Отечественные автоматы (записки испытателя-оружейника)

Новая механическая технология нарезания каналов стволов в условиях военного времени оказалась просто находкой для оружейного производства. И не только для Ижевского завода.

«Что бы мы делали в войну, когда Ижевскому заводу поставили задачу выпускать двенадцать тысяч винтовок в сутки, сколько бы тогда станков потребовалось?» — отмечает в своей книге («Накануне и в дни испытаний») инициатор и один из авторов разработки технологии дорнирования, исследователь лаборатории резания металлов, главный инженер, директор завода, а в годы войны и зам. Наркома вооружения — Владимир Николаевич Новиков.

С этого времени дорнирование стало основной технологией для стволов калибра 7,62 мм на ижевском оружейном производстве. Получение нарезного профиля канала ствола методом дорнирования гладкого отверстия в годы войны получило широкое распространение и на других оружейных заводах, как самая производительная и наиболее экономичная технология по сравнению с другими, известными в то время способами получения нарезов. В том числе и методом протягивания через гладкое канальное отверстие специальной режущей протяжки.

Однако метод дорнирования имел свои предельные технологические возможности. С увеличением диаметра канала и веса заготовки значительно усложнялись все вспомогательные операции, сопровождающие дорнирование, с резким возрастанием усилия проталкивания инструмента.

По опыту того же завода им. Киркиж стволы калибра 30 мм в середине 50-х годов изготовлять дорнированием было невозможно (арх. 454-55).

Требовалась разработка специального прессового оборудования большой мощности. Наряду с этим с увеличением калибра ствола расширялись возможности применения специальных нарезательных инструментальных головок повышенной производительности (типа Уайт, Рейнметал, Борзинг и др.), но этот завод пошел по пути освоения электрогидравлического метода получения нарезов, возможность применения которого тогда изучалась и на Ижевском заводе.

По экономической эффективности с дорнированием как технологическим методом получения нарезов в 40-х годах могла соревноваться только режущая протяжка.

Возникнув на рубеже XIX и XX веков, протяжные станки примерно с 1905 года стали известны по применению при изготовлении шпоночных и шли-цевых отверстий, а затем и в других областях обработки металла резанием.

В конце 40-х годов исследовалась возможность применения протяжек для нарезания стволов калибра 12,7 мм на шестипозиционном протяжном полуавтоматическом станке «Лапойнт» (арх. 673-48) в порядке изучения перспективы автоматизации всего технологического процесса обработки ствола с созданием непрерывной технологической цепочки. Результаты исследований были положительные.

Однако метод протягивания, несмотря на высокую точность процесса и хорошее качество канальной поверхности, не получил распространения в отечественном оружейном производстве ввиду сложности и дороговизны инструмента (протяжек), а в применении к стволам калибра 7,62 мм и в связи с другими технологическими трудностями, обусловленными малым диаметром обрабатываемого отверстия (арх. 271-46).

Технология нарезания стволов методом дорнирования, ставшая уже традиционной для нормального калибра, оказалась наиболее приемлемой и для системы АК, вступившей в сферу массового производства в конце 40-х годов. Она сохранилась и при переходе АК-47 в начале 60-х годов в новую модификацию — АКМ.

Эта технология по своей относительной простоте и высокой производительности долгое время вполне устраивала оружейное производство. До тех пор пока не назрела постановка вопроса о максимальном повышении уровня его автоматизации. На заводах, применявших эту технологию, проводились исследования по улучшению чистоты канальной поверхности стволов и устранению причин образования дефектов, свойственных процессу дорнирования: «серость», «сыпь», «волнистость», «переломы полей и нарезов», «пересечки» и т. п. (арх. 2356-53, стр. 165).

Обычно после дорнирования канал ствола не нуждается в полировке поверхности, так как получаемая при этом его чистота достаточно высокая. Но операция его полирования свинцовыми шустами с использованием наждачной пыли определенной зернистости применялась не для улучшения чистоты, а для выравнивания диаметральных размеров канала после наружной обточки ствола, порождая одновременно такие дефекты, как «сыпь» и «непросвинцовка».

Чистота поверхности ухудшалась также наличием следов обработки канала гладкой строжкой шпалером перед операцией дорнирования. Образовывались местные надрывы металла на канальной поверхности. Наличием указанных и других свойственных технологий дорнирования недостатков создавались трудности по дальнейшему развитию оружейного производства в направлении автоматизации технологических процессов. Необходимость создания новой, более совершенной ствольной технологии ощущалась уже в 50-х годах.

Электрогидравлическая обработка каналов стволов (ЭГО и ЭГН)

Автоматизация ствольного производства требовала снижения веса заготовки и сокращения операций по механической обработке детали с исключением свойственных дорнированию напряжений в металле, и что не менее важно, исключения необходимости многочисленных исправлений кривизны ствола ручными правками, обусловленной, в первую очередь, деформацией металла заготовки в процессе проталкивания дорна. В этом отношении преимущество перед дорнированием имел новый метод получения нарезов, разработанный в технологическом институте Ф.А. Куприянова (арх. 296-51). Инженеры-технологи этого института Н.Н. Гусев и В.Н. Гусев в 1948 году предложили оружейному производству способ получения нарезов в стволах путем электрогидравлической обработки металла (ЭГО).

Вместо обычных приемов обработки металла резанием или деформации продавливанием пуансона (дорна), предложен процесс направленного анодного растворения металла при высоких скоростях протока электролита с образованием профиля нарезов в канальном отверстии ствола.

Этот способ позволял также производить обработку гладкого отверстия ствола с равномерным съемом металла по всей поверхности в порядке подготовки отверстия к электрогидравлическому нарезанию (ЭГН) или дорнированию. Наименование электрогидравлического он получил ввиду существенного значения в этом процессе скорости протока электролита.

Первыми исследованиями ЭГН на Ижевском заводе (арх. 251-51; 1077-53), проведенными в 50-х годах И.А. Самойловым, выявлена технологическая сложность практического внедрения этого процесса в массовое производство стволов системы АК. Трудности возникли в обеспечении необходимой точности канальных размеров и качества обрабатываемой поверхности.

Сложным в изготовлении был инструмент-катод с высокими требованиями по точности размеров и чистоте поверхности, от которой зависела и чистота обрабатываемого отверстия.

Наибольшие трудности возникли при попытках применения подвижного катода, являвшегося по сравнению с неподвижным более удобным инструментом при разработке автоматизированной технологии, в связи с особой сложностью инструмента, оборудования и технологии в целом. Малый диаметр обрабатываемого отверстия создавал трудности в обеспечении надежного центрирования катода, обеспечении стабильной скорости протока электролита, а также постоянства электропроводности электролита и плотности тока.

Трудным было получение одинаковой глубины нарезов по длине ствола, в связи с чем потребовалась разработка стабилизатора тока для обеспечения стабильной его плотности (арх. 2623-57, стр. 7).