胶木手柄能满足低温和高温地区的实际使用要求

        胶木手柄是发射机构中的主要零件,它与弹头、引信等零部件相配合。弹体发射时,胶木手柄使弹体定向飞行。
        原先, 胶木手柄系由金属铁皮制成,不仅工艺复杂,而且跌落后易变形,影响使用。胶木手柄重量轻、韧性好,工艺简单,经过多次试验,性能完全满足要求,从而取代了金属铁皮手柄。
        一、胶木手柄结构特点
        最初,根据金属材料设计的胶木手柄, 内腔只有一条直通凹槽。
        对于高分子合成材料,这种结构显然是不适用的。因为金属材料的线膨胀系数一般为( 1 2 ~ 2 4 )x10℃ ,而塑料的线膨胀系数一般为( 6 ~ 12 )x10/℃ , 两者相差较大。按原结构制造的塑料手柄, 在低温和高温下比金属手柄的径向收缩和线膨胀大得多,业且将产生明显的椭圆度,影响手柄与弹体的配合使用。试验证明, 按原结构制成的玻璃纤维增强聚乙烯手柄, 在低温一40 ℃ 时, 由于收缩不均匀而产生椭圆度,结果手柄卡住弹体,弹体便不能按正常方向飞行,因而发生近炸,以及弹体与手柄一起发射飞行等现象, 这都是十分危险的。
        为此, 我们根据胶木手柄特性, 把一条凹槽改为均匀分布的六条凹槽, 从而使胶木手柄能各向一致地收缩或膨胀,避免了椭圆度的产生。一条凹槽的胶木手柄,其内径在室温下的平均椭圆值为0.23mm, 在低温时的平均椭圆值为0.76mm, 变化之大达0.53mm,而六条凹槽的胶木手柄, 其内径在室温下的平均椭圆值为0.10mm,在低温时的平均椭圆值为0.08mm,变化仅为0.02mm。所以,采用均匀分布的六条凹槽的结构是合理的, 温度变化而引起的尺寸变化对胶木手柄椭圆值的影响甚微。
        二、胶木手柄材料选择
        对胶木手柄为要求是重量不超过60克,尺寸稳定性好,低温一40℃ 径向收缩不大于0.15mm , 高温50℃径向膨胀不大于0.25mm ;使用安全可靠, 从3米高处跌落于水泥地而不破裂。目前, 热固性增强塑料的比重一般为1.7~1.8,用此类塑料制成的手柄,重量为95克左右,大大超过要求。热塑性塑料的比重一般仅0.95~1.25,制成的手柄重量可低于65克。大多数热塑性塑料的线胀系数小于12x10℃,因此,手柄的低温收缩值和高温膨胀值均符合要求。热塑性塑料的非缺口冲击值一般大于200k g/m。
        经计算,对于弹体从3米高处跌落于地面时,手柄端面所承受的冲击强度,此数值完全符合要求。胶木手柄结构复杂多变,外形呈长圆筒状,内有六条直通凹槽,外有凹陷六处,多数以丸角过渡。最厚处6mm,最薄处1mm,厚薄相差大。因此,要求材料流动性好,胶木手柄制品内应力小。
        根据上述技术要求和胶木性能数据, 我们选用胶木手柄材料进行试验。
        胶木手柄具有优良的综合性能, 尺寸稳定性好, 加工性能优良。尤其是有良好的低温韧性。聚乙烯质地柔软,加工性好, 加入玻璃纤维可提高聚乙烯的强度、缺口敏感性和尺寸稳定性。
        三、胶木手柄试制工艺
        为了制得理想的制品, 必须严格控制各项工艺参数。
        玻胶木手柄的成型条件,除各段料筒温度低10℃外,其他条件与胶木相同。根据胶木手柄的流变性曲线图得知,对于它的表观粘度,压力的影响比温度大。提高压力,胶木手柄的粘度变化大,提高温度,它的粘度变化则不太显著。
        经多次工艺试验表明,注射压力为800~1000kg时,胶木手柄的外观和强度都好, 若注射压力低于780kg,则胶木手柄表面出现玻纤集中,形似“波纹”,或表面出现凹陷。同时,制品强度也下降。模具需用循环水冷却。否则,当型芯温度升高时,制品可能留在型腔内,使离型困难。胶木手柄迅速冷却,还能降低聚乙烯的结晶度, 可提高胶木手柄的冲击强度。
        四、胶木手柄产品性能试验
        对两用弹曾两次进行设计定型试验, 有关试验项目已全部通过。
        1.重量
        每个A B S 手柄重57 克, 玻纤增强聚乙烯手柄重59 克, 均达到重量低于60 克的指标。
        2.尺寸稳定性
        两种塑料手柄在50℃保温24小时后, 全部通过小27.83毫米量规;在一40℃保温24小时后, 全部通过小27.15毫米量规。达到50℃径向膨胀不大于0.25毫米,一40℃径向收缩不大于0.15毫米的指标。
        3.勤务安全试验
        塑料手柄与其他零部件装配成全弹后,依次进行如下四个试验。
        ( 1 )振动: 振动落高150毫米, 频率60士1次/分。振动2小时。
        ( 2 )跌落: 弹头朝下从3米高处自由跌落于水泥地两次。
        ( 3 )浸水: 全弹浸入0.5米深的水中, 浸泡24小时。
        ( 4 )射击: 对一般地面射击。上述四项连续试验表明胶木手柄安全可靠,性能符合要求。
        上述两种胶木手柄还先后进行了寒区试验( 气温一37~一38℃ )和热区试验(气温35一37℃),结果表明,胶木手柄能满足低温和高温地区的实际使用要求。