一种用于带圆角的圆锥形药柱压制模具设计 一种用于带圆角的圆锥形药柱压制檩具设计 孙家利王秋雨赵国伟尹文彬董海鹏 （北方华安工业集团有限公司） 摘 要：针对带圆角的圆锥形药柱采用常规模具方式不能实现药柱成型的难题，设计一种 带圆角的圆锥形药柱的压制模具 给出模具的整体设计，列出模具的结构图，指出模具的使用 方法及注意事项，进行压制药柱验证试验，论述其生产的经济效益和社会效益。结果表明：模 具设计方法实用，结构可靠，能保证药柱压制质量，具有推广性。 哭键词：带圆角的圆锥形药柱 模具 设计 弹药作为野战火炮的重要组成部分，承担着压 度均满足要求，解决了常规弹药应用压制类高能压 制敌方火力、杀伤有生力量、摧毁防御工事等重要 制炸药的难题，保证了药柱压制质量，降低了工艺 目标，成为地面战争的火力支柱。为使地面压制武 成本，确保科研、生产的顺利进行。 器弹药能适应未来战争的需要，必须赋予其新的活 力，确保弹药系统获得新生。 一 模具的设计原则 压制模具的设计是否合理，是关系到药柱质量 针对现代战争中战场目标的变化，从弹药的角度 与生产安全的重要因素。模具设计必须满足工艺要 而言，常规杀伤爆破弹必须具备对付地面硬目标和半 求，结构性能可靠，使用安全，操作方便，有利于 硬目标的能力。因此，发展一种具有特殊结构的杀爆 实现优质、高产、低耗，改善劳动条件。 弹——预制破片弹，借助引信空炸和地面炸的作用， 使其破片具有摧毁和打击各种轻型装甲目标的能力， 作战能力。当前为加强我国地面压制武器弹药的高效 毁伤能力，迫切需要提高炮弹的威力，采用压制高能 高； （１）药柱的参数，如药柱的尺寸、密度； （２）所用炸药的性质及有关参数，如炸药的 （３）要保证生产安全、操作方便和生产效率 （４）在保证药柱质量的前提下，要保证模具 具有重大的现实意义，进而在现代战争中获得更高的 松装密度、可塑性； 炸药进行装药是实现高效毁伤的重要措施。 术的不断发展，为我国地面常规压制武器弹药提高 毁伤威力提供了资源，但应用压制类高能炸药，需 近年来，随着第二代含能材料新型高能炸药技 容易加工制造，降低制造费用及使用维护费用。 二、模具的设计与结构 １．模具设计 要药柱与弹体内膛形状配合，这样就产生了带圆角 带圆角形的圆锥药柱结构特点是：该类药柱都 的圆锥形药柱，而这样的药柱采用常规模具是无法 属一端锥面带圆角形、另一端为平面，采用常规模 实现的问题。在认真分析药柱形状和模具设计要求 具的上冲端部形状与药柱锥面带圆角处配合方式， 基础上，笔者设计了一套压制模具，在单向油压机 上冲的端部较薄，极易变形，无法满足药柱压制；上成功解决了压制药柱难题，压制药柱的尺寸和密 采用常规模具的下冲端部形状与药柱锥面带圆角配 ２８ ２０１６年５月 国防技术基础 第３期 合方式，下冲的端部较薄， 极易变形，且无法实现 套，形成组合模具。 药柱退出模套。 压制药柱时，将组合模具推人压机平台定位， 为此，设计的模具必须满足以下要求：利用模 按工艺要求进行压制，压制后将组合模具放入退模 具压制药柱时，下冲端部形状与药柱锥面带圆角配 套上，用压机将含药柱的下冲退出，然后将下冲分 合端部加厚，以增加强度，保证不变形；药柱退出 开，取出药柱，完成压制药柱全过程。 模套可行、方便。 ２．模具结构 在模具使用过程中，需定期检查下冲与模套配 合间隙，如果发现超差，必须更改模具，以保证压 制时产生炸药从间隙挤出，摩擦产生热点的安全隐 患。 根据半球形或圆锥带圆角形药柱结构特点，笔 制药柱尺寸和密度；同时避免因间隙超差，造成压 者设计了一套专用模具，其结构简图见图ｌ。 四 压制药柱验证试验 首先采用模拟药进行压制试验，经反复调整压 制模拟药柱的压力和定位高度等工艺参数，并经调 整模拟药的配比及药量，最终压制的模拟药柱的高 度尺寸满足要求。药柱简图见图２。 １．上冲；２．模套； ３．两瓣形下冲；４．定位销；５．药柱 图１模具结构图 该模具主要由上冲、模套、两瓣形下冲和定位 销组成。考虑到药柱锥面带圆角配合端部厚度问题， 将下冲内腔设计成与药柱配合尺寸，并加了宽配合 图２药柱简图 端部厚度。为方便药柱退出，将下冲设计成两体对 压制的高能炸药是我国第二代含能材料，该炸 称结构，用定位销固定成一体的圆柱形，并将内腔 药具有装药密度高、威力大和安定性好的特点。与 直径尺寸与模套内腔尺寸及上冲外径尺寸设计为同 弹体的特制钢质材料及预制破片重金属材料相匹 一尺寸，确保压制药柱的端面尺寸一致。同时，为 配，可以满足弹体力学性能要求和穿甲威力指标要 根据模拟炸药压制情况，采用高能炸药和模拟 药压制的工艺参数进行压制，压制药柱密度和高度 保证药柱直径尺寸，加严下冲外圆尺寸与模套内腔 求。直径尺寸的配合间隙值，保证药柱压制时药柱外径 尺寸的一致性。 为加强压制药柱的抗压强度，将模套壁厚加大， 尺寸均未满足要求，经调整压制压力和定位高度参 同时还对下冲与模套间隙超差后，可采取加工模套 数，压制药柱的密度和高度尺寸符合要求。具体压 内径方式配套加工新下冲方式增加模套使用寿命。 制药柱工艺参数和药柱密度及尺寸见表ｌ。 五 结束语 采用半球形或圆锥带圆角形药柱压制模具压制 三、模具的使用方法及注意事项 首先将两瓣形下冲用定位销组合，形成圆柱形， 然后将模套套入下冲，放人炸药后，将上冲装入模 药柱，压制药柱效率与常规模具基本药柱相同，可 ２９ 两种防弹驾驶窗设计结构分析 两种防弹驾驶窗设计结构分析 盛陈 蒋黎明 （重庆大江工业有限责任公司） 摘 娶：由防弹玻璃和框体组成的防弹驾驶窗是装甲车辆车体的重要组成部分。本文对分 体式和整体式两种装甲车辆的防弹驾驶窗从结构特点、工艺性、维修性和经济性方面进行了分 析比较，并提出了尽可能采用整体式防弹驾驶窗的建议。 芙蜓饲：防弹驾驶窗 分体式 整体式 在装甲车辆上，为达到与装甲钢板同等的抗弹 目前，国内外装甲车辆的防弹驾驶窗主要有分体式 性能，驾驶窗玻璃通常采用透明防弹玻璃。由于防 和整体式两种，这两种结构各有特点。 弹玻璃较厚、硬度高、脆性大，在安装过程中经常 会发生因制造误差使玻璃受力不均，进而造成玻璃 １．两种防弹驾驶窗设计结构的比较 （１）分体式防弹驾驶窗 分体式防弹驾驶窗总成由框体、防弹玻璃、减 框体单件机加后焊接在车体上，防弹玻璃通过 裂纹、气泡等质量问题；在使用过程中，防弹玻璃 被非武器损伤的情况也时有发生。因此，更换防弹 震橡胶套、压板和螺栓组成，其结构示意图见图１。 玻璃在装甲车辆上是不可避免的事情。为便于更换， 工艺的可操作性、密封的可靠性和维修的方便性。 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●在防弹驾驶窗结构设计时，设计人员就必须兼顾其 压板、螺栓与框体连在一起。分体式防弹驾驶窗总 成的装配工艺流程为： ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●表１压制药柱工艺参数和药柱密度及尺寸 药柱 压制药柱压力 药柱密度 药柱高度 序号 ｌ ２ ３ ４ 具备的半球形或圆锥带圆角形药柱；同时增加了模 套的使用寿命，质量一致性好，满足批量生产，为 后续科研和生产起到了保障作用。 结果 （ＭＰａ） ｌ４ ｌ４ １５ ｌ５ （ｇ／ｃｍ ） （ｍｍ） １．８０ １０５．６ 密度和高度 １．８０７ １．８ｌ １．８１ １０５．４ 不合格 １０５．０ 密度和高度 ｌ０５．０ 参考文献： …１薛启祥．冲压模具设计难点与窍门［Ｍ】．北京：机械 工业出版社．２ ００３． ５ ｌ５ １．８１ ｌ０５．０ 合格 使模套的使用寿命提高１倍；但它具备常规模具不 【３】牛嵩高．小型固体火箭发动机点火药盒模具设计…． 具备的药柱压制功能，为常规弹药应用压制类高能 炸药提供了保障，推广性强，具有广泛的经济效益 和社会效益。 兵工学报（弹箭分册），１９８９（２）：８０－８１． 半球形或圆锥带圆角形药柱压制模具，结构简 （本文作者通讯地址：黑龙江省齐齐哈尔市碾子山 单，压制药柱方便，实用性强，可压制常规模具不 区１２７信箱技术部，邮编：１６１０４６） ３０