緩沖機(jī)是迫擊炮炮身與炮架連接專用彈性機(jī)構(gòu),緩沖簧是緩沖機(jī)中的重要關(guān)鍵零件。其作用是火炮后座和復(fù)進(jìn)時起緩沖作用,防止炮架發(fā)生剛性沖擊,同時使射擊精度精準(zhǔn)度高。緩沖簧縮短量是該工件的主要技術(shù)指標(biāo),技術(shù)要求規(guī)定,100mm 追擊炮射擊后緩沖簧縮短量不得超過射前自由高度的4%。生產(chǎn)緩沖簧實(shí)彈發(fā)現(xiàn)兩件縮短量超過4%,產(chǎn)品不合格。為此,對零件進(jìn)行了全面檢驗(yàn)分析,并提出了改進(jìn)迫擊炮緩沖簧的中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理工藝措施。
從緩沖簧結(jié)構(gòu)和工作圖中分析,結(jié)構(gòu)尺寸上調(diào)整余地不大;緩沖簧材料為60Si2MnA 鋼,在進(jìn)行中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理之前,推薦使用溫度為-40-250℃,迫擊炮在實(shí)彈射擊(試驗(yàn))時,溫升達(dá)250℃左右,可見60S12MnA鋼作緩沖簧耐溫性能已到極限,只能勉強(qiáng)滿足技術(shù)要求。通過強(qiáng)度校核發(fā)現(xiàn),該緩沖簧60Si2MnA鋼的許用應(yīng)力為628MPa,小于設(shè)計許用應(yīng)力693MPa,因而設(shè)計材料強(qiáng)度不合格,應(yīng)選用更高的材料。另外,該彈簧工作中溫度已達(dá)250℃,屬于高溫負(fù)荷,同時承受高速沖擊負(fù)荷,應(yīng)采用高溫彈簧制作工藝和規(guī)范。從以上分析可知,該緩沖簧螺旋角較大,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差(結(jié)構(gòu)設(shè)計因素),許用應(yīng)力不足(強(qiáng)度因素)和未采用高溫彈簧制作工藝(材料、熱處理因素)是緩沖簧射擊試驗(yàn)后縮短量超差的主要原因。
根據(jù)上述分析,為提高緩沖簧緩沖抗高溫形變性能,采用加溫加載時效和中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理工藝方法,進(jìn)行改進(jìn)工藝對比試驗(yàn)。高溫時效和熱壓結(jié)果可以看出,采用改進(jìn)緩沖簧65Si2MnWA鋼,其彈簧變形量明顯小于原60S12MnA鋼;同樣65Si2MnWA鋼工件,彈簧變形量相差不大時,第3組熱壓彈簧負(fù)荷損失少一半左右;達(dá)到相同穩(wěn)定尺寸時,熱壓緩沖簧接近實(shí)戰(zhàn)情況和要求,且第3組熱壓及中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理工藝簡便易行。采用第3組試驗(yàn)改進(jìn)工藝生產(chǎn)緩沖簧零件,產(chǎn)品試射后彈簧簧力測試合格,其他技術(shù)指標(biāo)均滿足技術(shù)要求。批量生產(chǎn)緩沖簧(改進(jìn)工藝)后的測試結(jié)果,測試指標(biāo)優(yōu)秀,生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。
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