一根枪管的诞生

comcn · 发表于 2007-2-19 11:02:22

在构成一支枪的所有部件中最具有神秘感和诱人魅力的莫过于枪管了，任何具有工程实践初步知识的人都能大体想象出这个活是怎样做的。任何拥有配备一台车床, 一台铣床和基本工具（包括操作知识）的小工作室的人基本都能作到。但在枪管的每一个加工过程中都需要一种专用的、在外面难以得到的机械工具，这就是说，制作一根步枪枪管没什么大不了的，但在细节上需要给予足够的注意和细心。在本文中我将要大体地描述怎样把一根棒钢作成枪管，并指明过程中哪里有所不同。美国是枪支加工匠的故乡，这里的城乡有大大小小大约几百家店铺--其中有些甚至仍然使用着令我们无法置信的原始工具按顾客要求去定做枪管，这里同样有一些巨大的枪管制造工厂供应大宗贸易客户，他们的共同职业就是制作枪管。这些枪支加工者很少转做枪械或其他军品，这和世界上的大多数国家不同，除了澳大利亚——一个拥有15000000人口的国家，至少拥有三家枪支制造厂。拥有近7.5亿人口的欧洲拥有至少10家枪管制造厂，其中只有一家是可以定做产品的商家。不象美国，欧洲传统上是认为一家步枪制造厂应该可以制造人们所需要的所有东西而不需要向专业厂家承包加工合同。例外的就是诸如占据了Douglas or Wilson武器集团在美国的市场的德国Lothar Walther和法国Unique，它们大量供应枪管也向公众少量出售。在大不列颠，一度曾是大量枪支贸易之乡的的伦敦和伯明翰，在军工体系外也只有也只有2家枪管制造厂。钢材枪管在任何火器中都是密闭后部、承受压力的容器。管口喷出的和管内流动的气体都是非常暴烈的，（承压）平均每平方英寸在50000磅或以上，所以要求枪管必须能够可靠地承受这种压力。目前用于枪管制做材料的钢有两个等级。绝大多数猎枪和军用枪的枪管钢都属于铬钼高合金钢，一种应用于卡车轴系、conrods和其他的地方。在美国，被指定为4140/4150/4340型。在英国更知名的是EN 19或EN 24。在射击比赛里普遍使用的一般是不锈钢，而这不是一般的不锈钢，像416不锈钢（用来做枪管的）可以像一般高碳钢一样淬火。416不锈钢可以用“容易加工，不以腐蚀“来形容，因为在他不锈（加入%10的铬）的基础上，还加了少量的硫是他的加工更简单。一般来说不锈钢枪管比钼铬合金枪管的寿命更长，应为在枪管加工后，不锈钢会有一层非常光滑的表面使他更难挂铅。因为不锈钢比一般的钼铬合金钢更贵，而且不容易发兰（因为含有10%铬）。所以大量生产的猎用，军用枪管一般采用钼铬合金钢，但要求更高的射击运动一般采用不锈钢枪管。钢的坚硬度（tensile strength )是指使一根1inch粗的钢棍断裂的力，一般用来做枪管的钢的坚硬度应该大于100000磅/平方英尺，这只满足了50%的安全要求。但撞击强度（impact strength )恐怕更为重要，这是当钢材受到快速撞击或者小型爆炸时的强度。可是这两种强度是不可能都同时非常好的，所以一般的枪管只有25~32RC的坚硬度。热处理和另外的制造工艺往往在钢的内部留下不均匀的应力，这可以造成制管以后枪管的弯曲。我们可以把钢棍加热到600C，然后再用12小时以上让他慢慢的冷却。往往用于制造枪管的钢棍都要经过两道这样的工序以至于在以后的制管工序里抢管不会弯曲。打洞！你的人生是从一个洞开始的--Ernie Stallman, 尝试过用普通的钻头来钻超过一英寸深的孔，你就会发现一个问题。不管你多么仔细，他都会跑偏掉。如此说来，怎样才能钻一个几英尺深的孔并且把误差控制在千分之几英寸呢？答案很简单，就是不要用普通的钻头。特殊的钻床，一般叫做深孔钻的家伙就是拿来专门作这种深而精确的孔。老式的枪钻工作起来像车床，枪管本身转动在2000-5000rpm,而钻头逐渐进给。这钻头是硬质合金做的（碳化钨）并且它不是对称的，只用一面进行切削，（学过金属工艺的知道这样可以纠偏）这种特殊的钻头的中央有一个洞,并且安装在一根细长的管子里,而这个管子旁边有一个V型缺口。这样一来我们就可以从钻头中央以1000psi的压力压入冷却油，并把碎削从V型缺口冲出来。钻头前近的速度约为1英尺/分，所以钻一根管子要大约半个多小时。这个技巧已经使用了一百多年，只是以前大家不用碳化钨而已。这样钻下来的管子内部可以是非常光滑的，但一般钻的洞都比想要的洞小5/1000英尺，所以还要用内削刀削到指定的尺寸。

comcn · 发表于 2007-2-19 11:02:41

扩张管内部

当两个或三个枪管匠凑在一起时，他们的议题往往会转向“怎样才能绞出一根更好的管子”。
我想所有的枪管匠都是在制膛线以前扩张内部的，而所有的用锤击方法制膛线的枪管匠都需要一根内部非常光滑的钢管，所有他们都要先扩张枪管内部。扩张头是装在一根钢管的前面的，中央还是通入冷却油，不过比钻洞时的1000psi低的多。现在是扩张头一200转/分的速度转动，前进速度大约是1英尺/分。
在 Roy Dunlap 的 “Gunsmithing”，（1950）或是W.F.Vickery 的“Advanced Gunsmithing”，（1939）里我们可以看到扩张头的细节，读过这些书的人都可能都知道这种扩张技术是多么的完美，60年来一成也没变。不过过去的三年来有一项技术革新，就是用碳化钨代替了普通的高速钢（HSS）。
碳化钨的扩张头有着HSS的10倍的寿命，而且制作出的枪管内部比HSS得更光滑。还有就是他们可以承受住更快的速度：500转/分，10英尺/分。另外一个改进就是扩张头越来越短，也去掉了老式扩张头上的导向器。
直到现在扩张技术还像是一门艺术，很多制管匠都认为不可能买到一个好的扩张头，但我不这么认为。一般的扩张头买到手还需要打磨一下才能好好的工作。以我的经验，Dan Greenof Forgreens 的扩张头是唯一一个在使用前不需要打磨的。我只是希望他能用碳化钨来做扩张头。
经过这道工序以后，枪管内部已经很光滑，一致。

切割法

“制做（切削）膛线可不是一件讨好的活儿，我想不出为什么这么多人想这么干。”我忘记了得出这个结论的那位澳洲再装填工具制作家的名字，但我已经很长时间认同他的意见了。
目前一共有三种主要方法可以制作膛线。至今为止最为古老的是纽伦堡大约在1492年发明的，即切削法——使用成型刀具将多余的金属从管子内部“挖”走从而造出膛线。
在传统形式上切削膛线被形容为使用单点“钩状”切削工具来拉制的活儿，安装在箱形刀架中的刀具剩余部分（刀柄）采用硬化合金钢制成以适于绞制枪炮管的半成品。
箱形刀架被安装在一条长钢管上以使冷却油在其中流动，同时使箱形刀架延此路线运动削制作出槽。当它被拖动时还要按预定旋转速率转动以使切出的膛线产生一定扭转。刀具的每一下运动都使槽加大一个1/10000英寸的深度。
在一根膛线切完以后，枪管自动就转动一些（角度根据膛线数确定），这样转动一周以后，道具自动提升1/10000英寸。这种切法大约需要一个小时。现在大多数这种刀架都是Pratt & Whitney的。因为在WWI时制造过几千部这种机器。他们使用一根钢棍来确定膛线的绕度。这些单转头, 皮带驱动的机器大约有一吨重，可以装在木地板上。在第一次世界大战后，这些制膛线机可以以很便宜的价钱买到。所以在Inter-war的年代这些Pratt & Whitney机器就成为世界上大多制管车间的标准器件。在WWII 开始时，Pratt & Whitney又制造了第二代产品，B系列油压驱动制膛线机。它大约有3吨重，需要水泥地板。那时候大约有2000台这样的机器被制造出来。战后，大多数都被废弃了或者被卖给第三世界的国家。少数这类机器还在运行着。因为在二战后发展了很多另外的技术，所以B系列机可能是最先进的用切削法制膛线的机器了。因为这类机器很稀少，所以有一些制管匠设计制造了自己的拉管机，不过都是些很复杂，贵重的机器。
这种技术至今还被使用着，像芬兰的Tikka（Sako已全改为捶击法）。这主要归功于Boots Obermeyer对这种技术的发展。

comcn · 发表于 2007-2-19 11:02:58

旋钮成型法(button rifling)

Boots Obermeyer：“哪个人都可以把一个璇钮模具从一根枪管中拉出”。
  直到WWII制膛线都是一个很费时的步骤，所以大家都很努力的寻找着一个快捷的方法。它把一根上面刻着很深的膛线的碳化钨成型头从打磨好的钢管拉出，使钢管内部随着刻着的膛线变形。使用这种方法的机器一般都很简单，成型头在一根钢柱的前方，然后应液压机把它从枪管中拉出。这里要注意的是成型头不是靠它的膛线来旋转，而是由机器来控制它的璇度。不过如果用拉的方法就有可能把成型头就有可能把根钢柱分离，所以像Hart制管厂就是用推的方法。不过这样就要使钢柱不能变形而挂伤才制好的膛线。但一般大家都认为使用拉的方法更好，这样至少可以不使成型头东倒西歪。
  这种方法虽然简单，但是想要达到一个很好的结果是很复杂的。直到1940年后，Remington试验了许多种方法。成型头必须是非常坚硬的，而润滑剂也非常重要，毕竟这里我们在谈大于10000磅的力量。一般我们都用压制成型法的润滑剂，不过各个制管厂对他们用的润滑剂都很保密。
这种方法在美国很时兴，像Douglas, Wilson Arms都是用这种方法。而在其他的地方，最有名的要算德国的Anschutz了。在欧洲，捶击法一般更受欢迎。

捶击法(hammer forged)

这种方法是德国在二战前为MG42 机枪（1200RPM）所发明的。世界第一个使用捶击法的机器是在Erfurt 于1939 年制造。战后，这个机器被运到奥地利，因此让美国的技术人员能看看这个新发明。
  在这个技术里，要制膛线的枪管一般都比最终的枪管短一些。钢管的内部刚好能容下一个碳化钨的制管头，制管头上面刻着很深的膛线。然后钢管被锤打同时慢慢的被旋转。这种方法叫旋转锻造。钢管就像是牙膏一样从制管头挤出，最终的枪管一般都比开始时长30%。
今天这种制管机都是在Steyr的Gesellschaft Fur Fertigungstechnikund Maschinenbau(GFM)生产。这种机器的造价大约是50万美金，每三分钟它就可以制造一根枪管。而且它还可以同时制膛和抛光枪管外部。只有少数的制枪厂才有钱来购买和运转这种机器。
  这种方法在射击运动中有着很高的地位，主要因为用这种方法制造的枪管内部光滑如镜，同时还非常的坚硬。所以这对延长枪管寿命有着很大的帮助。但是这种方法也有它的缺点：枪管内部的大小很不均匀，以及内应力也很难去除。另外像一般的416不锈钢很难用这种方法加工，所以我们一般用钼铬合金或410不锈钢（含铬量比一般不锈钢低）。
大多数欧洲制枪厂都用这种方法，像芬兰的Sako，Tikka, 德国的Heckler & Koch 和奥地利的Steyr , Sauer。现在像美国的Ruger也开始使用这种方法了。

外部抛光

  这个步骤可以在普通的车床上完成，但是一根枪管的强度对于他的长度来说是很弱的，所以如果在一般的车床上由于高速旋转，一根枪管甚至可以被弄弯。还有，在一般的车床上很难车出像大口径步枪上锥形的枪管。这时我们就需要一台带液压复制器和中心支架的机床。
液压复制器用一个很敏感的笔来跟踪一个装在车窗后面的样品的形状，加工刀是装在一个液压控制的刀架上。由跟踪笔来控制刀的位置。这样我们就可以快速复制枪管的形状，但抖动的问题就要用中心支架来解决。中心支架是由三个轴承组成，它们是互相连接的，所以当其中的一个移动，其余的也跟着它。这样就可以把枪管锁定在轴线上。当刀架移动时，中心支架也跟着移动，所以就保证了加工部位总是不偏离轴心。
当我们去除了很多的金属时，枪管的内应力就开始作用到枪管上了。当我们用拉刀的方法制管时，这往往不是个大问题。但如果我们是用的旋钮成型法的话，那么枪管内径就有可能变大，如果我们做的是锥形的枪管那么更是雪上加霜：枪管内部会成喇叭状。所以我们一般都在抛光这种抢管前解放内应力。

磨合

“不需要，射一射的就好了”（P.O. Ackley）铅磨合的主要目的是擦除加工痕迹以及让枪管内部直径尽量的均匀。世界上大多数有名的制管厂都要经过这一工序。我们往往是手工磨合的，但在一些大的制管厂也有机械化的磨合机。如果用手工磨合的话，有经验的人还可以感觉到枪管内部的加工质量。第一步，磨合棍（一根旧的清洁棍）插进枪管约4英尺，然后从旁边倒入融化的铅。这样凝固的铅就和磨合棍的头部形成一个枪管内部的模具。然后，推出这个模具再在上面抹上很细的打磨泥。这时就可以把这个模具在枪管里来回磨个几百次，并时不时地加一点打磨泥或者润滑油。因为比较大的颗粒会陷在铅里面，所以这道工序不会划伤枪管，只会留下一层光滑的表面。
这道工序会把枪管内径加大1~3/10，这道工序往往是最后的处理。这样可以让大多数枪管的性能大大提高。
一般来说，一根未磨合过的枪管在打过一千发左右后，会跟磨合过的枪管一样准，但在“Ackley's dictum”里他们说磨合反而会增加枪管的寿命。

精确度高的枪管的特点

一些人想要他们的枪管直径精确到万分之一英尺，但事实上，最重要的是膛线直径（深度）要等于或者小于弹头直径。但小万分之一英尺或千分之一英尺好像并不重要---只要比弹头小。
  一般来说，浅膛线的枪管比深膛线的枪管更好，因为弹头受的影响会更小。浅膛线的枪管会更快的发挥它们的最佳状态，但是不会坚持多久。一般的人都认为枪管内部越光滑，枪管就越准。事实上，当枪管太光滑时（10微英尺粗糙度以下）挂铅就成一个问题了。因为当枪管有适当的粗糙度时，弹头只会接触到比较高的点，而当枪管太光滑时，摩擦力就会大大增加，就会有更多的金属留在枪管里。不过当枪管太粗糙时，那么枪管内部就会像一张砂纸一样。最理想的粗糙度是在20~10微英尺之间。有很多厂家都说改变膛线形状可以有更好的效果，但是目前为止，还没有任何最终的证据来证明他们的说法。
最重要的是膛线深度和枪管的直径在整个枪管的长度上尽量的均匀，绕度也要尽量的均匀以及膛线要跟枪管同轴。有些人认为在枪口有一个百分之英尺的喉缩会增加枪管的精确度。但在射击运动中好像平行枪管比有喉缩的赢得更多。不过像射铅弹的枪里，喉缩肯定会提高它们的精确度。还有一点就是枪管不能有任何压力，这样就可以避免在射击时发热而造成枪管的弯曲。

comcn · 发表于 2007-2-19 11:03:09

哪种方法制作最好的步枪枪管？
在Border制管公司我们一般使用切割方法，除非客户有特殊的要求以外。最大的问题是切割制管机很难找到。而且使用这种机器对工人的要求也很高（就像大多数古老的加工方法一样）。在另外一面，这种机器的刀很好找到，而且加工范围也很大，就是说跟一个刀头可以切出不同的绕度，膛线数和口径。这就对于那些根据客户需要而制造枪管的制管厂很方便。但是再重复一遍，这类机器购买，运作起来非常的费钱。
但当我们不停的制造枪管时，发现有很多客户要求同样的枪管。所以我们就投资了一台旋钮制管机。而且这类机器跟切割制管机比起来就便宜多了，而且旋钮也不是很贵（加工一根枪管的价钱）。而且在旋钮加工法里不需要很多的技巧。现在我们有两种大多数特级制管厂都有的制管机了，所以对于这两种制管方法的好处和坏处我们还是有一定的发言权的。捶击法一般都不被高精度的枪管采用，所以我们对它就不用多说了。
如果旋钮加工法又简单又便宜那为什么大家还在切割法上浪费时间呢？因为一根准确的枪管的各个膛线要特别相等，而在旋钮加工法要达到这个的话就需要钢管各部位的硬度都要相等。否则旋钮就会在软的地方刻的比硬的地方深。
而且钢管外部的直径也对旋钮加工的枪管有着直接的影响：当直径小一些时，枪管就会很容易的通过旋钮，从而膛线会浅一些。而当直径大一些时，膛线就会比较深。而且另外一个坏处就是在对一根经过旋钮加工的枪管进行外部抛光处理时必须要释放应力，否则就会得到一个喇叭。

不过这种变形也有被利用的时候，当一根“喇叭”的最窄处是子弹的出口的话，那么就不会有气体从子弹的旁边漏出从而影响子弹的精确度。大量制造的枪管可以接受一些枪管内部变形的，当枪口比较小时，就像有一个喉缩一样。所以一般的.22步枪都用这种方法（前面说过.22和气枪可以通过喉缩来增加精确度）。切割法不增加枪管的内应力，所以可以在外部加工后再来切割膛线。当制造多边形枪管时，总会担心外部加工会毁坏做好的膛线。所以我们可以先外部加工，后切膛线。这样就不用担心加工好的枪管被外部加工所毁坏。但是当我们用旋钮加工法时这样是不可行的。
在用旋钮加工法时绕度也不可能非常精确，因为旋钮有可能会打滑。所以当一根12英尺绕度的旋钮加工出的枪管很可能是12。5英尺绕度。当他很均匀时这还不是一个大问题，否则。。。
另外一个问题是旋钮加工法很可能得到一根膛线根枪管不同轴的枪管。但只要有很多的深膛线这不是一个问题。
选择在旋钮加工法里是一个很重要的步骤，像Hart,Douglas和 Shillen这样的厂家就把用气流测量（air gauged）过的膛线最均匀的枪管定为高级（也很贵），其余的则用在普通的运动步枪上。
然而使用切割法制造的枪管则没有这一切的问题，膛线一直很均匀，不需要解放内应力。而且使用旋钮加工法的枪管就需要磨打才能达到很好的效果。
有一些人认为旋钮加工法会留下很好的光洁度，所以这种方法更好。其实也不是这样的，切割法留下的纹路都是与抢管平行的，所以对弹道影响不大。再说了，最终的光洁度还是由磨打来决定的。如果切割匠能使它的刀很锋利，而且又经过磨打的话，就算很有经验的人也很难说出这到底是切割的还是旋钮加工的。
在北美大多数的高层次射击手都使用切割加工的枪管。

		自动登录	找回密码
密码			注册