弹匣加工与退壳
2017-12-07王洋李宏飞刘洪亮赵奂强
王洋+李宏飞+刘洪亮+赵奂强
在上一节中，笔者已经对枪械的供弹机构做过介绍，本节中将继续介绍弹匣的加工，以及枪械的退壳机构。
弹匣的加工
弹链、弹匣等供弹具（容弹具）大多为金属冲压制成，便于大规模量产，制造成本很低。但这些廉价、易于制造的冲压制品，其本身并不简单，而是有相当技术含量的“高端”产品——在任何行业中，想要降低大宗产品的造价，都是一件十分困难的事情，其所需的技术和设备要求，常常会超出人们的想像。
枪械行业同样如此，金属冲压弹匣就是一个典型的例子。作为最常见的供弹具，弹匣看似廉价、不值钱，但背后的生产过程却“简约而不简单”。为此，笔者以克罗地亚生产30发容弹量的AK步枪金属冲压弹匣为例，简单介绍下弹匣的生产过程。
我们先大致了解下弹匣“长什么样”（注：AK弹匣由弹匣本体、托弹板、输弹簧、弹匣底板、输弹簧衬板组成，本文只介绍弹匣本体的加工）。AK的弹匣约为两头开口的不完全空心体，也可以理解为一个弯曲的、两边开口的纸盒。弹匣的一端安装有4个额外的加强片，用以强化弹匣抱弹口强度、辅助弹匣的定位。虽然两边开口，但弹匣大致还是一个壁厚较薄，不适合挖空的封闭体，可以像折纸一样把弹匣“折”出来，也就是所谓的冲压加工。“折”出弹匣的方式多种多样，克罗地亚人选择将弹匣一分为二加工，再焊接在一起。
既然是“折纸”，那么弹匣加工的第一步就是“剪纸”，把弹匣大致轮廓从钢板上“剪切”下来。AK弹匣虽然是薄壁结构，但钢板不是纸板，手工剪裁费时费力，精度还差。因此，裁剪是依靠机器自动完成的。
此时裁剪下来的物体只是一个薄铁片，还不能称之为弹匣。那么第二步就是将薄铁片两边折弯，构成弹匣的二分之一形状。具体是工人把裁剪下的薄铁片安置在模具上，机器自动下压，将弹匣折弯，工人再把折弯后的弹匣取下，继续下一个薄铁片的折弯过程，所谓的人工操作仅此而已。
第三步是焊接，把两个二分之一弹匣焊接在一起。工人负责把两个二分之一弹匣在机器上拼在一起后，机器就会自动焊接。这一步没有个人技术含量。
第四步是人工对焊接后的弹匣进行打磨，主要打磨弹匣后部的凸棱，较依赖工人的经验。打磨的程度由工人个人判断。当弹匣打磨完成后，进行下一步加工。
第五步就是焊接位于弹匣顶部的两个加强片。AK的弹匣共有4片加强片，其中两片像“贴膏药”一样焊接在弹匣顶部左右两端，用以强化弹匣抱弹口。另外两片安装在弹匣前后两端，是弹匣安装在枪械上的前后定位，克罗地亚人只展示了这两片加强片的连接过程。额外增加的加强片属于局部加强的一种，可以适当降低弹匣本身的强度，即弹匣所用冲压钢板的厚度可以变薄，减小加工难度。此外，难以冲压加工制造的部分，可以用加强片“添砖加瓦”的形式解决。
弹匣的口部是一个重要部分，相关的尺寸马虎不得。因此，焊接加强片就成了一个细活，多由机器完成，以保证较高的定位和加工精度。工人主要负责将弹匣本体和加强片安置在机器上，机器自动对准位置焊接。在焊接过程中，焊接的工人小哥嚼着口香糖就完成了操作，虽然有违规的嫌疑，但也证明了这步工序对工人的要求不高。
此时，弹匣已经“组装”完毕，第六步就是把弹匣送入CNC（数控机床）中进行精加工。尽管此前的加工过程已经高度自动化，但无论是冲压还是焊接，都是一种低精度加工，由于此前的加工已经基本保证了弹匣的尺寸， CNC只需要对其略做修补即可，显著提高了加工效率，毕竟对于弹匣这种薄壁件来说，CNC加工的速度远远不如冲压和焊接。
冲压、焊接、机加后的弹匣还有相当多的毛刺，需要对弹匣进行打磨和抛光。不同于一般人想像的手工抛光，克罗地亚抛光弹匣的过程也是高度自动化的。工人把弹匣投入到填满石英砂的震动抛光机上，弹匣像炒菜一样被抛光机混着石英砂上下翻滚，有效打磨了弹匣内壁，效率极高。
打磨抛光完毕后的弹匣就可以进行检测了，这也是弹匣加工的第八步。弹匣是薄壁件，易变形，因此对弹匣进行检验十分重要。对于弹匣和枪身的装配，克罗地亚人准备了3个半成品枪身和一个专用的、和枪身相似的检测工具，工人把每一个弹匣在半成品枪身和专用检测工具上依次安装、卸下，以验证安装是否能够正常进行，每个半成品枪身达到30 000次检测后就会更换。
此外，克罗地亚人还展示了对弹匣抱弹口前后加强片尺寸的检验。他们先把弹匣套在一个特制的内模具上，这个内模具可以定位弹匣，也可以粗略检验弹匣的抱弹口尺寸，同时还是后续检验弹匣抱弹口前后尺寸的平台。之后，克罗地亚人再用一个特制的工具进行检验。特制工具“长相”十分有趣，它分为左右两瓣，可以拉开或合紧。把特制工具卡在弹匣上，让工具的左半瓣贴紧弹匣，再从右到左猛然合紧工具，如果左瓣向左移动，意味着弹匣前后加强片之间的距离小于两瓣工具合到最紧时的距离，工具的右瓣撞击了左瓣，这时候的弹匣就是不合格的。如果弹匣是合格的，弹匣前后加强片之间的距离大于或者等于两瓣工具合到最紧时的距离，右瓣就撞不到左瓣，特制工具只会夹紧弹匣，而左瓣并不会向左移动，从而证明弹匣距离合格。这种工具大大降低了检测的难度，尽管工具本身的逻辑略微复杂，但实际操作简单，是一个聪明的发明。
弹匣的检验步骤不止于此，但克罗地亚人只展示了这么多。当检测完成后，弹匣会被送去热处理和表面处理，弹匣外表也从亮银色变为黑色，这就是弹匣加工的最后一步了。之后工人会对弹匣做大致检查，在剔除明显的残次品后，就可以打包出厂了。
纵观克罗地亚加工AK弹匣的过程，专用的机器和模具占了相当大的比重，检验过程中也有大量的特制工具存在，工人的个人能力很难得到体现。弹匣的加工体现出了冲压加工的特点——高度依赖专用机器。冲压加工能够低成本地大规模量产，甚至可以让妇孺加工出合格的产品，这些为人称道的优点正是这些专用设备所带来的。
冲压加工的产品是廉价的，但冲压本身却成本高昂。其相应的机器、模具、检验工具的研制、改装费用是一个天文数字，这些都是一个小国家难以承受的。归根到底，冲压是大国的工具，弹匣低成本的大规模生产是一个国家“精打细算”，更是雄厚实力的体现。
退壳
退壳机构和供弹机构并列，一个负责抽出弹壳，一个负责送弹入膛，都是枪械中的重要机构。尽管地位相当，但和供弹机构相比，退壳机构已经是一个“小”机构，其分类十分有限。
这并不是退壳机构不够重要，相反，它是最容易引起枪械故障的机构之一。频发的故障导致了退壳机构之间的激烈“竞争”，在经历多年的优胜劣汰后，最终获得竞争胜利的退壳机构变得高度统一，这直接导致了目前退壳机构种类匮乏。
如同供弹机构分为输弹和进弹两部分一样，退壳机构也分为抽壳和抛壳两部分。抽壳机构负责将弹壳/枪弹从弹膛内抽出，抛壳机构负责传递给弹壳一个侧向的力，使得弹壳从一侧抛出。不同时期出版的书籍、教材对抽、抛壳机构的介绍有一定差异。在此，笔者对其做一整理。
抽殼机构
抽壳机构负责把弹壳从弹膛内抽出，主要工作部件为抽壳钩，其上有沟槽，用来勾住枪弹的底缘/底槽。当抽壳钩勾住枪弹的底缘/底槽后，随着枪机向后运动，安装在枪机上的抽壳钩拉动弹壳向后，完成抽壳过程。
抽壳钩可以分为弹性和刚性两大类。弹性抽壳钩带有弹簧，本身可以转动或者平动。当抽壳钩勾住弹壳底缘/底槽时，会绕着回转轴心转动或者沿着滑槽平动，再（在弹簧作用下）扣入弹底缘/底槽，从而抱住弹壳，其结构形式和门锁十分类似。刚性抽壳钩不依靠弹簧，而是依靠自身的变形来扣入弹底，这种扣合方式在金属文具盒上有广泛应用。
就像金属文具盒用多了会合不紧、合不上一样，刚性抽壳钩的寿命很成问题。从设计的角度考虑，抽壳钩是易损件，其工作频率高，本身受到的撞击大，寿命很难保证。而刚性抽壳钩依靠自身变形抱住弹壳，巨大而反复的变形是金属的“杀手”，很容易提前终结金属产品的寿命，因此刚性抽壳钩普遍寿命不长，多用于射速较低、手动退壳的非自动枪械上。
而弹性抽壳钩因为可以利用弹簧簧力运动，本身不变形，因此寿命更好，其抽壳动作一致、可靠性高，普遍应用于射速较高的自动和半自动武器之中。弹性抽壳钩按照运动方式分为回转式、平移式、偏转式三种。
回转式抽壳钩是现在枪械中最为常见的抽壳钩，典型特征就是抽壳钩上有回转轴，这种机构结构简单，体积小巧，是抽壳钩中的主流，几乎所有的步枪都是回转式抽壳钩。而平移式抽壳钩较为少见，在我国的12.7毫米高射机枪上有部分应用。偏转式抽壳钩既有平动，也有转动，这种混合运动的原理常见于手枪的抽壳机构设计中。
对于自动武器来说，在抽壳过程中，弹膛内往往还会有一定的压力和高温，导致枪弹弹壳膨胀、紧贴弹膛，大幅度增加弹壳和弹膛之间存在的摩擦力。再加上弹壳质量带来的惯性力，整个抽壳过程中不可避免地存在相当大的抽壳阻力。枪械一方面要想尽办法降低抽壳阻力，另一方面要对抽壳钩做结构优化，以防止抽壳钩在抽壳阻力作用下“脱钩”，造成枪械故障。
防止抽壳钩脱钩的“技巧”有很多，其中的一个就是让抽壳钩“越抱越紧”。以逻辑较为简单的回转式抽壳钩为例，抽壳钩的钩齿必须位于其回转轴之内（枪机/枪弹中心为内，四周为外）。钩齿在拉动弹壳时，受到作用在钩齿上的抽壳阻力，钩齿被迫绕着回转轴转动。如果钩齿位于回转轴之外，那么抽壳阻力所产生的力矩会迫使抽壳钩翻开，导致抽壳钩脱离弹壳，造成抽壳失败。如果钩齿位于回转轴之内，那么产生的力矩就使抽壳钩向弹壳转动，达到“越抱越紧”的效果，进而大幅度避免抽壳钩脱钩现象的发生。
抛壳机构
一般而言，抛壳动作发生在抽壳动作之后——要“等到”抽壳机构把弹壳或整弹拉出弹膛后，再把弹壳“弹”出枪外。简单地说赋予弹壳一个侧向力。如果说抽壳过程是用线（抽壳钩）拉着一个弹壳向后走的话，那么抛壳过程就是从弹壳侧面踢上一脚，让它挣脱线的束缚（脱离抽壳钩、人为设计的脱钩）向侧面飞走。
抛壳机构可以分为顶壳式、挤壳式、碰壳式、打壳式4种形式，其对应机构被称为抛壳挺。4种抛壳机构中，后3种已经被淘汰，顶壳式是现存的抛壳方式。在顶壳式中，抽壳钩拉动弹壳走向抛壳挺，抛壳挺顶枪弹底面将弹壳抛出。运动是相对的，弹壳向抛壳挺运动，也可以看作是抛壳挺向弹壳运动。抛壳挺在接触弹壳底面时并撞击，顶出弹壳，故名为顶壳式。
顶壳式抛壳机构的抛壳挺又可以分为弹性抛壳挺和刚性抛壳挺。刚性抛壳挺的名字经常让人误以为它完全固定不动。在绝大多数枪械，比如AK步枪上，刚性抛壳挺是固定不动的，但在像MP5这样的枪械上，也可以转动或者平动，笔者在后文会举例说明。
刚性抛壳挺的本质特征是，只有当弹壳被抽壳钩拉到抛壳位置后，抛壳挺才会和弹壳尾部接触、碰撞，完成抛壳过程。而弹性抛壳挺则相反，它在抽壳、甚至是推弹过程中，就已经和弹壳尾端作用了。换句话说，弹性抛壳挺全程都在给弹壳/枪弹施加反转力矩，但弹壳/枪弹受弹膛、节套等零部件约束无法抛出；当弹壳被抽壳钩拉动，脱离节套和弹膛的约束后，就会被弹性抛壳挺抛出。
在枪内无弹时，弹性抛壳挺凸出于枪机表面，十分显眼，有相当高的辨识度。当枪机开始复进推弹后，弹性抛壳挺和弹壳/枪弹接触，并被下压，进而压缩抛壳挺簧，簧力反向赋予弹壳翻转力矩。换而言之，采用弹性抛壳挺的枪械，枪弹在进弹时，还要压缩弹性抛壳挺簧，由于弹性抛壳挺簧通常刚度较大（即弹簧比较“硬”），因此这个过程不可避免地要损失能量，对可靠性有轻微的影响。但弹性抛壳挺结构简单，体积小巧，可以显著降低枪械的设计难度，因此也有相当程度的应用。在欧美枪械中，包括M16、AUG、G36、FN SCAR等枪械都采用弹性抛壳挺。
刚性抛壳挺则相反，它位于机匣后方，枪弹只有被抽壳钩拉到抛壳位置时才会和抛壳挺接触。换句话说，刚性抛壳挺对于闭锁、进弹毫无影响，但体积往往较大，无法布置在枪机和枪机框上，只能安置在机匣上。而机匣还要布置枪机和枪机框运动的导轨，是一个“拥挤”的场所，就像枪械中的高速公路，刚性抛壳挺貌似高速路中间的拦路桩。为了让开它，采用刚性抛壳挺的枪械，枪机和枪机框上必须挖出让位槽，从而大大降低了枪机、枪机框的强度，增加了设计难度。
但刚性抛壳的优点也很明显，除了不影响闭锁、进弹，抛壳效果相当稳定。而弹性抛壳挺的弹簧因反复受到冲击，寿命很成问题，一旦簧力发生衰减，就会或多或少影响抛壳的可靠性。因此刚性抛壳可靠性高，在AK、FNC、SG550、我国的95式等步枪上都有采用。MP5冲锋枪上受制于结构，无法在枪机上设计抛壳挺让位槽，也采用了可以转动的刚性抛壳挺作为一种折中方案。
至于挤壳式、碰壳式、打壳式3种抛壳方式，它们都是被淘汰的抛壳方式，在一些老式枪械上有过极少量应用。如挤壳式常见于马克沁风格的机枪上。这种枪机上有一根很长的滑槽，负责从弹链中取枪弹，枪弹在压弹臂作用下沿着滑槽下降的过程中，把上一发枪弹的弹壳“挤”出滑槽，实现抛壳。因此，采用挤壳式抛壳的枪械，无一例外全部都是下抛壳，即弹壳从枪械底部掉出。挤壳式抛壳体积巨大，且最后一发枪弹的弹壳无法排出，需要设计额外机构，故而被淘汰出局。
碰壳式也被称作拨壳式抛壳机构，设计很有特点，有一个专用的拨臂，拨臂拨动弹壳底缘/底槽，使弹壳向后运动，起到抽壳作用。枪机匣内还设计有退壳面，枪弹被拨到退壳面上，再弹出枪外，达到抛壳目的。这个过程很像是扫地，拨臂是扫帚，退壳面是簸箕，而弹壳则是垃圾。这种退壳机构的缺点是工作不够稳定，体积庞大，在丹麦的麦德森轻机枪上有过应用。
打壳式也是一个小众的抛壳方式，它和可以转动的刚性抛壳挺很像，不同的是，刚性抛壳挺“顶”弹壳的底面，而打壳式直接打击弹壳的侧壁，抛出弹壳。这种抛壳机构体积较大，且暴露在机匣外壁，不便于保养。日本的96/99式轻机枪上采用过这种抛壳机构。
退壳实例
MP5冲锋枪采用半自由枪机式自动方式，滚柱闭锁式闭锁机构。由于采用了滚柱闭锁，其枪机不便开让位槽，因此采用可以转动的刚性抛壳挺，再配合常用的回转式抽壳钩进行退壳。在推弹过程中，随着枪弹入膛，抽壳钩越过并钩住枪弹底缘/底槽。在后坐过程中，抽壳钩拉动弹壳向后，枪机在后坐过程中压倒抛壳挺后端，抛壳挺前端随之上抬，转动到抛壳位置。随着抽壳钩继续向后，弹壳底面和抛壳挺接触，弹壳从抛壳窗中被抛出枪外，抛壳过程完成。
退壳机构的理论机构并不复杂，但却造成了枪械中最多的故障，可谓是典型的“故障大户”。在下一节中，笔者将会介绍枪械的发射机构与击发机构，敬请各位读者期待。
