Устройство для сферодинамической нанорезонансной обработки материалов

Полезная модель относится к устройствам для обработки металлов давлением и, в частности, к устройствам для холодного пластического деформирования и может быть использовано при изготовлении наноструктурированных деталей машин и механизмов.

Полезная модель позволяет формировать в материале феноменологический комплекс физических характеристик за счет реализации пластических роторов (вихрей) волновой пластической деформации, проникающих на наноуровень обрабатываемого материала.

Снабжение толкателя 4 ложементом 5, выполненным из упругого материала в форме листа Мебиуса и размещенным в кольцевой канавке на боковой поверхности толкателя 4, обуславливает волнообразный характер взаимодействия толкателя 4 с матрицей 2 в течении всего цикла деформирования заготовки 6, что значительно повышает энергетику колебаний системы и облегчает проникновение пластических роторов (вихрей) на наноуровень обрабатываемого материала заготовки 6, 2 илл.

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.

Устройство для сферодинамической нанорезонансной обработки материалов, содержащее пуансон, матрицу, планетарный деформирующий модуль, толкатель с рабочей и боковой поверхностями, отличающееся 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.