一种小品号单孔发射药模具设计方法技术

本发明专利技术公开了一种小品号单孔发射药模具设计方法，适用于火药制造中的单孔模具设计。本发明专利技术针对目前火药制造中采用的单孔成型模具设计尺寸与火药产品药型尺寸差异大、成型过程中由于针径太小而造成火药偏孔问题，发明专利技术了一种小品号单孔火药压伸成型模具设计方法。利用变径模针，解决了成型过程中由于针径太小，模针“偏移”导致发射药偏孔的难题、采用的模具尺寸设计方法，成型模具设计尺寸与火药产品药型相吻合，大幅度提高发射药成品质量稳定性。

A design method of single hole propellant mold for small product number

The invention discloses a design method of a small product single hole propellant mold, which is suitable for the design of single hole die in the manufacture of gunpowder. The invention aims at the difference between the size of the single hole forming die adopted in the current gunpowder manufacture and the size of the propellant product, and the problem of gunpowder deviation due to the small needle diameter during the molding process. A design method for the single hole propellant press stretch forming die is developed. The use of variable diameter mould needle, solved in the forming process of the needle diameter is too small, \die die needle size design method using the offset caused problems, propellant partial holes, mold design and product type medicine powder size is consistent, greatly improve the product quality stability of propellant.

【技术实现步骤摘要】
一种小品号单孔发射药模具设计方法
本专利技术涉及一种单孔药柱成型模具的设计方法，适用于火药。
技术介绍
一般而言单孔发射药模具的针径很小，比如2/1发射药的模具针径小于0.15mm，如此之小的模具针径给模具加工带来了很大困难，导致加工的模具废品率高。其次，由于针径很小，发射药成型工艺中模针承受物料径向挤压力的能力很差，一旦钢针受力不均匀，钢针就会发生“偏、移”，造成发射药偏孔现象，从而影响发射药的质量，为了解决上偏孔问题，目前在发射药制备工艺中，采用模具带针套的办法，针套孔的外径与模具成型段内径紧密配合，利用模套保证模针在物料受力时不致变形。由于为了保证工艺安全，无法做到针套与模针、成型段内径紧配合，因此物料刚一受力，针套就会脱落，难以起到约束模针固定的作用；另外由于单孔药型尺寸很小、针套与成型段内径无法做到紧配合，只要针套稍微偏移，应会导致药型较大的差异。因此，上述措施无法彻底解决单孔发射药药料成型时存在的偏孔问题。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提出单孔发射药成型模具设计方法，解决设计药型尺寸与成品发射药药型差异较大、成型过程中由于针径太小而造成的偏孔问题，大幅度提高发射药成品质量稳定性。为了彻底解决上述问题，本专利技术提出了一种小品号单孔发射药压伸成型模具设计方法，即利用变径模针，以解决由于成型过程中模针“偏移”导致发射药偏孔难题。模具模针由嵌入段、定位段与成型段三段构成，定位段较成型段直径大、强度高，在发射药压伸成型过程中利用模针较粗的上端承受来自物料的高压力，物料一但流动，对模针的压力就会减轻，以保持成型段L垂直且居中，保证发射药成品质量。单孔发药成型模具参数由发射药成品药型参数和发射药压伸成型过程收缩率决定，在同一配方、同一工艺条件下，发射药压伸成型过程发射药燃烧层厚度和孔径的收缩率的基本不变。单孔发射药压伸成型模具参数设计主要是进行模具针径d1、d2、d3、模套内径D、进料口面积A等参数的设计，考虑到发射药压伸成型过程的收缩率，单孔发射药压伸成型模具参数设计计算如下：(1)模具针径d及收缩角a①嵌入段直径为d1、定位段直径为d2，成型段直径d3。其中d1＝(1.1～1.5)d2，系数取1.2为宜，即d1＝1.2d2；d2＝(1.5～2.5)d3，系数取2.0为宜，即d2＝2.0d3；d3＝dk(1+ηd)；其中dk发射药产品孔径，ηd为孔径收缩率，ηd＝(d3-dk)/d3×100％；②收缩角a为15～25度；实际以20度为宜。利用模针较粗的上端承受来自物料的高压力，物料一旦流动，对模针的压力就会减轻。(2)模针长度①模针分为嵌入段、定位段、成型段三段，模针总长度L为嵌入段长度L1、定位段长度L2、成型段长度L3之和，即L＝L1+L2+L3；②L1是嵌入段长度，根据单体高度与嵌入单体深度确定；②L2是钢针定位段的长度，L3是钢针成型段长度，L3:L2＝2～5:1，以3:1为宜；L1＝L2。③成型段是发射药成型部分，其长度决定了发射药密度、针的分布以及药体表观质量等，成型段长度L3＝KL×D，式中KL为成型段长度系数，对于变针径模具成型段长度系数KL单基、双基发射药成型段长度系数KL取15～20，三基发射药成型段长度系数KL取18。(3)模套内径D模套内径决定了成品发射药成品外径，由已知发射药成品燃烧层厚度、孔径及其收缩率ηe，可以计算出模具外径：D＝2×2e1b(1+ηe)+dk(1+ηd)，其中ηe＝(2e1a-2e1b)/2e1a×100％，2e1a模具设计的燃烧层厚度，2e1b发射药产品燃烧层厚度。发射药产品或试验样品确定了发射药燃烧层厚度2e1b、发射药孔径dk两个基本参数，在模具设计过程中，发射药产品燃烧层厚度2e1b和孔径dk由发射药产品或试验样品药型尺寸确定，为已知条件参数。(4)进料口面积A模具进料口面积与出料口面积的比值,决定了物料通过模具压伸过程时物料阻力，决定了发射药密实程度。A＝KA×(πD2)/4式中：KA为进料口面积系数。其中单基、双基发射药进料口面积系数KA取4～6，三基发射药流动性能较单基、双基发射药差，其进料口面积系数KA取5。本专利技术优点：本专利技术解决了设计药型尺寸与成品发射药药型差异较大、成型过程中由于针径太小而造成的偏孔问题，大幅度提高发射药成品质量稳定性。附图说明图1单孔模具单体示意图图2单孔模具单体图图3单孔模具钢针图4单孔模具针架图具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。发射药产品燃烧层厚度2e1b和孔径dk由发射药产品或试验样品药型尺寸确定，为已知条件参数。单孔发射药压伸成型模具参数设计主要是进行模具针径d1、d2、d3、模针长度L1、L2、L3、模套内径D以及进料口面积A等参数的设计。例：需要制备出燃烧层厚度2e1b为0.30mm、发射药孔径dk为0.15mm的三基发射药，为了简化计算，其中发射药收缩率ηe与ηd取相等为10％。根据本专利技术模具设计如下：表1单孔成型模具计算示例采用上述数据，设计得到图1～4模具，采用该模具通过机械加工，用于三基发射药成型，成品发射药药型测试结果如下表2：表2成型发射药药型测试结果平均值，mm最大值，mm最小值，mm燃烧层厚度，mm0.3030.3060.295孔径，mm0.1480.1520.147外径，mm0.7480.7530.746最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本专利技术进行了详细的说明，所属领域的技术人员应当理解为：依然可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本专利技术精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小品号单孔药柱成型模具设计方法，其特征在于步骤如下：(1)模针直径及收缩角设计①d1＝(1.1～1.5)d2，d2＝(1.5～2.5)d3，d3＝dk(1+ηd)，其中d1为嵌入段直径、d2为定位段直径、d3为成型段直径，dk发射药产品孔径，ηd为孔径收缩率，ηd＝(d3‑dk)/d3×100％；②收缩角a为15～25；(2)模针长度设计①模针分为嵌入段、定位段、成型段三段，模针长度L为嵌入段长度L1、定位段长度L2、成型段长度L3之和，L＝L1+L2+L3；②钢针成型段长度L3与钢针定位段长度L2比值L3:L2＝2～5:1；③嵌入段长度L1与定位段长度L2相等；④成型段长度L3＝KL×D，式中KL为成型段长度系数，单基、双基发射药KL取15～20，三基发射药KL取18；D为模套内径，D＝2×2e1a(1+ηe)+dk(1+ηd)，其中ηe为燃烧层厚度收缩率，ηd为孔径收缩率，其中ηe＝(2e1a‑2e1b)/2e1a×100％，

【技术特征摘要】
1.一种小品号单孔药柱成型模具设计方法，其特征在于步骤如下：(1)模针直径及收缩角设计①d1＝(1.1～1.5)d2，d2＝(1.5～2.5)d3，d3＝dk(1+ηd)，其中d1为嵌入段直径、d2为定位段直径、d3为成型段直径，dk发射药产品孔径，ηd为孔径收缩率，ηd＝(d3-dk)/d3×100％；②收缩角a为15～25；(2)模针长度设计①模针分为嵌入段、定位段、成型段三段，模针长度L为嵌入段长度L1、定位段长度L2、成型段长度L3之和，L＝L1+L2+L3；②钢针成型段长度L3与钢针定位段长度L2比值L3:L2＝2～...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑双，赵颖，魏学涛，于慧芳，魏伦，王锋，马方生，王琼林，刘少武，张远波，姚月娟，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61