快速開啟式射擊孔結構與工藝設計

■ 河南森源鴻馬電動汽車有限公司 （鄭州 450000） 李 銘

■ 上海屹豐汽車模具制造有限公司 （200949） 徐永吉

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根據現代化戰爭需求，同時適應武警、公安等特殊機構應對突發危機犯罪環境，防暴裝甲車逐漸成為一個新的領域。而射擊孔是防暴裝甲車處置極端事件的窗口，其可靠性及靈活性對整個防御能力起著極為重要的作用。

本文依據防暴裝甲車結構特點，設計新型快速開啟式射擊孔，并對產品結構和加工工藝進行闡述。

1.裝甲車防護要求

為保證裝甲車安全可靠工作，國家國防科學技術工業委員會1998年制定了GJB 1372－1992《裝甲車輛通用規范》、GJB 1835－1993《裝甲車輛人-機-環境系統》、GJB 1824－1993《裝甲車輛門窗孔尺寸》、GJB 3191－1998《裝甲車輛設計準則》等標準。防護要求車輛正面在100m處應能防御7.62mm的穿甲彈，側、后面在100m處應能防御7.62mm的普通彈。對于地面突擊車輛，水平射界應為360°，高低射界正面不得小于－6°、+14°，側面和背面可以小于上述值，地面突擊車輛要求滿足煙幕防護要求。

2.射擊孔位置

防暴裝甲車主體外露車身鋼板為防彈鋼板，車型功能性不同，鋼板材質有一定差異。常規射擊孔分布在車門或觀察窗附近，符合人體坐立位置，距離車底板高度滿足人員操作舒適度，同時該開孔位置不影響整車力學強度。防暴裝甲車車型結構及射擊孔位置如圖1所示，其中射擊孔位置顯示車體單側，另外一側車體上也有相應射擊孔。

圖1 射擊孔在防暴裝甲車上位置標識

3.射擊孔結構設計背景

現在國內主流射擊孔分為兩種：

（1）帶張力的彈簧式射擊孔（關閉狀態彈簧受拉力，保持密封可靠），通過推手柄壓縮彈簧，使防護面板超出限位槽，轉動手柄打開防護罩，但其存在以下缺陷：①設計人員為了節省空間，其手柄外形較小，推拉極為不便。②推出無限位設置，轉動時也無限位設置，可以隨意旋轉360°，有被強行關閉風險。③關閉時需插入安全銷，才能確保外部無法打開，但是操作繁瑣，打開時，需先除掉安全銷，應對突發狀況，不能滿足快速打擊目的。

（2）機械外掀式射擊孔，內部依靠擋板進行鎖止，雖然鎖死可靠，打開方便，但是如遇恐怖分子使用有毒氣體時，無法快速從內部進行關閉，也存在一定程度風險。

結合上述兩種射擊孔結構設計缺陷，提出新型旋轉開啟方便的射擊孔，根據特種車車型、結構和用途差異，射擊孔的外形和尺寸略有差異，但其均使用方便，防彈質量可靠。

4.射擊孔工作原理及操作流程

工作原理：利用把手的偏心凸輪與內部受壓彈簧的共同作用，當豎直扳動把手時，活動擋板伸出或縮回，三維數模如圖2所示（圖中不含手柄）。

圖2 快速開啟式射擊孔結構

伸出狀態時，轉動把手實現活動擋板的旋轉，如圖3所示。當關閉（或旋轉）打開到位時，均能通過把手的凸輪控制活動擋板的縮回，實現活動擋板的鎖死，而且車輛外部人員無法強行打開或關閉，如圖4所示。

鎖死關閉狀態時彈簧處于壓縮狀態，通過手柄的凸輪機構控制行程，手柄端部的兩平面作為伸出或關閉時的限位面，手柄的偏心固定孔控制活動擋板行程。限位面使伸出時活動擋板不能無限制伸出，關閉時無法在外部使其強行打開。彈簧始終處于壓縮狀態，隨著手柄行程的變化，彈簧推動旋轉軸的軸肩使活動擋板伸出。

射擊孔操作流程：扳動手柄→彈簧推出活動擋板→轉動手柄→活動擋板旋轉180°（打開）→扳動手柄→拉回活動擋板（鎖死）。關閉時操作相反。成熟操作完成打開動作約需要3s，完成關閉動作約需要2s。

在射擊孔使用導向限位軸套解決連桿導向問題，同時控制活動擋板的旋轉角度，分為三部分區域：角度控制區、導向區和彈簧壓縮區（見圖5），來滿足該結構功能。

圖3 手柄扳動伸出

圖4 手柄扳動鎖死

圖5 導向限位軸套

該快速開啟式射擊孔可由裝甲車內部人員扳動手柄，就能快速打開射擊孔到固定位置，操作簡單。由于彈簧推力輔助，操作不費力，且鎖死可靠。

5.裝配工藝設計

產品設計時應進行工藝性分析和審查，使設計產品能在現有的工廠設備中進行加工，考慮成本的合理性、工序的時效性以及加工的合理性，設計人員也應考慮新工藝方法的引入。

通過前述結構設計描述，對快速開啟式射擊孔進行各零件裝配，符合人機工程、機械設計準則，實現產品最大性能效用（見圖6），并補充零件名稱描述。

裝配工藝設計說明如下：

（1）導向限位軸套通過焊接與防彈鋼板相連接，外圍擋圈與防彈鋼板通過焊接相連接，支撐板通過焊接與防彈鋼板相連接，槍托罩通過螺栓與支撐板相連接，其與防彈鋼板構成一個固定單元。

（2）連接件通過焊接與旋轉軸相連接，連接件通過螺釘與活動擋板相連接，限位銷與旋轉軸的機加工滿足過盈配合，其構成一個運動單元。

（3）將彈簧套在運動單元上，彈簧推動運動單元伸出。

（4）將套過彈簧的旋轉軸穿過導向區域和角度控制區，通過螺釘與操作把手相連接。

6.加工工藝設計

產品加工工藝決定了產品生產效率、后期質量等制造水平高低，根據已有的產品結構和裝配工藝，選擇合理工藝方法，提出相關工藝注意事項，從而保證產品質量合格。

該新型射擊孔主要采用304不銹鋼、Q235鋼、45鋼等材質，涉及板件下料切割、機加工等金屬前期加工，連接方式涉及栓接、焊接等工藝。在零件制作過程和組裝過程應注意以下工藝細節：

圖6 裝配設計

（1）射擊孔擋板和外圍擋圈等平板件，使用開平板原材料，通過等離子切割，完成外形加工下料，然后對零件切割邊緣進行去割渣處理，滿足零件外觀光滑、無割渣、平面度≤4mm等要求。

（2）連接桿、墊片、軸套等尺寸精度要求高的機加工零件，根據零件尺寸，使用相應的機床，完成車銑工序，同時圖樣未明確要求的公差，若尺寸公差按照GB/T 1804-C執行、形狀公差按照GB/T 1184-L執行，機加后零件表面和匹配面不得有毛刺、劃痕等缺陷。

（3）擋板和連接桿裝配、射擊孔金屬罩與支撐板裝配使用螺釘栓接，成品后，釘頭不突出連接板，螺釘選用原則要求具有防腐、防銹特性，且螺釘為通用性標準件，滿足更換快捷。

（4）外圍擋圈與蒙皮、軸套與蒙皮、支撐板與蒙皮、旋轉軸與連接板等采用焊接方式連接，焊縫接頭形式為T型接頭。在該產品中，考慮材料性質、材料厚度等因素，采用不同的焊接材料進行焊接，按照以下兩種方式執行：①對于不銹鋼和普通碳鋼等異種金屬材料焊接，使用ER309（GB牌號，下同）實心不銹鋼焊絲，焊絲直徑1.0mm，推薦使用Ar＋（1%～3%）O2作為保護氣，焊接操作方式根據車型、年產能選擇自動化、半自動化或手工焊接。同時若要提升焊接效率，使焊縫更為美觀，可選擇不銹鋼藥芯焊絲E309LT1-1，相應保護氣選用純CO2。②對于普通低碳鋼之間同種金屬材料焊接，選用ER50-6實心鍍銅或無鍍銅焊絲，焊絲直徑1.0mm，推薦使用80%Ar＋20%CO2作為保護氣，焊接操作方式同上，替代藥芯焊絲E501T-1，相應保護氣選用純CO2。

焊接作為射擊孔重要的連接方式，實際生產中更應該重視焊接材料工藝評定試驗、焊絲進廠檢驗、特種焊絲庫存管理等方面，其中碳鋼實心焊絲符合GB/T 8110－2008，不銹鋼實心焊絲符合GB/T 29713－2013，碳鋼藥芯焊絲符合GB/T 10045－2001，不銹鋼藥芯焊絲符合GB/T 17853－1999。

7.結語

通過對產品結構細節問題和加工工藝高要求的理解，該快速開啟式射擊孔已經形成量產，并在防暴裝甲車上開始應用。通過車輛實際操作檢測，能夠達到設計目的，滿足車輛作業人員執行特殊任務的需求。