При доработке автомата в эксплуатационном отношении конструктивно улучшена сборка замедлителя на одной оси со спусковым крючком и сборка цевья. В конструкцию цевья введена пластинчатая пружина, обеспечившая взаимозаменяемость этой детали.
В начале 60-х годов на завод поступило рекламационное сообщение о недостаточной служебной прочности крышки затыльника приклада и ее пружины (арх. 49–61, стр. 116). «В переданных по спецпоставкам автоматах Калашникова принадлежность не удерживается в прикладе вследствие поломки крышки затыльника и ее пружины при выполнении принятого в некоторых странах особого строевого приема (удар прикладом о грунт при отдании чести)», — сообщается в письме ГАУ. Судя по времени поступления сообщения, замечание относилось к автоматам прежних выпусков без последних мероприятий по облегчению деталей. Многое, конечно, зависело от места выполнения указанного строевого приема и проявляемого при этом солдатского усердия. Если он выполнялся на булыжной мостовой и часто повторялся (с учетом учебно-тренировочных занятий), то трудно было ожидать высокой эксплуатационной долговечности тыльной части приклада со штампованными деталями из тонколистового металла. Полученное замечание не было оставлено без конструкторского внимания.
Затыльник приклада и крышка затыльника были упрочнены за счет увеличения толщины металла с 0,5 до 0,7 мм и введения ребер жесткости на крышке. В дальнейшем потребовалось дополнительное повышение прочности в связи с износом углов затылка при длительной эксплуатации автоматов. Износоустойчивость была повышена за счет скругления углов затылка и применения стали 40РА для его штамповки.
Большой преградой в отношении повышения прочности деталей являлся крайне лимитированный нормативный вес автомата. Так, например, увеличение толщины листового металла по затылку приклада до 1 мм было связано с дополнительным увеличением веса на 25 г.
Вес автомата 3,1 кг, утвержденный Правительством, был максимальным достижением конструктора по облегчению системы АК при ее модернизации. Он не учитывал веса магазина, но включал в себя вес пенала с принадлежностями и шомпола, размещаемых на оружии. Строго выдерживать этот вес в массовом производстве, особенно в тех случаях, когда выявлялась необходимость упрочнять отдельные детали, было непростой задачей.
В построительных чертежах значился чистый вес автомата 3,02 кг, не учитывающий веса принадлежностей. По статистическим данным за 1961 год (арх. 51–61, стр. 5) этому требованию удовлетворяло 16 % выпускаемых автоматов, остальные имели превышение веса в пределах 30–60 г. Но и превышение веса 20–30 г уже усложняло процесс сдачи готовой продукции заказчику. Такие автоматы принимались в сопровождении утвержденных актов, в отдельных случаях требовалось и разрешение ГАУ. От завода требовались мероприятия как по повышению прочности деталей, так и по снижению общего веса изделия, которые взаимно ограничивали реальные возможности решения каждой из этих задач.
Доработка автомата по вкладышу ствольной коробки (добавление веса 19 г), нижней антабке, креплению рукоятки и другие внесенные изменения дали прибавление веса автомата около 55 г. Но вес отдельных автоматов мог увеличиваться еще и за счет колебаний в толщине листового металла, применяемого при штамповке и не подвергаемого дополнительной размерной механической обработке, дающих добавление веса наиболее крупных деталей до 30 г.
Колебания в весе деревянных деталей, изготовляемых из фанерных плит, в зависимости от плотности материала и уровня пропитки смолой уже готовых деталей, как показала практика, составляли примерно 35 г (арх. 51–61, стр. 7).
Большие колебания характеристик применяемых материалов трудно поддаются конструкторскому учету при проектировании изделий, что отражается на неточности первоначально задаваемых весовых характеристик как отдельных деталей, так и собранного изделия в целом.
Проведенные работы по облегчению ряда деталей и узлов (арматуры ствола, возвратного механизма, цевья и др.) позволили снизить вес автомата примерно на 70 г. Достигнутый уровень облегчения АКМ, при котором в 1963 году он стал удовлетворять нормативным требованиям (арх. 201-63, стр. 23), не обеспечивал еще необходимой стабильности данной весовой характеристики в текущем массовом производстве.
Добытые с трудом граммы, подчас за счет кропотливого и скрупулезного удаления «лишнего» металла во многих деталях путем введения облегчающих отверстий, пазов, выемов и т. п., а вместе с тем и введение дополнительных технологических операций по механической обработке, постепенно растрачивались на различные доработки не только по выявленному в производстве, но и по замечаниям войск. Если впоследствии оказывалось, что облегчение той или иной детали привело к снижению ее служебной прочности, то ослабленные места вновь заполнялись металлом. С учетом уже сделанного в повышении запаса долговечности нуждались кожух ствольной коробки, на боковых стенках которого изредка появлялись трещины, крышка коробки, затыльник приклада и другие детали (арх. 51–61, стр. 129). Металлическое армирование гнезда в прикладе для пенала с принадлежностью, который в результате износа дерева заклинивался в прикладе и трудно извлекался, не получило конструкторского завершения ввиду увеличения веса приклада.
Завод неоднократно обращался в ГАУ и отраслевое министерство с предложением по снижению нормативных весовых требований по автомату (арх. 51–61, стр. 51). Предлагалось, в частности, установить нормативный вес АКМ не более 3,1 кг, но без пенала с принадлежностью, шомпола и магазина. Принадлежность предлагалось разместить в сумке для магазинов. Предложение не получило одобрения. «В мирное время автомат нередко эксплуатируется с одним магазином, и сумка с запасными магазинами может отсутствовать», — таким было возражение военного представителя.
В отношении обеспечения весовых данных облегченного АКМ на требуемом уровне (3,1–3,193 кг) оружейное производство работало на пределе своих возможностей. Над ним постоянно «висела» проблема снижения веса, которая получила «усиление» в связи с появлением требований по доведению его нормативной живучести до уровня более «тяжелого» своего предшественника.
Работы по снижению веса автомата, как и многие другие конструкторские исследования, завершались экспериментальной проверкой в опытном цехе завода, являвшемся главной производственной базой отдела главного конструктора завода, который в годы Великой Отечественной войны и в послевоенное время (1940–1958 гг.) возглавлял талантливый оружейник и опытный конструктор В.И. Лавренов. В последующие годы после А.П. Митрофанова, Н. Н. Колпикова и Е.Н. Назарова (1958–1966 гг.) ОГК продолжительное время (1966–1988 гг.) возглавлял И.Е. Семеновых, с 1988 г. — Н.А. Безбородое.
В особо напряженные периоды времени по конструкторской отработке и изготовлению первых серийных партий новых видов оружия (1955–1965 гг.) опытный цех возглавляли К.И. Колосков, А.А. Казаков, Г.М. Туков. В последующие годы их сменили Г.Г. Ованисян, В.Д. Павелкин.
Постоянными «обитателями» особой опытной мастерской цеха, являвшейся и экспериментальным центром, и своеобразной конструкторской лабораторией в сложное для разработчиков нового оружия время, был главный конструктор стрелкового оружия М.Г. Калашников со своими ближайшими помощниками В.В. Крупиным, А.Д. Крякушиным и В.Н. Путиным, конструкторы Е.Ф. Драгунов со своим помощником Ю.К. Александровым, А.И. Нестеров, Г.Н. Никонов.
В числе нового пополнения оружейных конструкторов, проверявших свои творческие замыслы в опытной мастерской, были В.В. Камзолов, В.А. Лекомцев, В.М. Калашников, И.А. Говязин и многие другие.
Качественное изготовление первых войсковых серий новых образцов оружия под руководством опытных мастеров А.В. Пирогова, Г. Файзулина, Г.Т. Коробейникова, А.С. Новоселова, Н.Д. Сычева обеспечивали труженики опытного цеха: слесари-сборщики П.Н. Бухарин, Е.В. Богданов, В.И. Шипулин, А.Т. Анисимов, В.Г. Леонтьев, токари Н.А. Стерхов, Г.Д. Михайлов, фрезеровщики Г. Габдрахманов, А.Д. Пермяков, ложейник П.М. Пермяков, стрелок-испытатель С.Я. Шестов.
Оружие, изготавливаемое умелыми руками этих мастеров своего дела, выдерживало конкурсные испытания различных уровней и принималось на вооружение армии.
Ижевскому заводу как передовому предприятию отрасли по дальнейшему развитию производства со значительным сокращением трудоемкости выпускаемых изделий и на этот раз поставлена повышенная задача. Она коснулась и оружейного производства.
По автомату АКМ в ближайшее пятилетие, начиная со второго года массового его выпуска, требовалось снизить трудозатраты в расчете на одно изделие с 21 до 14 нормо-часов (арх. 2-61, стр. 103). Значительное снижение трудозатрат планировалось получить за счет совершенствования технологий.
Снижение трудоемкости механической обработки деталей требовало отказа от ранее принятого принципа дифференциации обработки и перехода к ее концентрации с применением более сложного оборудования. На оружейном производстве в основу механической обработки стал закладываться принцип максимальной обработки при одной установке детали за счет применения автоматических линий, агрегатных и многоинструментальных станков, что в свою очередь требовало максимального облегчения заготовок с минимальными припусками на обработку.
Получившие к этому времени широкое распространение заготовки в виде поковок новым требованиям в полной мере не удовлетворяли. Их применение было неизбежным при изготовлении очень важных и конструктивно не простых деталей (вкладыш, затвор, рама и др.).
Оружейным производством был взят курс на отработку технологий получения более рациональных облегченных заготовок методом литья, спекания порошкового материала, объемной чеканки, профильного проката, прессования и другими прогрессивными методами.
Литье по выплавляемым моделям. Применение точных прогрессивных заготовок являлось одним из основных факторов, определяющим развитие технологий и трудоемкость изготовления изделия.
Наиболее широкое применение в производстве автоматов получили точные заготовки, изготовляемые методом литья по выплавляемым моделям. Широкомасштабная работа в этом направлении была начата в начале 50-х годов с участием научно-исследовательских организаций Ф. А. Куприянова, В.П. Ананьева и завода Н.И. Палладина, осваивавшего литьевую технологию для широкого массового производства оружейных деталей.
Изготовление литьем точных заготовок, не требующих большой механической обработки перед сборкой изделия, особенно громоздких и сложных по своей конфигурации, обладающих и большой металлоемкостью, позволяло снизить технологическую трудоемкость изготовления деталей в массовом производстве при существенном сокращении расхода металла.
Первые технологические опыты были начаты во второй половине 50-х годов на 4-х деталях автомата (сектор переводчика, кольцо цевья, фиксатор металлического приклада, защелка магазина) (арх. 2576-57, стр. 167).
Получить качественные отливки этих деталей с первого раза не удалось. Первая партия отливок получилась крайне неудачной. Детали имели некачественную поверхность и грубое искажение размеров. По внешнему виду они напоминали литье в землю, что было связано с низкой температурой плавления неудачно выбранного модельного пластмассового материала. Потребовались корректировка и совершенствование технологии литья.
В Ижевском филиале технологического института эту работу возглавлял директор Б. Ф. Файзулин, который несколько позже руководил и внедрением литьевых заготовок в производство автоматов АКМ в роли главного инженера завода, где шел массовый их выпуск.
Особо большие трудности разработчикам новой технологии пришлось преодолевать при изготовлении литьем массивных и сложных по форме деталей арматуры ствола АКМ, подвергающихся сильному тепловому воздействию при стрельбе (в особенности газовая камора). Немало хлопот доставляла и отработка методов контроля качества литья.
Освоение производства деталей АКМ из литьевых заготовок производилось в цехе, возглавляемом В. П. Ионовым. Процесс этот протекал длительное время. Сложным было достижение взаимного согласия между производством и представителями заказчика по вопросам использования деталей из литья на сборке автоматов.
Литьевые детали, сохраняя размерные характеристики, предусмотренные для изготовления методом фрезерования, по предварительным техническим расчетам имели примерно на 20 % ниже запас прочности, что порождало главные сомнения у приемщиков в отношении эксплуатационного качества таких деталей. Были большие сомнения в качестве литья громоздких деталей в смысле наличия в них скрытых от наблюдения и трудно выявляемых пороков литьевого металла. Особенно в начальной стадии их внедрения, когда при отработке массовой технологии по недосмотру контролеров на сборку автоматов просачивались детали с отдельными поверхностными дефектами. Все сомнения в отношении прочности литьевых деталей исчезли не только в результате многочисленных испытаний автоматов на живучесть, но и когда Б.Ф. Файзулин с начальником механического цеха В.П. Ионовым провели руководителя военной приемки по всей технологической цепочке изготовления литья.
После этого было дано окончательное добро на изготовление первой большой опытной партии автоматов с литьевыми деталями. В числе деталей арматуры ствола была и газовая камора, в отношении приемлемости литьевого качества которой было больше всего сомнений.
Детали арматуры ствола были в числе первых, переведенных после многочисленных испытаний на изготовление литьем по выплавляемым моделям. Это дало большой технологический и экономический выигрыш производству. В дальнейшем на изготовление из литьевых заготовок были переведены многие другие детали: колодка приклада, сектор переводчика, автоспуск, кольцо цевья, кольцо и наконечник рукоятки ножа-штыка.
Всего к 1963 году было отработано 9 деталей АКМ для изготовления литьем (арх. 201-63, стр. 23).
Мелкие нагруженные детали сложной конфигурации, требующие повышенной точности изготовления, труднее осваивались в массовом литьевом производстве. Им труднее было конкурировать по точности изготовления и механической прочности с деталями, изготовляемыми чисто механической обработкой, где легче осуществлять подбор металла необходимого качества, выгодно использовать направление волокон металла и другую положительную специфику этой технологии.
Порошковая металлургия. В начале 70-х годов Ижевским заводом совместно с другими организациями проведена большая исследовательская работа по изучению возможностей изготовления нагруженных деталей сложной формы, в том числе и деталей стрелкового оружия, методом горячего прессования из порошковых композиций на железной основе.
Большое внимание тогда этому вопросу уделялось и в зарубежных странах.
Исследовательскими коллективами Э.В. Верховцева, Ф.А. Куприянова и Б.Ф. Файзулина были начаты работы по внедрению порошковой металлургии и в производство деталей АКМ.
Технологически обоснована возможность изготовления около 10 деталей автомата из спеченных заготовок, однако прочность таких деталей по результатам первых опытов не всегда удовлетворяла предъявляемым требованиям.
Это относилось в первую очередь к статически нагруженным деталям (гайка винта рукоятки и металлического приклада, и др.), подвергаемым воздействию ударных нагрузок в процессе эксплуатации оружия.
Трудности отработки стабильной технологии изготовления деталей и методов контроля качества спеченного материала без разрушения детали, обуславливали и нестабильность их прочностных качеств при выборочных контрольных проверках в реальных эксплуатационных условиях.
Из спеченных заготовок стали изготовляться шептало одиночного огня, задний зацеп магазина, некоторые детали штыка-ножа. Поиск путей по расширению возможностей применения данной технологии продолжался и на новой модификации системы АК.
Применение фасонного профильного проката дало положительные результаты при изготовлении шептала одиночного огня и защелки замедлителя. Не утратила своего значения в общем техническом прогрессе технологий и штамповка деталей во всех ее видах.
Применение стальной ленты с обеспечением непрерывной подачи к штамповочному агрегату с помощью специальных станков-автоматов позволило полностью автоматизировать процесс изготовления некоторых деталей. Были созданы поточные механизированные линии холодной штамповки деталей магазина, кожуха и крышки ствольной коробки.
Оригинальным было решение вопроса по изготовлению пенала для принадлежностей штамповкой заготовки из листа с последующей ее гибкой на специальном станке-автомате.
Из станка-автомата выходит готовый пенал, в котором грани заготовки по образующей цилиндра пенала неразъемно сцеплены между собою соединением типа ласточкиного хвоста.
Попытка применить штамповку для образования поршневого утолщения штока затворной рамы за счет высадки горячего металла пруткового материала потерпела неудачу.