УСТРОЙСТВО ДЛЯ СФЕРОДИНАМИЧЕСКОЙ НАНОРЕЗОНАНСНОЙ 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 обеспечения и регламентированного поддержания в течение всего рабочего цикла обработки волнообразного характера контакта матрицы и заготовки, исключающего спонтанное возникновение ударных импульсов пластической обработки.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении качества наноструктурирования материала получаемых деталей.
Решение задачи достигается тем, что матрица снабжена ложементом, выполненным из упругого материала в форме листа Мебиуса, размещенного в кольцевой канавке, выполненной на рабочей поверхности гравюры матрицы с возможностью перемещения в канавке.
Фиг.1 - представлено устройство в рабочем положении;
Фиг.2 - представлен ложемент в форме листа Мебиуса.
Устройство для сферодинамической нанорезонансной обработки материалов содержит пуансон 1 матрицу 2 с ложементом 5, размещенным в кольцевой канавке на рабочей поверхности гравюры матрицы 2 с
возможностью перемещения в канавке и выполненным из упругого материала в форме листа Мебиуса (И.Н.Бронштейн, К.А.Семендяев «Справочник по математике», Москва, 1965 г., стр.432), планетарный деформирующий модуль 3, 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».
Снабжение матрицы 2 ложементом 5 обеспечивает волнообразный характер взаимодействия матрицы 2 с заготовкой 6 (т.н. «перемещаемая волна Мебиуса») на заключительных стадиях ее деформирования, что является важным фактором при формировании структурно-определяющих характеристик материала готовой детали.
На стадиях: «периодические пульсации модуля» и «релаксационное обкатывание модуля» ложемент 5 матрицы 2 при взаимодействии с материалом заготовки 6 реализует свойство листа Мебиуса и создает винтовое перемещение импульса по его замкнутой поверхности, чем резко повышает энергонасыщенность процесса окончательного формирования эксплуатационных характеристик детали за счет «лавинообразного» зарождения пластических роторов (вихрей), проникающих на наноуровень материала и обеспечивающих его наноструктурирование.