Сверление ствола в домашних условиях

Сверление ствола в домашних условиях

При изготовлении любого ствола есть несколько стандартных операций, сверление, оконтуривание, развертка канала, подготовка канала (полировка, лаппинг, хонингование), далее идет профилирование (это уже специализированная операция определяющая метод получения нарезов и свойства ствола) и финишные операции (как правило определяются технологией получения нарезов и традициями сложившимися у конкретного производителя) тут могут быть различные финишные полировки, термическая и термохимическая обработка и тд.

Попробую рассмотреть основные:
1. Ротационная ковка.
Достоинство: очень быстрый способ (около 3 минут на изготовление ствола), позволяющий получать стволы с внешней и внутренней геометрией (иногда даже куют вместе с патронником), с хорошей внутренней поверхностью и достаточной для большинства задач точностью. Суть метода: в канал ствола вводится оправка (есть разные названия, в России говорят «дорн», хотя «дорном» называют и другой инструмент о котором пойдет речь ниже) с обратным профилем нарезов, удары молотков станка сжимают металл, и внутреняя поверхность отпечатывается повторяя форму «оправки-дорна».
Способ характерен еще тем, что металл в процессе ковки уплотняется, что теоретически, а по утверждению некоторых уважаемых производителей и практически положительно влияет на ресурс. Например по заявлению FN herstal их стволы полученные ковкой дают ресурс в 20 тыс. выстрелов в М16 (кал.223Рем) против 6-8 тыс. выстрелов ресурса стволов фирмы Colt (полученных дорнированием).

К недостаткам можно отнести очень дорогое оборудование, станок GFM австрийского производства стоит несколько миллионов евро, высокие требования к хонингованию (и высокой стоимости хонинговальных станков) и общей подготовке ствола.

С точки зрения качества есть проблемы внутренних напряжений (так как идет ударное уплотнение материала), что негативно сказывается на стрельбе. Точность канала ствола при данном методе получается с допусками в сотые доли мм, что недостаточно для прецизионной стрельбы.

для снятия напряжений и упрочнения поверхностного слоя некоторые фирмы (например Блейзер) прибегают к нитроцементации.

Среди фирм производящих стволы методом ротационной ковки можно выделить уже упомянутые FN herstal и входящие в группу FN herstal Браунинг и Винчестер, Блейзер, Зауэр и Маузер, ЧЗ, Сако, Ремингтон, Штеер Манлихер.

http://www.orsis.com/support/photo_and_video/videos/57/ немного видео в середине клипа о нарезании канала на станке с ЧПУ

1. Протяжка (Broashing). Длинный режущий инструмент с полным профилем нарезов протягивают на специальном прессе через канал получая одновременно все нарезы. Обычно применяют для получения стволов для пистолетов, для длинноствольного оружия применяют только для крупного калибра, но тоже ограничено, я знаю только одну фирму производящую стволы .50 калибра для ружей на черном порохе.
Фирма Беретта получает для своих пистолетов стволы именно протяжкой.
Метод непременим для большинства винтовочных калибров, так как получить необходимую жесткость инструмента при малых диаметрах невозможно.

2. Электрохимическое травление. Метод весьма распространен в России, таким способом получают стволы даже для малокалиберной артиллерии. Название метода по сути описывает и его технологию, через канал протягивают электрод с профилем нарезов и подают электрический ток, в месте «контакта» металл ствола вытравливается и получаются нарезы. Способ довольно точный, и быстрый. Применим не на всех сталях.

3. В Турции применяют способ сходный с ротационной ковкой, только вместо ударов молотков, применяют валки которые сдавливают металл на оправку.

4. Я знаю примеры когда стволы получали электроэрозионным способом и даже литьем. Данные методы развития пока не получили.

разные стали по разному обрабатываются разными методами. Например нержавеющие стали хуже куются, но хорошо обрабатываются дорнированием или резанием. Нержавейку практически невозможно обработать электрохимическим травлением и тд.

Некоторые нержавеющие стали очень плохо обрабатываются резанием, но прекрасно дорнируются. Поэтому выбор стали для конкретной технологии это очень важный и принципиальный момент.

К ствольной стали предъявляются высокие требования, это прежде всего плотность структуры, отсутствие неметаллических включений, полостей и микротрещин, напряжений. В США и Европе ствольные стали поставляются с заводов изготовителей с паспортами ультразвукового контроля и со снятыми в заводских условиях напряжениями. В США поставщики прилагают сертификат подтверждающий возможность использования данной стали в оружейной промышленности.

Твердость стали для разных способов обработки тоже различная, для дорнирования это 26-28 HRC, для резания 30-34HRC, для пистолетов и автоматов до 40-41.

Распространенные марки: нержавеющая сталь 416R (особенность данной стали повышенное содержание серы и отсутствие никеля), хроммолибденовая 4140, 32CrNiMo6 и др.

Покрытия стволов и упрочнение.

В СССР и РФ традиционно наносят хром, упрочняя поверхность и снижая трение, хромирование ухудшает точность геометрии канала ствола, но значительно повышает прочность.

Применяются так же различные способы термохимического упрочнения, уже упомянутая нитроцементация, а так же карбонитрация и тд. Позволяющие получить очень твердый поверхностный слой как снаружи так и внутри ствола.

У нас два способа получения нарезов, в основном резание, и вторично дорнирование.

Резание у нас происходит на специализированных станках с ЧПУ, наличие ЧПУ позволяет очень точно контролировать параметры работы инструмента, а именно углы поворота, точность спирального угла шага нарезов, точность подъема инструмента при обработке. Все это делает возможным получение внутренней геометрии ствола очень высокой точности, с допусками в 1 микрон и в тысячные градуса по углам обработки.

Точность изготовления стволов напрямую транслируется в точность стрельбы.
Мы выбирали данный способ как основной по причине того, что более точного способа получения ствола не существует.

Цикл производства выглядит следующим образом: отрезание прутка нужной длины с припуском на обработку, торцевание на токарном станке, глубокое сверление, оконтуривание на токарном станке с ЧПУ , развертка канала ствола, полировка канала, нарезание нарезов, финишная полировка.

На этом бланк считается готовым, далее идут специализированные операции по разворачиванию патронника, нарезанию соединительных резьб, дол, финишной полировки с внешней стороны и различные декоративные виды обработки (покраска, матирование, полировка) в соответствии с заказом.

В случае дорнирования цикл операций немного другой, и применяется другой инструмент даже на сходных операциях, например развертка канала ствола для дорнирования производится разверткой большего размера чем для резания, по другому проводится финишная полировка-лаппинг.

Существенным отличием способов пр-ва является наличие в цепочке дорнирования продолжительного цикла термической обработки.

Сверление ствола в домашних условиях

Попалась интересная статейка.
Стволы на заводах сверлят на специальных станках- сверло стоит снизу вертикально и неподвижно, а болванка вращается в кулачковом патроне и нескольких люнетах (до 6-ти и даже более). Сделано это специально, во первых стружка выпадает вниз, во вторых компенсируется вектор «уводящий» в сторону сверло. Сверло тоже хитрое- с каналом для охлаждающей жидкости внутри, как правило масло, так как оно препятствует налипанию на сверло металла. После сверления идет операция развертки в необходимый калибр. У черновой развертки на конце цилиндрик в диаметр отверстия, не дающий уйти в сторону. Потом идет чистовая развертка и полировка ствола. Последняя операция нарезание канавок- самая загадочная и при этом самая простая Специальная железка под названием пуансон прогоняется гидравлическим прессом(типа авто домкрата) с одного конца ствола в другой. Пуансон -это просто кусок «косой» развертки перешлифованной в калибр (чуть больше). Чок делается двумя номерами , второй перешлифован «в конус» и не догоняется до конца, а выдавливается назад. Далее контроль соосности и чистовая наружная отделка ствола.
Для воздушек рекомендую брать с чоком- кучность должна быть на порядок выше. Некоторые непорядочные продавцы пневматику продают со следами от чернового сверления выдавая их за специальные «пневматические» нарезы. Это неправда — если их просто заполировать то винтовка начинает стрелять точнее. Проверить можно легко — зажать ствол в тиски и выстрелить в мишень несколько раз, потом смазывая ствол маслом перед каждым выстрелом, отстрелять столько же в новую, сравнить кучность.
Описанный процесс нарезки каналов называется дорнением, специфический пуансон соответственно дорном. Существует еще метод протягивания серьги и электрохимический. Производители всячески нахваливают новый метод так называемый метод холодной ковки. По моему мнению он просто более технологичен для массового производства. Особых преимуществ он не даёт, так как в процессе производства уплотняется наружная поверхность, а не канал ствола.

Ствол можно изготовить в домашних условиях, без токарного станка (с токарным расскажу, если кому интересно).
Понадобится — трубка из латуни от охлаждающей системы холодильника, плашка М5 с плашкодержателем, длинный калиброванный прут на 4 мм, много гаек на М5 лучше латунных, или любых но одинаковых, каленые не подойдут, шайбы, строительный уровень, ровная медная полоса лучше уголок, калиброванный прут (можно добыть в нерабочем сканере) или заменить шпилькой с резьбой из магазина метизов, там же можно купить и гайки с шайбами, наружная трубка (материал любой, диаметр по вкусу и возможности длина на 10 см длиннее латунной) эпоксидка, наполнитель, припой, канифоль, паяльник, ножовка.
Для начала рихтуем трубку — припаиваем один конец к медной пластине, зажатой в тиски и аккуратно вгоняем во внутрь шпильку, выравнивая трубку. Далее режем по всей длине трубки наружную резьбу М5, накручиваем гайки и припаиваем на медный уголок вдоль строительного уровня. Получилась идеально ровная трубка жестко зафиксированная на медном уголке. Далее смазываем канал маслом и вгоняем в него цилиндр 4,3 мм (хвостовик сверла с закруглёнными краями) проталкиваем его прутом насквозь, потом повторяем цилиндром на 4,5 мм, потом вгоняем дорн на 4,6 мм, и очень медленно , слегка постукивая, со смазкой прогоняем насквозь.
Дорн можно изготовить из косой развертки на 5 мм, перешлифовав её на 4,6 мм и отрезав хвостовик, торцы закруглить, дорн должен выдавливать нарезы, а не резать. Можно изготовить два номера- первый короткий (три диаметра) на 4,55мм, с конусом, второй длиннее и на 4,6мм.
Данную конструкцию пропаиваем по длине, для придания жёсткости и отпаиваем от уголка. Помещаем в наружную трубку, центруем, замазываем торец со стороны патронника пластилином и заливаем наполнителем, не доливая до конца 10 сантиметров(там можно будет собрать модератор звука).
Наполнитель может быть любой, от монтажной пены до эпокситки с титановой стружкой,
После застывания наполнителя удаляем пластилин и монтируем патронник с элементами крепления ствола, тут дело индивидуальное зависит от конструкции винтовки, придумывайте сами.

Как сделать ствол круче вальтеровского самому на токарном станке.
Рецепт годится только для пневматического оружия калибра 4,5 мм, почему знаете сами.
Скажу сразу на токарном станке просверлить ровное отверстие в заготовке длиной 50 см невозможно, она должна быть длиннее на мин 15 см. Станок необходимо модернизировать. Поэтому мы разобьём операцию на два этапа.
Для начала- где взять метал? Естественно на строительном рынке, там же можно найти и длинные сверла, которые все равно будем удлинять. Чудесную заготовку можно сделать из SDS удлинителя для победитовых коронок (которыми бьют дырки для розеток) , длина ее около 60 см, может бывают длиннее, специально не искал, стоит 13-14 баксов, если уговорить продавца что не нужен винт и победитовое сверло будет чуть дешевле. Сделаны они из разных металлов , нужно искать блестящую — это отличная инструментальная хром-ванадиевая сталь самого высокого качества, не то что вальльтеровская гавнянная 420-я нержавейка!
У заготовки необходимо отрезать часть хвостовика , не весь, т.к. мы за него будем держать заготовку, толстую часть мы отрежем в самом конце, она нам будет нужна для нарезов.
Вот у нас есть металл, теперь нужен станок- его необходимо сделать!
Как основа подойдет токарный школьный ТВ16 собственно весь станок не нужен- нужна станина, его передняя часть с трех кулачковым патроном ремень и 220в двигатель с пусковой обмоткой. После того как вы добудете станок вам необходимо открыть гитару и померять внутренний диаметр вала на котором закреплен патрон — это и будет диаметр нашего ствола.
У ТВ-16 этот диаметр 18 мм. В этот размер и нужно вогнать заготовку. Это будет первый этап.
На ТВ-16 это не возможно без выноса задней бабки, хотя особые мазохисты, типа меня, могут попробовать. Здравый смысл шепчет «водка, токарь» , хотя проще на кругло-шлифовальном. Ну правда у меня есть большой станок с люнетом, так что каждый должен решить эту задачу для себя сам, например можно поставить люнет от большого станка без направляющих, закрепить с помощью куска швеллера с дыркой и частями проточить длинным резцом с выносом в право на максимальное расстояние, затем загнать проточенную часть в вал патрона и уже спокойно доточить остальное, резьбу правда потеряем, так что в этом случае этот кусок можно смело отрезать, а на стволе нарезать другую, на тв-16 это возможно, только необходим комплект шестеренок в гитару.
Второй этап- мы вогнали заготовку в 18 мм что позволит получить идеальную соосность и избавило нас от мучительного центрования, муфт, люнетов на тыловое отверстие вала и прочих фокусов токарного дела! Из патрона у нас торчит только несколько сантиметров заготовки и хвостовик, который мы можем отрезать болгаркой (на самом деле угловой шлиф машиной, «болгарка» — это жена болгарина)
В это место мы и будем сверлить!
Сверлят в токарных станках при помощи задней бабки или суппорта. Задняя бабка у ТВ16 гавнянная, поэтому все ставят переделанную от ТВ4-6-8 , я лет 6 назад переделывал с помощью жены болгарина и шлиф машинки В принципе в связи с тем что мы будем использовать микрометр можно сверлить и задней бабкой, но это для тех кто любит труд, так как её придётся выставлять раз двести!
Поэтому мы изготовим маленький очень удобный хобот.
Возьмём уголок десятый например и установим его вместо резцедержателя, подложив под него несколько пластинок тонкого металла, затем вставим сверло в патрон станка и сверлим отверстии для крепления 3-х кулачкового патрона, нужен тот который крепится на резьбе , а не на конусе Морзе . Их обычно кладут в комплект перфоратора, вещь абсолютно бесполезная. Снимается путем выкручивания внутри винта и откручивания газовым ключом в тисках. Крепим винтом наглухо. Потом вставляем в патрон хобота длинную шпильку и прогоняем её через весь патрон на выход в гитаре. Это очень ответственный момент.
Так значит в патрон для сверла вставляем калиброванный прут, очень хорошие от принтеров или сканеров и по двум осям микрометры и гоняем верхним суппортом (мы им будем сверлить). По горизонту строим суппорт, там шкала такая с градусами и два винта, по вертикали строим с помощью прокладок под уголок. Отлично на прокладки идут алюминиевые жалюзи. Потом прогоняем нижним суппортом прут на выход в гитаре, он должен выйти ровно посередине. Все хорошо закрепляем, проверяем еще раз. После этого закрепляем в патрон станка сверло на 5 мм и сверлим в хоботе дырку в винте который держит патрон, для чего понятно, свёрла длинные. При креплении патрона не забываем что хоть шайба и непотребная девка империализма, а гравер агент сионизма — с ними держит лучше.
Перед сверлением необходимо переделать электросхему станка. Понадобится реверсивный пускатель и два реле времени до 60 сек. Станок должен крутится, сначала в одну сторону, потом останавливаться на несколько секунд и крутиться в другую сторону. Попросите электрика он вам за 20 минут соберет. Это такой примитивный ЧПУ. Если переключать без остановки обратные гистерезисы нагреют якорь и движку будет капец! Обратный ход необходим для доставки к месту сверления масла. При вращении центробежные силы доставят масло по спирали сверла к месту реза и дополнительно промоют канал.
Масло
Масло обычная веретёнка, слегка разбавленная соляром, в принципе пойдет любое жидкое машинное, но не отработка! В ней копоть она прилипнет на сверло.
Масло подаём самотеком через капельницу на сверло у среза заготовки, стекающее собираем под поддоном в емкость через лейку с натянутым женским чулком. Чулок можно попробовать выпросить у «ветерана» судя по озабоченности в 43 года женскими сиськами он работает лифтером в женской бане и легко может на тырить чулков.
Сверла
Самые длинные какие есть на базаре 12 см спираль + 8 см хвостовик пройти сможем только 17 см и после 12 см необходимо будет часто выводить сверло для выброса стружки. Поэтому сначала будем сверлить 4 мм, а потом 4,5 т.к. при первом сверлении стружка покоцает поверхность и при досверливании появиться объём для стружки, ну и при чистовом сверлении масло можно будет подать с обратного конца и не будет необходимости в реверсе двигателя. Так-же можно будет перевернуть заготовку пройти с другого конца, чистовое сверление все подравняет. Естественно придётся изготовить длинные сверла. Для этого необходимо приварить аргоном или припаять к хвостовикам удлинители. Паять эту хрень я не умею, у меня это прекрасно делает соседский дедушка Вова, дай бог ему здоровья, а аргон у меня есть свой. Так что сверла для меня например не проблема вообще.
Сверление.
Просто сверлим и контролируем по микрометрам положение сверла, если сверло «уходит» то значит необходимо уменьшить давление или собралось много стружки. У меня микрометры цифровые (кому нужно могу в Киеве подогнать) стрелочных в руках никогда не держал, как крепить не знаю. Перед сверлением центровочным сверлом, знаете. Сверлить нужно будет очень долго, сталь ведь. Запаситесь терпением и пивом.
Полировка
На длинное сверло 4 мм наматываем в навал толстую нитку в несколько слоёв и намазав полировочной пастой вводим в канал и на небольших оборотах полируем, двигая суппортом.
Да забыл- это очень важно в начале работ по сверлению снимите ручку перпендикулярной подачи суппорта, чтобы случайно не крутнуть.
Дорнение
Для стали необходим дорн из победита или 3-4 дорна из косых разверток перешлифованных на 4,5 + с шагом в 2 микрона. Соосность не пилит , хвостовики режем. Главное зашлифовать все острые грани- дорн должен давить а не резать. Также необходимы толкающие штоки. Набор с шагом в 3-5 см., фаски снять!
Также необходимо изготовить ещё один хобот. Он состоит из домкрата, двух длинных шпилек с гайками, двух толстых стальных пластин. К одной прикручен домкрат , у другой отверстие с резьбой для вкручивания ствола, две части соединены шпильками. В принципе могу повесить фотку , валяется в гараже. Только я их вешать не умею. Приятелю на пневматик Байкал лет пять назад давил, себе поленился, из гавна пулю не слепишь. Дорн вряд ли найду, а эта железка большая, потерять сложно. На домкрат ставим шток в трубке(что бы не согнуло) и вдавливаем дорн, потом меняем шток и давим дальше. Последний забиваем со стороны дульного среза и выдавливаем штоком обратно. Он образует чок. Проходим предпоследним ещё раз.
Всё, ствол для чемпионского ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ружья готов! Вальтер нервно курит в уголочке.

Как нарезать ствол

В чем причина повышенного разброса попаданий из нарезного ствола? Причин достаточно. Это и излишне затянутые ложевые винты, ослаб­ление монтажных колец прицела, нестандартный график давления в стволе, неправильная комбинация порохового заряда и пули. Но есть факторы, которые кардинально влияют на величину разброса.

Для оптимальной кучности патронник должен быть изготовлен очень тщательно. Выполненный с минимальными допусками патронник обеспечивает лучшую кучность, так как гильзу при этом меньше раздувает. Недопустимы радиальные и угловые отклонения патронника от оси ствола. Причина таких отклонений — техно­логичность (дешевизна) производства.

Если оружейный мастер изготавливает патронник из заготовки ствола вручную разверткой от полутора до двух часов, то в поточном производстве данная операция длится всего 40 секунд. Однако повлиять на разброс попаданий может только сильное отклонение оси патронника от оси ствола. Обнаружить такой дефект несложно. Следует взять калиберный патрон, закоптить пулю и ввести в патронник. Если следы нарезов отпечатаются несколько односторонне, а вам необходим высокоточный ствол, то такой ствол можете смело забраковать.

После определенного настрела любой ствол начинает снижать показатели по кучности. Одинаковых стволов нет, поэтому и живучесть может различаться. В стандартных охотничьих калибрах, таких как .308 или .30-06, где используются прогрессивно горящие пороха, не вызывающие большого разгара канала ствола, его живучесть может достигать 8000 выстрелов без заметного увеличения рассеивания. А стволы под такие калибры, как .30-378 или 7.82 Warbid, едва справляются с настрелом в 800 выстрелов.

Износ заметен в оружии по растущему статистическому показателю рассеивания. Износу подвержены преимущественно переходной конус — та часть канала ствола, где пуля входит в нарезы, и дульный срез — там, где пуля покидает канал ствола. Медленно, но переходной конус выгорает под действием пламени и пороховых газов. Характерная сетка разгара хорошо заметна в переходном конусе изношенного ствола с хромированным каналом. Как следствие разгара, растет так называемая глубина посадки. Патрон, введенный в патронник, уже не упирается пулей в нарезы, и при выстреле пуля приобретает свободный ход до врезания в нарезы. Дульный же срез легко изнашивается даже в процессе чистки. Его легко повредить металлическим «ершиком» или шомполом, если не соблюдать аккуратность.

Грамотная чистка и соблюдение температурного режима ствола во время стрельбы также продлевают его срок эксплуатации и характеристики. Однако если ствол чистить веществами на основе аммония или хлоратами, то они выходят из стали слишком долго, что может иметь нежелательные последствия. Многие винтовки из нержавеющей стали страдают более от небрежной чистки, чем от чего-либо другого.

Больше всего на износ ствола влияют температура и трение пули. Максимальных значений температура и трение достигают в районе перехода из патронника в нарезную часть ствола. Патроны «магнум» за счет большой скорости пули, большего трения и более высокой температуры пороховых газов ускоряют износ ствола.

Следствием всех вышеописанных дефектов — несоосность канала ствола и патронника, разгар переходного конуса, растертость дульной части ствола, а также дефекты затвора — является возникновение при выстреле высокочастотных колебаний ствола, негативно влияющих на рассеивание.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТВОЛА И ЕГО КАЧЕСТВО

Этот фактор наиболее сильно влияет на кучность по сравнению с другими. Качество ствола определяют жесткие стандарты производителя и качество металла, а не вид нарезки.
Известно, что нарезные стволы изготавливают, как правило, тремя способами: «нарезка», «дорнирование» и холодная ковка. Правда, не каждый высококлассный стрелок сможет разъяснить, в чем же заключается превосходство одного способа над другим. Из любой заготовки с хорошо снятыми внутренними напряжениями, изготовленной из качественной ствольной стали — нержавеющей или хромомолибденовой, — имеющей ровную поверхность, прошедшую хонингование, может выйти качественный ствол.

В зависимости от калибра и давления, развиваемого в патроннике, для изготовления ствола используют одну из трех распространенных ствольных сталей. Для стволов под патроны кольцевого воспламенения калибра .22 используется сталь марки 1137 (отечеств. аналог — сталь 35Г2). Для стволов под патрон калибров от .243 до .30-06 стандартной является CrMo сталь марки 4140 (отечеств. аналоги — стали 42ХМ и 38ХМА). Матчевые стволы сегодня принято изготавливать из патентованного сплава марки 416R (отечеств. аналог — сталь 20Х13).

«Нарезка» — наиболее старый способ изготовления нарезных стволов, который заключается в многократном проходе резца по каналу ствола, при этом за один проход обрабатывается только один нарез. Нарезы изготавливаются при помощи специального инструмента, режущая кромка которого двигается по одному нарезу и проходит его за один оборот заготовки. За один проход нарезы углубляются на 5 микрон. Когда процесс завершен, резец отжимается, возвращается в патронник, и затем операция повторяется. Так как для достижения нужной глубины одного нареза требуется примерно 25−30 проходов, этот процесс продолжается довольно долго. Хотя изготовление нарезов резанием трудоемкий и, кроме того, дорогой метод, на его применение идут, чтобы обеспечить точный выстрел.

«Дорнирование» наиболее простой и дешевый способ создания нарезного ствола. После порезки и нормализации заготовки сверлят, затем развертывают и хонингуют. Хонингование (англ. honing от to hone — точить) — отделочная обработка внутренних поверхностей мелкозернистыми абразивными брусками, смонтированными на головке (хоне) хонинговального станка. Хон вращается и одновременно совершает возвратно-поступательные движения. И только после этого приступают непосредственно к «дорнированию».

Дорн представляет собой очень твердый стержень, сделанный из карбида вольфрама, с выемками для полей и выступами для нарезов. Его продавливают сквозь канал ствола с силой около 80 000 ньютонов. В результате образуются нарезы с необходимыми параметрами (число, глубина, шаг). Так как обработке подвергается лишь внутренняя поверхность заготовки, то возникающие в процессе дорнирования напряжения относительно невелики. Для их устранения заготовки еще раз нормализуют в вакуумной печи в азотной среде.

Методика дорнирования совершила революцию в послевоенной оружейной промышленности, изменив традицию изготовления стрелкового оружия.
Используя качественную сталь, опытный мастер может изготовить за день сотни стволов с почти идентичным внутренним диаметром. Наиболее важным моментом этого способа получения нарезного ствола является значительное снижение стоимости качественного ствола.

«Холодная ковка» — метод ковки на оправке — был разработан в 1930-х годах в Германии. Процесс довольно дорогостоящий, его, как правило, используют крупные производители оружия. Как следует из названия этого метода, в процессе ротационной ковки молот обжимает ствол. По мере того как проковывается ствол, продвигается и поворачивается оправка. Процесс занимает три минуты, причем получившийся ствол требует минимум машинной обработки и доводки до нужных размеров.

При ковке на оправке молекулярная структура уплотняется, в результате чего канал ствола имеет тенденцию к сужению у дула. Считается, что это сужение уменьшает деформацию пули, дает более высокие начальную скорость и точность, но уменьшает срок жизни ствола. Преимущество, которое дает метод изготовления с помощью пуансона и холодной ротационной ковки на оправке, это то, что канал ствола более ровный и гладкий, чем при нарезании. Последующая термобработка имеет целью снять внутренние напряжения в стволе, негативно влияющие на отклонение СТП (средняя точка попадания) при его нагреве. В отсутствии напряжений в стволе и состоит фактическая основа рекламы о преимуществах тех или иных технологий.

Теоретически считается, что «нарезка» позволяет изготовить наиболее точные стволы, а «дорнирование» наименее точные. На практике все обстоит не так просто. Поэтому правильнее будет считать, что любым из способов можно получить как хороший по характеристикам, так и плохой ствол. Необходимо помнить, что абсолютно прямых и идеальных стволов не существует. Главное, понять, какой степени кучности вы пытаетесь добиться.

Подбор патрона сводится к поиску наиболее прогнозируемой вибрации ствола, чтобы пуля покидала ствол при одном и том же пространственном положении дульного среза. Повреждение донца пули ведет к резкому ухудшению кучности.

ДУЛЬНЫЙ СРЕЗ СТВОЛА

Пуля должна покидать ствол правильно, и отвечает за это дульный срез. Если дульный срез выполнен с наклоном по отношению к оси ствола, то пороховые газы, истекающие за пулей, создают реактивный эффект, который отклоняет пулю и приводит к ухудшению кучности. Такой же эффект наблюдается, если дульный срез имеет выщерблены или повреждена околодульная нарезная часть ствола. Дульный срез должен быть ровным по всей окружности, любые отклонения от нормы серьезно ухудшают кучность.

ПОДГОНКА ЗАТВОРНОЙ ГРУППЫ И ЗАТЯЖКА ЛОЖЕВЫХ ВИНТОВ

Подобные манипуляции могут улучшить показатели хорошо изготовленного ствола, но заставить точно стрелять дефектный ствол они не в состоянии. Затяжка винтов не должна быть излишней, но проверять ее необходимо постоянно.

Затворная группа, расположенная со смещением относительно оси ствола, может частично ухудшить кучность винтовки, все же качество изготовления ствола в гораздо большей степени влияет на кучность. Вообще покупка даже высокоточного ствола в специа­лизированной фирме — это всегда лотерея. Для осмотра канала ствола требуется эндоскоп, а такой дефект, как дегрессивный шаг нарезки — переход к более длинному шагу, особенно в ближней к дульному срезу части ствола, — вообще не различим.

В целом можно сказать, что изготовление высококачественной винтовки процесс весьма трудоемкий, который в большей степени основывается на опытном подборе всех комплектующих и патрона.
Но в то же время этот вопрос мало изучен, так как существует масса серийных моделей винтовок, которые отличаются отменным кучным боем, несмотря на невысокое качество
деталей, из которых они собраны.

ПРОЩАЙ, МОЛОДОСТЬ! Часть ствола возле патронника испытывает воздействие максимальных температур и давлений. Ствол в этом месте более всего подвержена термической эрозии. Особенно это заметно при большом настреле. Со временем и в дульной части канала ствола образуется раструб, иногда такой, что вставленный в него патрон проваливается по самые скаты гильзы.

Изготовление нарезного ствола

Нарезные стволы появились более 600 лет назад, но, как ни странно, очень многие принципы, которые понимали оружейники средневековья, актуальны и сейчас. Изменились технологии, появились новые методы контроля, новые стали, но принцип работы суперсовременного оборудования, контролируемого компьютером, такой же, как и у древнего деревянного станка для нарезания канала ствола, изготовленного ствольщиком XV века.

Что собой представляет нарезной ствол?

По сути ствол — это труба, внутри которой расположены нарезы. Нарезы делаются под углом, чтобы придать пуле вращение, угловую скорость, которая будет стабилизировать её в полете. Этот же принцип реализован в игрушке «волчок», которая может сохранять вертикальное положение, только вращаясь.

Для начала несколько терминов: bore size — это диаметр канала ствола по полям, grove size — диаметр по нарезам. У ствола калибра .308 Winchester bore size составляет .300дюйма (или почти точно 7,62мм), а диаметр по нарезам (grove size) равен .308 или 7,82мм, что совпадает с диаметром ведущей части пули для этого калибра.

В России калибр 7,62 имеет фактический размер 7,92 (по нарезам) или .311дюйма.

Ствол — деталь очень сложная в производстве. Тут всё оборудование и технологии с приставкой «спец» -специальные станки и инструменты. Путь ствола начинается на металлургическом предприятии, где изготавливается пруток специальной стали. В США обычно это нержавеющая, безникелевая сталь 416R или хромомолибденовая 4140.

В Европе применяют свои спецификации, и хотя они довольно близкие, отличия всё-таки есть, например нержавеющие стали Lothar Walther жёстче 416R и ближе по составу к 420 стали.

После изготовления и холодной ковки прутки ствольной стали подвергают поверхностной обработке (обточка или шлифование) и проводят термическую обработку для снятия напряжений.

На ствольном производстве пруток ленточной пилой разрезается на мерные заготовки, после чего помещается в специальный станок для глубокого сверления. Глубоким считается сверление, когда глубина отверстия составляет более 10 диаметров.

Дорн для нарезания нарезов в стволе установленный в штанге

В ствольном сверлении это отношение обычно равно или более 100. Понятно, что сделать такую сложную операцию можно только специальным инструментом. Ствольное сверло — удивительный инструмент. Оно имеет одно лезвие и выглядит как полумесяц, только внутренний сектор выбран углом. У него сложная форма заточки, определяемая при помощи специальных таблиц.

Внутри сверла проходит отверстие для подачи масла. Масло через сверло вымывает стружку, смазывает и охлаждает металл в зоне резания. Важной особенностью глубокого сверления является то, что при этой операции вращается заготовка, а сверло неподвижно и подается только в продольной плоскости со скоростью около 3 см в минуту. Чтобы просверлить ствол, обычно уходит примерно полчаса времени.

Разрез нарезного ствола с патронником

После сверления будущий ствол проверяют на межцентровое отклонение; если в месте выхода сверла отклонение составляет более 0,3 мм от центра, то такую деталь бракуют.

Следующая операция — это протягивание развертки. Многолезвийный инструмент, вращаясь, протягивается через канал ствола, удаляя следы от сверления и обеспечивая стволу почти полированную внутреннюю поверхность. Далее канал ствола дополнительно хонингуют или полируют.

После этого наступает самый сложный и ответственный момент — изготовление нарезов.

В настоящее время применяют пять основных способов для нарезания канала ствола: это однопроходное нарезание; протягивание дорна; ротационная ковка; протягивание многолезвийной протяжки; электроэрозионный способ.

В целевой стрельбе применяют только лорнирование и однопроходное нарезание, все остальные способы позволяют производить продукцию только массового качества.

Протяжка дорна как способ профилирования канала ствола появилась в 40-х годах прошлого века. Данный метод был почти одновременно освоен немецкими и американскими оружейниками и являлся своего рода

технологическим прорывом, так как метод прост как по исполнению, так и по требуемому станочному парку.

Дорн — это твердосплавная головка, повторяющая окончательный контур ствола с полями и нарезами, но чуть большего размера. Дорн устанавливается на пруток, пруток пропускают через ствол, закрепляют хвостовик прутка в инструментальном держателе и протягивают через ствол, давление дорна на стенки отверстия формирует нарезы.

Первый секрет данной технологии — это смазка, которая применяется при протягивании дорна. Классический способ — это меднение ствола. В этом случае смазкой является медь, дорн скользит по ней без усилий. Однако нанесение её в канал ствола — процесс трудоёмкий. Сейчас многие стали применять собственные рецептуры смазок, разработанных на основе современных антифрикционных составов. В любом случае это «ноу-хау» высококлассных ствольщиков.

Шаг нарезов задаётся специальной оправкой — копиром. На нём нарезы как бы вывернуты наизнанку, находятся снаружи. Они и задают угол поворота дорна на нужный шаг, двигаясь по специальным направляющим втулкам. Операция довольно быстрая и требует около 5-6 минут времени, включая установку детали в станок. Однако, так как размеры дорна больше, чем искомый калибр, после операции требуется провести процедуру термической обработки для снятия напряжений. В процессе этой обработки ствол «сожмётся» до нужного размера, а также у него исчезнут напряжения — стресс, возникший в металле из-за огромных давлений дорна.

Вот тут и возникает главный секрет ствольщиков, который заключается в температурных режимах обработки и времени выдержки. Малейшая ошибка в режимах приведёт к тому, что ствол в процессе стрельбы начнёт сжиматься. Помимо того, что стрелять из такого ствола точно невозможно, это и не безопасно, так как возникают огромные давления в момент выстрела, что может привести к разрыву гильзы или закливанию затвора.

Инструмент для формирования нарезов в канале ствола методом протяжки дорна

Дорнированные стволы очень долго доминировали в соревнованиях по бенчресту. «Вечный» рекорд Пэта МакМиллана (Pat McMillan) установлен из собственноручно им сделанного ствола и равняется 0.009 МОА (пять выстрелов на 100 ярдов). Пэт сделал установку для протяжки у себя в гараже, используя очень нехитрые приспособления, и добился впечатляющих результатов.

Его стволы (а сделал он их очень немного, всего около пары сотен) считаются эталоном данного способа производства.

В 80-х и 90-х годах в лидеры рынка вышла фирма Shilen («Шилен»), из их стволов было поставлено несколько десятков мировых рекордов. Великий Тони Бойер все свои ранние титулы выиграл, используя именно эти стволы. А потом случилась какая-то странная вещь, стволы Shilen стали стрелять хуже, и причины до сих пор непонятны. Есть версия, что это связано с ошибками в термической обработке (были установлены новые печи, повышенной ёмкости), а возможно использование других партий стали. Но факт остаётся фактом, сегодня Shilen — редкий гость в листе снаряжения топ-Стрелков.

Сверло для глубокого сверления заготовки ствола

В середине 90-х годов лидерство захватили компании, производящие стволы методом однопроходного нарезания (в отечественной терминологии он называется строжкой крючковым шпалером). Однопроходным такой метод называется не из-за того, что нарез формируется за один проход, а потому, что инструмент совершает рабочий ход только в одном направлении. Метод гораздо более сложный и очень требовательный к навыкам исполнителей. Суть способа в том, что небольшой резец (в английском варианте hook — «крючок»), установленный в специальную оправку, тянется через ствол и срезает микронный слой стали, формируя нарез за несколько десятков проходов. Метод очень медленный, на изготовление одного ствола требуется порядка двух или более часов времени. Резцы очень маленькие, и мастеров, которые могут их изготавливать своими руками, в мире можно пересчитать по пальцам.

Однако и результат получается превосходным. Поразительной особенность данного способа производства является то, что все станки, которые применяют в мире для изготовления стволов этим методом, были изготовлены английской компанией Pratt Whitney до 50-х годов прошлого века. Это механические станки, никакой электроники, полностью ручной контроль.

Лидером того периода была компания Kriger. Джон Кригер собрал потрясающую команду специалистов высочайшего уровня. Они первыми стали модернизировать своё оборудование, добавив цифровые линейки и системы ЧПУ на старые станки.

Кригер и дальше бы оставался лидером рынка, к которому в очереди за стволами стояли по полгода и более не только спортсмены и охотники, но и крупные компании, например, легендарный Barrett. Однако Кригер сделал одну вещь, о которой наверняка сильно сожалеет до сих пор: он уволил своего лучшего специалиста Трейси Бартлейпа (Tracy Bartlein).

В 2004г. Бартлейн создал свою собственную компанию — так стартовала история, которая полностью подходит под определение «американская мечта». Новая и никому не известная компания начала производить стволы такого качества, что это стало потрясением для многих. Как только спортсмены и оружейники «распробовали», что им предлагает Бартлейн, заказы пошли просто лавиной. На сегодня стволами Бартлейна переписаны десятки мировых рекордов, и списки снаряжения на всех крупных соревнованиях заполнены этим названием. Barrett разорвал действующий контракт с Кригером, заплатив неустойку, и заключил новое соглашение с Bartlein. Remington и Accuracy International устанавливают стволы Бартлейн на свои самые дорогие тактические модели.

Причиной такого феноменального успеха является то, что Трейси два года создавал специальный станок с ЧПУ для нарезания канала ствола.

Когда он был сделан, точность работы инструмента улучшилась на порядок, кроме того, на сегодня Бартлейн — единственная компания в мире, которая может производить стволы с переменным шагом нарезов. Компьютерный контроль и тотальный контроль качества позволяют получать стволы чемпионского качества в массовом порядке. Следует отметить, что Бартлейн — единственный производитель, не имеющий селекции стволов, у него они все только высочайшего уровня.

Статья взята из журнала «Калашников» автор Алексей Сорокин

Охотнику — охотничье оружие, баллистика, снаряжение, устройства

Как делали стволы французских мушкетов в 18 веке

Ствол является основной частью фузеи. Именно в эту железную трубку помещаем мы порох и свинец. Именно она направляет выстрел, чтобы он попал куда мы хотим. На первый взгляд создание хорошего ствола не кажется трудной работой. Однако, для ее выполнения, требуются меры предосторожности и опыт.

Из статьи Canon de fusil , ( Arts mechaniques. ) — Ружейный ствол (Искусство механики) в «Энциклопедии или Толковом словаре наук, искусств и ремесел» под редакцией Дидро и Д’Аламбера (в 17 томах с 1751 по 1772).

Очень коротко перед основной информацией

В одной из прошлых статей я уже писал о том как изготавливались стволы пенсильванской/кеннтукийской винтовки в 18 веке. Теперь очередь дошла и до гладкостовльных мушкетов. Есть ли какая то принципиальная разница, кроме нарезки ствола? Давайте рассмотрим этот процесс с точки зрения французской промышленности середины 18 века.

Информация, изложенная ниже, взята из «Энциклопедии» Дидро и Д’Аламбера. Я постараюсь передать стиль статьи 18 века, поэтому не обращайте внимание, на некоторые архаичные обороты речи . Как всегда жду комментарии от проф.кузнецов и металловедов, если я ошибусь в каком-то термине. Заголовки мои. остальное написано Дидро)))

Предосторожность и опыт

Без мер предосторожности ствол будет отличаться порочной материей *, кто бы ни использовал его, он будет подвержен увечьям или даже смерти.

Стрельба из французских мушкетов, на ежегодном фестивале в Форте Тикондерога

Есть стволы, которые стреляют только на небольшое расстояние. Другие стреляют либо слишком низко, либо слишком высоко, либо влево или вправо. Есть такие, у которых зело сильная отдача причиняет неудобство. Мы хотим предложить физикам обратить свое внимание на этот вопрос. Научиться выделывать ружейные стволы и исследовать все, что может способствовать улучшению и совершенствованию этого оружия.

• Материя — французская философия XVIII века (Ламетри, Гельвеций, Гольбах) отождествляла материю с веществом или с каким-либо его свойством (вещественно-субстратное представление о материи).

Ковка ствола

Одна из главных вещей для ружейного ствола это правильный выбор железа. Лучшее для этого использовать мягкий, плавкий материал без свищей и ржавчины. Требуется около шести слитков такого железа шириной в двадцать две линии (49,1 мм), и толщиной около 4 линий (9 мм).

Эти слитки складываются по три и называются рабочей заготовкой (ouvriers maquelle), которая будет нагрета, сварена и хорошо обработана большим молотом, чтобы сформировать заготовку будущего ствола (lame du canon). Под заготовкой подразумевается кусок полосового железа, края которого будут соединены на длинной оправке для формирования трубки/ канала ствола.

Оправка действует здесь как рог наковальни. Именно вокруг нее выполняется самая деликатная операция — сварка ствола, т.е. соединение и сварка в окружность краев раскатанной в полосу заготовки по всей ее длине.

Легко себе представить, что если сварной шов где-то согрешит, то сила пороха не преминет вскрыть ствол в этом месте. А если дефект будет найден на дне ствола, называемым казенной частью, то наименьшее несчастье, которое может приключиться с владельцем, это увечье руки, нажимающей на спусковой крючок.

Чтобы сварка была качественной, рабочему предписано одновременно сваривать шов на расстоянии не более 2-х дюймов или чуть больше. Если бы он соединял края заготовки реже или длиннее, то материал успевал бы остыть быстрее до того, как его сварили. Таким образом, происходил бы непровар или некачественная сварка.

Пока ствол будет свариваться вокруг оправки по всей длине, рабочий должен внимательно следить за тем, нет ли зазоров, щелей или поперечных дефектов (travers). Travers представляют собой разновидность поперечных трещин, которые возникают из-за дефекта материала.

Если он замечает любой из этих дефектов, то на это место наваривается кольцевая накладка из полосового железа, чьи концы соединены по типу ласточкин хвост. Легким накаливанием и простукиванием молотка, он запечатывает место дефекта.

Такой сварной шов очень хорош для улучшения надежности ствола, независимо от того, была трещина или нет. Эта операция сузит поры материала и окажет хорошее воздействие на ствол в целом. После всех этих операций ствол считается доделанным.

Сверление

Теперь речь пойдет о сверлении, поскольку после ковки внутренняя и внешняя поверхность ствола очень неровные. Ствол будет просверлен сверлами, по крайней мере, двадцать раз, которые будут постепенно увеличивать калибр.

Вместо инструмента, называемого сверлом-мухой (mouche), который имеет своего рода скребок и не может сделать ровную поверхность калибра ствола, предписано использовать резец (meche) — квадратный режущий инструмент длиной от двенадцати до четырнадцати дюймов.