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 толкателя и матрицы, исключающего спонтанное возникновение ударных импульсов пластической обработки.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении качества наноструктурирования материала получаемых деталей.
Решение задачи достигается тем, что толкатель снабжен ложементом, выполненным из упругого материала в форме листа Мебиуса, размещенного в кольцевой канавке, выполненной на боковой поверхности толкателя 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, планетарный деформирующий модуль 3, толкатель 4 с ложементом 5, размещенным в кольцевой канавке
на боковой поверхности толкателя 4 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).
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 толкателя 4 ложементом 5 обеспечивает волнообразный характер взаимодействия толкателя 4 с матрицей 2 (т.н. «перемещаемая волна» Мебиуса), что является определяющим фактором поведения деформирующей системы в течение всего рабочего цикла, поскольку в динамику перемещений модуля 3 вносится дополнительная колебательная компонента (частота) со стороны ложемента 5 толкателя 4 с начального и до окончательного момента деформирования заготовки 6.
Таким образом, благодаря свойству листа Мебиуса - создавать винтовое перемещение импульса по его замкнутой поверхности, ложемент 5 толкателя 4 позволяет значительно повысить энергонасыщенность всей деформирующей системы в целом, обеспечив «лавинообразное» зарождение пластических роторов (вихрей) по всему массиву материала заготовки 6, проникающих на его наноуровень и обеспечивающих высокий уровень структурированности материала.