К 15 марта 1939 г. были закончены все рабочие чертежи на Ф-34 и начато изготовление деталей пушки.
Интересно, что первоначально Ф-34 предназначалась для вооружения танков Т-28 и Т-35А. Первые испытания ее на танке Т-28 были проведены 19 октября 1939 г. на Гороховецком полигоне. Первые испытания Ф-34 на танке Т-34 прошли там же в ноябре 1940 г. На вооружение пушка Ф-34 была принята под названием «76-мм танковая пушка обр. 1940 г.». Пушку устанавливали на серийных танках Т-34, бронепоездах и бронекатерах. Кроме того, пушкой Ф-34 был вооружен опытный танк КВ-3.
Специально для танка КВ-1 Грабиным была создана модификация пушки Ф-34, получившая заводской индекс Ф-27, позже измененный на ЗИС-5 и принятая на вооружение под названием «76-мм танковая пушка обр. 1941 г.». ЗИС-5 отличалась от Ф-34 конструкцией люльки, устройством и креплением блокировки, а также рядом мелких деталей.
Серийное производство Ф-34 велось с 1940 по 1944 г.:
1940 - 50 пушек; 1941 - 3470; 1942 - 14 307; 1943 - 17 161; 1944 - 3592. Всего было изготовлено 38 580 пушек Ф-34.
Серийное производство ЗИС-5 велось с 1941 по 1943 г.:
в 1941 - 544 пушки; 1942 - 2476; 1943 - 557. Всего было изготовлено 3577 пушек ЗИС-5.
В 1942 г. Грабиным была создана пушка ЗИС-96, представлявшая собой установку ЗИС-5 в башне английского танка «Матильда». Эти танки поставлялись в 1941-1942 гг. в СССР. Советские танкисты считали 40-мм пушку OQF маломощной и предложили заменить ее 76-мм отечественной пушкой. Пушка ЗИС-96 была официально принята на вооружение, завод № 9 получил заказ изготовить 100 пушек в I квартале 1942 г., но его не выполнил. Позже руководству стало не до перевооружения «Матильды».
С 1938 по 1941 г. в КБ Грабина шла работа над 85-мм танковой пушкой Ф-30. Первоначально она задумывалась как полевая 85-мм пушка с круговым обстрелом. Баллистика пушки взята от 85-мм зенитной пушки обр. 1939 г. (со снарядом весом 9,2 кг и начальной скоростью 900 м/с). Угол вертикального наведения от —5° до +20°.
Летом 1940 г. 85-мм пушка Ф-30, установленная на учебный танк Т-28, прошла испытания на Гороховецком полигоне. 5 декабря 1940 г. Кировский завод выпустил опытный танк КВ-220 (объект 220) с 85-мм пушкой Ф-30. Вес танка возрос до 62 тонн, поэтому на него пришлось установить опытный дизельный двигатель В-5 мощностью 700 л. с. Тридцать первого января 1941 г. были начаты заводские испытания танка, но уже на следующий день двигатель вышел из строя, и испытания пришлось прервать. Работы над Ф-30 в целом велись вяло, так как основное внимание было уделено танковым пушкам других калибров.
В марте 1938 г. заводу № 92 Артуправление поручило спроектировать 95-мм танковую пушку. Работая как всегда оперативно, Грабин уже в сентябре 1938 г. выслал в ГАУ рабочий проект 95-мм танковой пушки Ф-39.
Ствол пушки состоял из трубы и кожуха. Затвор — вертикальный клиновой полуавтоматический. Было предусмотрено два варианта заряжения: унитарное (длина патрона 936 мм, и он в Т-28 подавался наклонно) или раздельное (длина снаряда 505 мм и гильзы 497 мм). Боекомплект и баллистика должны были совпадать с 95-мм дивизионной пушкой Ф-28. И, как всегда, Грабин не ждал утверждения проекта, а заранее закончил изготовление чертежей и заказал поковки и литье.
Летом 1940 г. 95-мм танковая пушка Ф-39 успешно прошла заводские испытания на танке Т-28.
Почувствовав, что руководством ГАУ овладела идея создать 107-мм дивизионную пушку, Грабин не стал цепляться за заделы по Ф-28 и Ф-39 и, фактически прекратив работы по 95-мм пушкам, перешел к проектированию 107-мм танковых пушек. Тем более что это отвечало и взглядам самого Грабина на танковые пушки. Вспомним хотя бы его крылатую фразу: «Танк — это повозка для пушки». В 1940 г. Грабин предложил проект 107-мм танковой пушки Ф-42 с баллистикой 107-мм пушки обр. 1910/30 г. В пушке Ф-42 было много деталей и агрегатов от Ф-39. В марте 1941 г. 107-мм пушка Ф-42 была установлена в башне танка КВ и успешно прошла заводские испытания.
В начале 1941 г. наша разведка в очередной раз напугала Политбюро и ГАУ данными о германских танках со сверхтолстой броней. Скорее всего это была дезинформация немцев, причем они могли усилить ее «достоверность» сведениями об отстрелах на германских полигонах трофейных французских танков с толстой броней. Так или иначе, но 7 апреля 1941 г. вышло постановление Совнаркома № 827-345, которым предусматривалось вооружение танка КВ-3 107-мм пушкой ЗИС-6 с начальной скоростью снаряда 800 м/с. Кировскому заводу предписывалось установить план по изготовлению в 1941 г. 500 штук танков КВ-3 со 107-мм пушками. Далее в постановлении говорилось:
«Завод № 92 (т. Грабин) вместе с Кировским заводом обязаны разработать чертежи установки 107-мм пушки ЗИС-6 в башне КВ-3 и к 30 мая 1941 г. предъявить в НКО СССР для утверждения.
Завод № 92 обязан к 25 мая 1941 г. подать на Кировский завод 107-мм пушку ЗИС-6 с установочными деталями, установить в башне КВ-3 и вместе с Кировским заводом отработать бронировку системы.
Завод № 92 НКВ обязан обеспечить подачу Кировскому заводу 107-мм пушек ЗИС-6 на программу 1941 г. в следующие сроки:
июль — 45;
август — 80;
сентябрь — 110;
октябрь — 110;
ноябрь — 110;
и до 15 декабря — 65».
Тем же постановлением предусматривалось создание танков-монстров КВ-4 и КВ-5, вооруженных 107-мм пушкой ЗИС-6:
«О танке КВ-4.
Директору Кировского завода т. Зальцману:
1. Спроектировать и изготовить по тактико-техническим требованиям, утвержденным НКО СССР, танк КВ-4 (с удлиненной базой), вооруженный 107-мм пушкой ЗИС-6 и основной броней 125—130 мм, предусмотрев возможность увеличения толщины брони в наиболее уязвимых местах до 140—150 мм.
2. К 2 октября 1941 г. изготовить один опытный образец, для чего:
а) изготовить и подать на Ижорский завод чертежи на корпус и башню КВ-4;
б) к 15 июня 1941 г. предъявить на утверждение в НКО СССР макет и технический проект танка КВ-4;
в) учесть, что Ижорский завод обязан к 15 августа 1941 г. изготовить и подать на Кировский завод корпус и башню КВ-4.
О танке КВ-5.
Директору Кировского завода т. Зальцману:
1. Спроектировать и изготовить к 10 ноября 1941 г. танк КВ-5. Разработку конструкции корпуса танка и штампованной башни произвести совместно с конструкторами Ижорского завода исходя из следующих основных характеристик КВ-5:
а) броня — лобовая 170 мм, борт — 150 мм, башня — 170 мм;
б) вооружение — 107-мм пушка ЗИС-6;
в) двигатель — дизель мощностью 1200 л. с.;
г) ширина не более 4200 мм.
Предусмотреть при конструировании возможность транспортировки по железной дороге при всех условиях движения.
2. К 15 июля 1941 г. изготовить и подать на Ижорский завод чертежи на корпус и башню КВ-5.