УСТРОЙСТВО ДЛЯ СФЕРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области обработки материалов давлением и, в частности, к устройствам для получения наноструктурированных деталей машин и механизмов с заданным уровнем эксплуатационных свойств и может быть использована при изготовлении нового поколения определяющих деталей агрегатов из т.н.. «умных» материалов, сформированных пластическим деформированием.
Известно устройство для сферодинамического формообразования (патент РФ №2063285, Кл. В21Д 37/12, B21J 5/08, 1996 г.- прототип), содержащее пуансон, матрицу, планетарный деформирующий модуль, толкатель.
Недостаток устройства следующий:
- невозможность получения материала деталей с высокой степенью его наноструктурирования за один рабочий цикл.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении качества и степени наноструктурирования материала получаемых деталей.
Решение задачи достигается тем, что планетарный деформирующий модуль выполнен в форме вытянутого эллипсоида вращения, со стороны рабочей поверхности и сплющенного эллипсоида вращения со стороны опорной поверхности.
Фиг.1 - представлено устройство в рабочем положении;
Устройство для сферодинамической обработки материалов содержит пуансон 1, матрицу 2, планетарный деформирующий модуль 3, выполненный в форме вытянутого эллипсоида вращения со стороны рабочей поверхности - А, и сплющенного эллипсоида вращения со стороны опорной поверхности - В, (И.Н.Бронштейн, К.А.Семендяев «Справочник по математике», Москва, 1965 г., стр.229), толкатель 4.
Устройство работает следующим образом.
Заготовку 6 размещают на модуле 3 и фиксируют в полости матрицы 2 пуансоном 1 с упором на толкатель 4. Деформируют заготовку путем предварительной осадки и последующего обкатывания пуансоном 1 на модуле 3, при этом деформирующая система в течение рабочего цикла последовательно проходит следующие стадии:
- «динамическая неустойчивость»;
- «деформационный резонанс»;
- «нарушение гравитационных условий модулем («всплывание модуля»)»;
- «хаотические биения модуля»;
- «периодические пульсации модуля»;
- «релаксационное обкатывание модуля».
Выполнение модуля 3 в форме вытянутого эллипсоида вращения со стороны рабочей поверхности и сплющенного эллипсоида вращения со стороны его опорной поверхности обуславливает резкую интенсификацию механизмов пластической деформации в виде пластических роторов (вихрей) и ротационных механизмов (мод) пластичности, проникающих на наноуровень обрабатываемого материала. Кроме того, указанная геометрия рабочей и опорной поверхностей значительно ускоряет процесс накопления материалом заготовки 6 вносимой энергии деформирования, что существенно увеличивает длительность стадии деформационного резонанса деформирующей системы, повышая тем самым степень наноструктурирования материала заготовки 6.