弹药制造工艺的特点分析

由于炮弹和火箭弹的生产类型属于大量生产，因而在生产的工艺过程中应当广泛使用特种专用机床，以及各种自动、半自动和多刀机床，机械化传送装置，以及成品与半成品检验的过程自动化等。

（1）弹药制造的自动化

值得重点提出的是弹箭制造工艺有着广泛采用现代化的生产自动化技术的可能性，包括：

①数控机床。数控机床的主要形式是计算机数控，即用一台电子计算机实现数字控制。微型计算机的发展使控制系统的体积变小、质量减轻、可靠性提高，特别是直接数字控制（亦称群控），即用一台计算机同时控制几台数控机床，这就更适合于炮弹的制造。

②加工中心。这是一种自动换刀数控机床，可以在一次装夹中，对工件的几个面一次加工完毕。一台加工中心相当于一条组合机床自动线。对于加工火箭弹零件，如多喷孔喷管就非常适用。

③自适应控制。这是根据切削过程中的一些参数变化（如对切削力、扭矩、温升、功率消耗变化等）进行测量，并根据测量结果对加工过程进行干预，使其保持在最佳切削状态下工作，从而提高加工质量、效率，以及延长机床及刀具寿命等。

④机器人。机器人除可应用于铸造、锻造、热处理、焊接和喷漆等工作条件不好的工作外，还特别适用于对人体健康有害的以及有危险性的生产过程中。在弹药生产中，这种加工过程是相当多的，如装填炸药等。此外，还可以用机器人进行繁重的体力劳动，如工序间的运送工作、自动检验及全弹的自动装配等。

⑤柔性加工系统。组合机床和专用机床组成的自动线适合于炮弹的大量生产，但不适合产品的更新换代。为此，在弹箭制造中，近年来又出现了柔性加工系统。这种系统由数控机床、加工中心、自动刀具变换装置、检测装置、计算机控制装置和软件库等组成。柔性加工系统可使操作人员减少到原生产线的1/5，生产成本降低50%。

柔性加工系统对兵器工业具有更为特殊的意义。这是因为武器的竞争激烈，更新换代迅速，使用柔性加工系统后可以很快改变生产的产品，不必像专用生产线那样平时闲置不用。所以，对军民结合、平战结合也具有特殊的意义。

（2）弹药制造的工艺

①弹体毛坯制造。弹体毛坯制造是弹体制造过程中的一道工序。弹体毛坯的制造方法主要有铸造法、热冲压法、冷挤法以及管缩和旋压成型法。

铸造法适用于制造杀伤、爆破的迫击炮弹弹体，用材有钢性铸铁、稀土球墨铸铁。铸造弹体不允许有白口、气孔、缩孔、疏松等疵病。其材质的化学成分、机械力学性能、弹体外形尺寸、质量偏心、药室形状等应符合毛坯图与技术要求。

热冲压法适用于中、大口径后膛弹弹体，材料一般为D60，58SiMn，60Si2Mn等炮弹钢。用水压机热冲压毛坯，其材料利用率一般为60%左右。这就是说，要有40%左右的钢材要切削成屑。用精密热冲压方法制造毛坯，材料利用率一般为75%～80%，有了比较大的改善。弹体头部需经收口成型。热压所需设备吨位比冷挤法小，压型、冲孔、拔伸一次加热完成，生产效率高，适合大量生产。缺点是材料利用率低、劳动条件较差。

冷挤法最适用于中、小口径弹体毛坯的制造，材料一般为低碳钢，如S15A，S20A等。冷挤法能保证弹体尺寸精度、表面粗糙度、高的强度和刚度。与热冲压法相比，材料利用率高，但需要大吨位的压机和高强度、高精度和耐磨的冲模具相匹配，毛坯制造过程中又需多次退火、酸洗、磷化等技术措施，限制了其在大、中口径弹体制造上的应用。冷挤弹体毛坯简化了后续机加工等生产工序，具有较高的生产效率。(www.xing528.com)

管缩和旋压成型法用于壁厚不大的战斗部毛坯，具有较高的生产效率，目前在用强力旋压技术生产薄壁零件上已取得了一定的进展。

②弹体和火箭战斗部收口。弹体和火箭战斗部收口是用压力机和收口模将粗加工后的弹体（或火箭战斗部壳体）毛坯缩径成所要求弹体或火箭战斗部头部的成型方法。按变形区的加热温度可分为热收口、冷收口和温收口。

热收口工艺简单，收口时，金属流动性好，变形力小，但氧化皮多，内腔尺寸和形状不易控制，一致性差，适用于变形大的厚壁弹体收口工艺。

冷收口生产效率高，尺寸精度和表面粗糙度好，但变形力大，对模具的精度和强度要求高，模具使用寿命低，收口前一般都需要热处理和表面润滑处理等准备工序。

温收口具有热收口和冷收口的优点，已用于大型薄壁弹体的收口。收口的操作有口朝下和口朝上两种方式。薄壁弹体收口也可用旋压成型的工艺方法。

旋压收口常用于碎甲弹弹头部收口成型，或作为变形量较大的薄壁火箭战斗部的收口工艺。旋压收口时，将筒形弹体半成品装卡在专用的旋压收口机上，头部加热至规定温度。弹体强力旋转时，装在旋压收口机旋臂端的硬质合金摩擦板与弹体外表面加热部分接触，旋臂绕中心轴旋转，旋转半径为弹头弧形半径。弹体靠摩擦板的挤压变形，逐步形成圆弧形头部。加热弹体过程中要严防局部温度过高而产生过烧或脱碳，或温度过低而发生折裂。此法的优点是弹体头部与圆柱部的同轴性好、生产效率较高、成本低等。

（3）弹药加工中的自动检测

炮弹的战术性能是取得战争胜利的保证，弹药质量的好坏直接关系着军队的战斗力，任何质量不好的炮弹都会给部队带来严重后果，这就要求产品的质量必须合格。炮弹质量的最终检测是射击试验，由于不可能把生产出来的炮弹都进行这样的试验，因而，试验上的局部性决定了必须在生产过程中按照工序逐项进行严格检测。不难想象，这种检测的工作量是非常大的，因而有必要使用自动检测技术。

对于检测工作，不仅要测量工件的几何参数，确定工件是否合格，而且要将测量结果作为一种信息，反馈到加工系统，对加工过程进行评价及控制。过去，仅采用生产过程前后的检测，即在加工前检测毛坯，防止加工不合格的毛坯和在加工结束后检测成品。现在，更重要的是加工过程的检测，利用检测到的信号进行反馈控制，以防止废品的发生。由于炮弹的生产要求做100%的检测，而且是大量生产，所以需要大量的检测工人。自动检测可以提高检测效率，提高检测的可靠性，还可减少检测工人的数量。在自动检测中，广泛使用了专用的自动检测机，它们适用于特定产品的自动检测系统，最初应用于小口径炮弹的检测，以后必将向中、大口径的炮弹推广。

激光扫描自动检测系统是一种用于生产现场的高精度检测系统。其扫描速度很高（90～220 m/s），并将多次的扫描结果平均化，可以大大提高测量精度。由于它是在非接触状态下进行测量，因而可以对热状态的工件进行检测，如用于热冲压毛坯的尺寸检测等。

炮弹表面缺陷的检测，如裂纹、沙眼、气孔、划痕、夹杂等现象，以往一直以人工用肉眼检测，近来已采用各种传感器代替人的视觉进行检测。

无损检测主要是用超声波的方法检测炮弹装药的质量，这对及时发现影响发射安全的疵病，如炸药中的疏松、缩孔、气泡等，并加以剔除，有着极其重要的意义。