RU2037128C1

RU2037128C1 - Process of manufacture of blades of sports cold steels

Info

Publication number: RU2037128C1
Application number: SU5054562/08A
Authority: RU
Inventors: нц Геннадий Арутюнович Агась; Геннадий Арутюнович Агасьянц; Дмитрий Леонидович Зубер
Original assignee: Геннадий Арутюнович Агасьянц; Дмитрий Леонидович Зубер
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: cold steels. SUBSTANCE: bar billet is subjected to advance heat treatment followed by off-center grinding and by subsequent cold rolling for two passes with intermediate heat treatment to obtain finished sizes. Then mechanical working of its ends is conducted as well as cutting of longitudinal groove in one of faces, thermal treatment, clarification surface and final straightening and subsequent annealing. EFFECT: improved production process.

Description

Изобретение относится к изготовлению спортивного оружия, а именно: клинков электрорапир, сабель, шпаг и т.д. The invention relates to the manufacture of sports weapons, namely: blades electro rapier, sabers, swords, etc.

Известен способ изготовления клинков электрорапиры на Луганском машиностроительном заводе. Согласно этому способу прутковую заготовку подвергают обжатию путем нагрева и ручной ковки за несколько переходов, в результате чего получается четырехгранный конусный профиль. После этого производят механическую дообработку концов заготовки, прорезку паза по одной из граней и упрочняющую термическую обработку. Затем осуществляют ручное или механизированное шлифование клинка по граням с большим припуском. Для повышения эксплуатационной стойкости клинков за счет повышения чистоты поверхности производят последующее полирование их граней. Завершается изготовление клинков электрорапир окончательной правкой с последующим отпуском для снятия напряжений. Аналогичные способы изготовления клинков известны во Франции и Италии. A known method of manufacturing blades of electric rapier at the Lugansk Engineering Plant. According to this method, the bar stock is crimped by heating and hand-forged in several transitions, resulting in a tetrahedral conical profile. After that, mechanical retreatment of the ends of the workpiece, slot groove along one of the faces and hardening heat treatment are performed. Then carry out manual or mechanized grinding of the blade along the edges with a large allowance. To increase the operational stability of the blades by increasing the surface cleanliness, subsequent polishing of their faces is carried out. The manufacture of blades for electric rafters is being finalized with a final edit, followed by tempering to relieve stress. Similar methods for making blades are known in France and Italy.

Горячая ручная ковка не позволяет получать точного четырехгранного конусного профиля клинка. Следствием этого является необходимость больших припусков на операцию шлифования. В свою очередь, выполнение операции шлифования по граням с большими припусками после термической обработки приводит к появлению прижогов на углеродистых пружинных сталях, что снижает качество изделий и повышает трудоемкость обработки. Наличие операции полирования граней еще более повышает трудоемкость обработки. Hot hand forging does not allow to obtain an accurate tetrahedral conical profile of the blade. The consequence of this is the need for large allowances for the grinding operation. In turn, the operation of grinding along faces with large allowances after heat treatment leads to the appearance of burns on carbon spring steels, which reduces the quality of products and increases the complexity of processing. The presence of the operation of polishing faces further increases the complexity of processing.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, т.е. прототипом, является способ изготовления клинков электрорапиры, согласно которому прутковую заготовку определенных размеров очищают от окалины. Далее путем чередования операций нагрева до 860^о и ковки за 8 переходов обжимают заготовку и получают ее четырехгранный конусный профиль (допуск по граням 0,05 мм). После этого проводят шлифование заготовки по граням в два приема предварительное и окончательное (чистота обработки 1,25, допуск по граням 0,03 мм). Затем осуществляют механическую дообработку концов заготовки, ее термообработку, прорезку паза на одной из граней и окончательную правку с последующим отпуском. Изменение выполнения операций шлифования и термообработки во времени согласно известному способу позволило устранить появление шлифовочных прижогов, имеющих место при использовании способа изготовления клинков электрорапиры на Луганском машиностроительном заводе.Closest in technical essence to the proposed, i.e. the prototype is a method of manufacturing electric razor blades, according to which a bar stock of certain sizes is cleaned of scale. Further, by alternating heating operations to 860 for ^about 8 and forging preform is crimped transitions give it a tapered four-sided profile (tolerance 0.05 mm at edges). After that, the workpiece is grinded along the faces in two stages preliminary and final (processing purity 1.25, margin tolerance 0.03 mm). Then carry out the mechanical retreatment of the ends of the workpiece, its heat treatment, cutting a groove on one of the faces and final dressing with subsequent tempering. Changing the execution of grinding and heat treatment operations in time according to the known method made it possible to eliminate the appearance of grinding burns that occur when using the method of manufacturing electric rapier blades at the Lugansk Engineering Plant.

Однако, точная ковка требует повышенной трудоемкости. Кроме того, так как клинок рапиры представляет собой сложный конусный профиль с участками неравномерного подъема конуса и криволинейными участками по длине четырехгранного сечения, шлифование граней является технически сложной и трудоемкой операцией, которую проводят в два приема предварительное и окончательное. К тому же шлифование не обеспечивает необходимой чистоты поверхности и требует дополнительной операции полирования граней, обеспечивающей получение чистоты поверхности

.However, precision forging requires increased complexity. In addition, since the rapier blade is a complex conical profile with sections of uneven rise of the cone and curved sections along the length of the tetrahedral section, grinding the faces is a technically difficult and time-consuming operation, which is carried out in two stages, preliminary and final. In addition, grinding does not provide the necessary surface cleanliness and requires an additional face polishing operation, which ensures surface cleanliness

.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение качества изготавливаемых изделий, уменьшение трудоемкости обработки и расхода материала. The present invention is aimed at improving the quality of manufactured products, reducing the complexity of processing and material consumption.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления клинков спортивного оружия, включающем обжатие прутковой заготовки, шлифование, механическую дообработку ее концов, термообработку клинка, прорезку паза, окончательную правку с последующим отпуском, согласно предлагаемому изобретению перед обжатием, сначала производят подготовку исходной структуры материала заготовки под него, затем осуществляют бесцентровое шлифование, а после термообработки клинка осветляют поверхность его граней. This goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing blades of sports weapons, including crimping the bar stock, grinding, mechanical processing of its ends, heat treatment of the blade, grooving, final dressing, followed by tempering, according to the invention, before the crimping, the initial structure of the workpiece material is first prepared under it, then centerless grinding is carried out, and after heat treatment of the blade, the surface of its faces is clarified.

Другим отличием предлагаемого способа является то, что подготовку структуры материала заготовки производят предварительной термической обработкой. Another difference of the proposed method is that the preparation of the structure of the material of the workpiece is carried out by preliminary heat treatment.

Еще одно отличие заключается в том, что обжатие осуществляют холодной прокаткой до получения чистовых размеров. Another difference is that the compression is carried out by cold rolling to obtain the final dimensions.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ изготовления клинков спортивного оружия отличается иным порядком выполнения действий, составляющих способ во времени, иными условиями выполнения действий. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the proposed method for the manufacture of sports weapon blades is characterized by a different procedure for performing actions that make up the method in time, and other conditions for performing actions. Thus, the proposed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty."

Осуществление операции шлифования до термической обработки, т.е. осуществление шлифования заготовки в "сыром" состоянии, позволит исключить шлифовочные прижоги. Кроме того, проведение шлифования заготовок до ее обжатия, т.е. шлифование круглой заготовки меньшей длины, чем изделие, позволяет заменить его на более производительный процесс бесцентрового шлифования и значительно уменьшить трудоемкость шлифовочной операции. Проведение обжатия заготовки холодной прокаткой обеспечит получение точных стабильных размеров конусного профиля четырехгранного сечения с поверхностью, чистота которой на два-три класса выше, чем после их шлифования. Это позволяет заменить доводочную операцию полирование, проводимую после термической обработки, на менее трудоемкую осветление. Таким образом, указанные отличительные признаки обеспечивают повышение качества выпускаемых изделий, уменьшение трудоемкости обработки и расхода материала. The implementation of the grinding operation before heat treatment, i.e. the implementation of grinding the workpiece in the "wet" state, will eliminate grinding burns. In addition, the grinding of the workpieces before it is crimped, i.e. grinding a round workpiece of shorter length than the product allows you to replace it with a more productive process of centerless grinding and significantly reduce the complexity of the grinding operation. Compression of the workpiece by cold rolling will provide accurate, stable dimensions of the conical profile of a tetrahedral section with a surface whose purity is two to three classes higher than after grinding. This allows you to replace the finishing operation polishing carried out after heat treatment, a less time-consuming clarification. Thus, these distinguishing features provide an increase in the quality of products, reducing the complexity of processing and material consumption.

При изучении уровня техники, известного в данной области, признаки, отличающие предлагаемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают предлагаемому техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень". When studying the level of technology known in this field, the features that distinguish the invention from the prototype were not identified and therefore they provide the proposed technical solution according to the criterion of "inventive step".

Конкретное осуществление способа рассмотрим на примере изготовления клинка электрорапиры. От исходной заготовки отрезают пруток весом 220 г, длиной 330 мм и диаметром 10,5 мм, который подвергают предварительной термической обработке, нагревая до 780^оС, выдерживая при этой температуре в течение 1 ч с последующим охлаждением в печи. После этого с прутка снимают окалину дробеструйной обработкой. Очищенную прутковую заготовку шлифуют на бесцентрово-шлифовальном станке на ⌀ 10,2 мм, при этом точность шлифования составляет 0,02 мм, чистота обработки

. Затем осуществляют холодную прокатку клинка за два перехода с промежуточной термической обработкой: предварительная прокатка со степенью деформации ε= 50-70% промежуточная термическая обработка при температуре 650-680^оС, выдержка 1 ч, охлаждение на воздухе; окончательная прокатка со степенью деформации 60-40% В результате этой операции получают клинок электрорапиры, допуск по граням которого составляет 0,03 мм, чистота поверхности

. После прокатки изделие подрезают в окончательный размер по длине, делают проточки под резьбу и на обоих концах клинка нарезают резьбу соответственно М3,5 и М6. На одной из граней клинка прорезают паз 0,8 х 0,8 мм для провода электрической сигнализации. Полученный клинок с пазом подвергают термической обработке: нагрев до температуры 870^оС, выдержка 0,5 ч, охлаждение в масле, отпуск при температуре 220-240^оС, выдержка 1 ч, охлаждение на воздухе. После термообработки клинка осветляют поверхности его граней любым из известных способов: травлением в слабом растворе кислоты, обдувкой микрошариками, обработкой щетками. Чистота поверхности граней клинка

. Клинок выправляют вручную и для снятия напряжений выдерживают при температуре 180-200^оС в течение 1 ч.The specific implementation of the method will be considered on the example of the manufacture of an electric rapier blade. From the initial billet is cut rods weighing 220 g, 330 mm long and 10.5 mm in diameter, which is subjected to a preliminary heat treatment by heating to 780 ^C, soaking at this temperature for 1 hour followed by cooling in the furnace. After that, the scale is removed from the bar by shot blasting. The cleaned bar stock is ground on a centerless grinding machine at ⌀ 10.2 mm, while the grinding accuracy is 0.02 mm, the processing is clean

. Then, cold rolling the blade in two hops from the intermediate heat treatment: preliminary rolling with a degree of deformation ε = 50-70% intermediate heat treatment at a temperature of ^about 650-680 C, holding 1 hour, air cooling; final rolling with a degree of deformation of 60-40% As a result of this operation, an electric rapier blade is obtained, the margin of which is 0.03 mm along the edges, the surface is clean

. After rolling, the product is cut to the final size in length, grooves are made for the thread, and threads M3.5 and M6, respectively, are cut at both ends of the blade. On one of the faces of the blade, a groove of 0.8 x 0.8 mm is cut for the electrical alarm wire. The resulting blade with a groove is subjected to thermal treatment: heating to a temperature of ^about 870 C, holding for 0.5 hours, cooled in oil, tempering at a temperature of ^about 220-240 C, holding 1 hour, air cooling. After heat treatment of the blade, the surfaces of its faces are clarified by any of the known methods: etching in a weak acid solution, blowing with microspheres, and brushing. The surface cleanliness of the edges of the blade

. Blade manually straighten and stress relieving temperature is kept at 180-200 ^C for 1 h.

В процессе прокатки происходит проработка, изменение структуры поверхностного слоя клинка, который сохраняется и не снимается последующим шлифованием как в примере- аналоге, что обеспечивает повышение эксплуатационной долговечности клинков. In the process of rolling, there is a study, a change in the structure of the surface layer of the blade, which is preserved and not removed by subsequent grinding as in the analogue example, which ensures an increase in the operational life of the blades.

Трудоемкость изготовления клинка электрорапиры предлагаемым способом составляет: Предварительная термическая обработка 0,1 ч Бесцентровое шлифование 0,003 ч Холодная прокатка за два перехода с промежуточной термической обработкой 0,2 ч Осветление граней 0,05 ч
И т о г о: 0,353 ч
Трудоемкость аналогичных операций при изготовлении клинка электрорапиры способом-прототипом составляет: Нагрев и ковка за 8 пере- ходов 0,5 ч Шлифовка по граням за 2 перехода 0,2 ч Полировка граней 0,1 ч
И т о г о: 0,8 ч
Таким образом, трудоемкость изготовления одного клинка электрорапиры предлагаемым способом уменьшится по сравнению с прототипом на 0,45 ч при обеспечении той же точности и чистоты обработки. Вес одной заготовки при изготовлении предлагаемым способом (220 г) уменьшится по сравнению с прототипом (240 г) на 20 г. Кроме того, процесс холодного формообразования экологически более чистый по сравнению с горячей ковкой.The complexity of manufacturing a blade of an electric rapier by the proposed method is: Preliminary heat treatment 0.1 h Centerless grinding 0.003 h Cold rolling in two transitions with intermediate heat treatment 0.2 h Lightening faces 0.05 h
And so on: 0.353 h
The complexity of similar operations in the manufacture of an electric rapier blade by the prototype method is: Heating and forging in 8 transitions 0.5 hours Grinding on faces for 2 transitions 0.2 hours Polishing of faces 0.1 hours
And t about g about: 0.8 h
Thus, the complexity of manufacturing one blade of the electric rapier of the proposed method will be reduced in comparison with the prototype by 0.45 hours while ensuring the same accuracy and purity of processing. The weight of one workpiece in the manufacture of the proposed method (220 g) will be reduced in comparison with the prototype (240 g) by 20 g. In addition, the cold forming process is more environmentally friendly compared to hot forging.

Claims

METHOD FOR MANUFACTURING BLADES OF SPORTS WEAPONS, in which the bar stock is deformed, ground, machined the ends of the workpiece, heat treated, slotted longitudinal groove and final straightened, followed by tempering, characterized in that the wire is pre-heat treated to prepare the initial structure of the workpiece material for deformation then its centerless grinding is carried out, deformation is carried out by multiple cold rolling with intermediate heat treatment minutes until a finishing size, and after the heat treatment produces clean workpiece surface.