛線部分和藥室兩部分組成?;鹋诟鶕?jù)身管有無膛線可分為兩種,一種內(nèi)有膛線,可以使彈丸旋轉(zhuǎn)以穩(wěn)定彈丸飛行姿勢(shì),即線膛炮
另一種沒有膛線,即滑膛炮。
身管的主要制作技術(shù)和制作工序——身管制作,從材料制造(鋼鐵制造、鍛造、熱處理等),到自緊前加工、內(nèi)外徑加工、自緊處理、內(nèi)膛研磨、藥室加工、膛線加工、外壁精加工、螺絲和溝槽的加工、內(nèi)部的表面處理、完成時(shí)的檢查、射擊試驗(yàn)、射擊后檢查,需要經(jīng)過數(shù)十道工序。而且,為了保證 產(chǎn)品質(zhì)量,各個(gè)工序中都必須進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)、檢查。
早期的火炮主要是用青銅或鐵等金屬鑄造而成
隨著 19世紀(jì)后半期轉(zhuǎn)爐煉鋼法的發(fā)明,火炮開始采用大型鑄鋼炮身。不久之后,又制造出高強(qiáng)度的合金鋼鑄造身管,用于代替鑄鋼身管。此外,在不增加重量的前提下 采用高強(qiáng)度的身管材料制造出多層身管、自緊身管。
現(xiàn)代火炮身管材料都采用合金鋼.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(zhǎng)時(shí)間里,炮鋼曾一度是中國(guó)火炮生產(chǎn)的“瓶頸”。因?yàn)殒囀桥阡撝幸环N不可缺少的元素??梢詷O大改善炮鋼的韌性,但從資源上講,中國(guó)又是一個(gè)嚴(yán)重缺鎳的國(guó)家
但中國(guó)人從來都不會(huì)被困難嚇倒,經(jīng)過科技人員艱苦卓絕的努力,研制成功了一系列用稀土或釩元素代替鎳元素的炮鋼,支持了中國(guó)的火炮生產(chǎn)
在談及炮鋼材料時(shí),還必須提到電渣重熔技術(shù)。因?yàn)橄?a style="text-decoration: underline; ">坦克炮一類的高膛壓火炮對(duì)內(nèi)膛的耐燒蝕性能、強(qiáng)度和韌性有極高的要求.這就對(duì)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(jīng)過電渣重熔可以去掉鋼材中殘留的少量硫、磷等對(duì)火炮強(qiáng)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(chǎn)要求。
在復(fù)雜的火炮結(jié)構(gòu)中.炮身是最重要的組成部分。炮身又由身管、炮尾、炮閂等部件組成,其中身管是重中之重。?;鹋谏鋼魰r(shí),身管的工作環(huán)境極為惡劣?;鹚幦?xì)庾屵@里的溫度高達(dá)3000℃以上,高溫不僅會(huì)嚴(yán)重?zé)g身管,而且可能引起身管變形:高膛壓火炮炮膛內(nèi)壁的壓強(qiáng)高達(dá)500—700兆帕.身管必須要有足夠的強(qiáng)度和韌性。高溫、高壓、摩擦、腐蝕是火炮身管生產(chǎn)必須直面的四大難題。
在普通人看來.火炮身管只是一個(gè)能發(fā)射彈丸的部件:但對(duì)于炮廠工人來說.炮管則被視為一根最難加工的“長(zhǎng)管”.尤其是身管內(nèi)膛的成型過程
身管膛孔的加工方法是先用一種配用超長(zhǎng)鉆頭的大型鉆床鉆出一個(gè)孔:接著到鏜床上將這個(gè)孔逐步鏜削成型。機(jī)械加工中一般將長(zhǎng)徑比大于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(xiàn)代榴彈炮、坦克炮、反坦克炮的身管長(zhǎng)度一般為30—55倍口徑(即長(zhǎng)徑比為30:1—55:1),而小口徑高射炮的身管長(zhǎng)度更是在100倍口徑左右.都屬于加工難度很大的“深孔加工”。
對(duì)鍛造身管毛坯件進(jìn)行的深孔加工,需使用深孔鉆等特殊的鉆頭和鉆孔刀具。無論是采用深孔鉆還是采用鉆孔刀具,都必須將身管表面進(jìn)行仔細(xì)的切削,使身管壁表面光滑,如果加工不好的話,切削碎片會(huì)在加工表面形成劃痕, 炮管也會(huì)因此報(bào)廢。因此,在切削條件的設(shè)置和切削油的選用上要十分注意。為了確保鉆出的孔的尺寸精度和表面光潔度,研削等精細(xì)加工是不可缺少的,所以要有適合各種類型炮管的研削工具。
在深孔加工過程中,操作者無法直接觀察切削等過程.同時(shí)還需保證加工要達(dá)到很高的精確度.而且細(xì)長(zhǎng)的管件在加工過程中也易發(fā)生彎曲變形.故加工難度極大。由于身管的內(nèi)膛加工質(zhì)量與整門火炮的射擊精度、壽命、安全等密切相關(guān).因此對(duì)加工后的尺寸公差、彎曲度、粗糙度等方面要求極高??梢哉f深孔加工是火炮制造丁藝方面有別于普通機(jī)械制造的突出特點(diǎn)
膛線的加工是一種獨(dú)特的加工方式,所使用的是鉆頭和刀具。要使用鉆頭反復(fù)加工數(shù)十次,才能達(dá)到所規(guī)定的膛線深度。使用刀具時(shí),用機(jī)械調(diào)節(jié)刀具的進(jìn)刀量, 進(jìn)刀量每增加一次,就對(duì)膛線進(jìn)行一次加工,直到達(dá)到所規(guī)定的膛線深度。
目前采用數(shù)控機(jī)床,使切削工具邊旋轉(zhuǎn)邊往前切削,從而切削出合格的膛線。膛線的加工 是整個(gè)身管制造中最重要的工序之一,不僅需要高品質(zhì)、高精度的特殊機(jī)器和工具,還要求作業(yè)者有高超的技能。隨著材料的強(qiáng)度越來越高,對(duì)這些條件的要求也越來越高
身管的自緊,即身管內(nèi)表面受到超出材料屈服強(qiáng)度的壓力,引起部分截面塑性變形,壓力解除后,變形不能恢復(fù)原狀。此時(shí)身管內(nèi)層有一個(gè)壓縮預(yù)應(yīng)力,而身管外層有一個(gè)拉伸預(yù)應(yīng)力。
由于自緊,內(nèi)層的壓縮預(yù)應(yīng)力可以阻止疲勞裂縫的擴(kuò)大,增大疲勞壽命。自緊處理中施加壓力的方法包括:水壓法、棒壓法、氣壓法。對(duì)于口徑較大的炮管一般使用水壓法。利用超高水壓機(jī),甚至可以制成耐一萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的超高壓身管。經(jīng)過自緊處理的身管,其內(nèi)外徑再受到機(jī)械加工時(shí),一部分應(yīng)力被消除,隨之產(chǎn)生膨脹、收縮。因此,在加工工序和加工方法上要下一番功夫
對(duì)于現(xiàn)代火炮內(nèi)膛的加工成型并不是加工過程的終結(jié),為了提高火炮的耐磨性和抗腐蝕性?;鹋谏砉軆?nèi)膛還要進(jìn)行鍍鉻工藝處理,這樣可以有增加身管的使用壽命。由于身管外將來還要加裝熱護(hù)套、炮口裝置,尾部要連接炮尾等,在機(jī)加工過程中要加工相應(yīng)的連接螺紋和排氣孔等。炮管的加工過程完成后,還要進(jìn)行印制編號(hào)和涂裝等工序。到此為止,一根身管就加工完成了(上圖為216廠的槍管改制生產(chǎn)線)
由此可見火炮身管制造有幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù):炮鋼材料選擇與冶煉、電渣重熔、深孔加工、身管自緊、內(nèi)膛表面處理,都不是一朝一夕能掌握的,所以我國(guó)能夠自行研制先進(jìn)火炮的身管,在世界上確實(shí)是數(shù)一數(shù)二的!