способ сферодинамической нанорезонансной обработки материалов

Формула изобретения

Способ сферодинамической нанорезонансной обработки материалов, характеризующийся тем, что включает размещение цилиндрической заготовки в полости матрицы на сферодинамическом флуктуационном деформирующем модуле с опорой на толкатель и последующее двухстороннее встречное деформирование заготовки обкатным пуансоном, которому сообщают движение кругового обкатывания с периодической осевой подачей на оборот пуансона и одновременное качание, и упомянутым сферодинамическим флуктуационным деформирующим модулем, при этом используют деформирующий модуль с полостью и размещенным в ней резонатором, выполненный с возможностью спонтанного перехода в состояние деформационного резонанса с появлением звука высокого тембра звучания, при возникновении которого прерывают контакт пуансона с заготовкой и поднимают его на высоту, не превышающую величины осевой подачи пуансона на его оборот.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки материалов давлением, в частности к способам и устройствам для холодного пластического деформирования и получения деталей с заданным уровнем эксплуатационных характеристик, и может быть использовано при изготовлении:

- нового поколения датчиков измерения физических параметров в химически активных средах при сверхмалых и сверхвысоких давлениях, а также при высоких и криогенных температурных;

- нового поколения определяющих деталей видео- и аудиоаппаратуры (герконы - магнитоуправляемые контакты), позволяющих создать на базе одного элемента взаимоисключающие физические характеристики: высокая упругость - коррозионная стойкость - высокая магнитная индукция B₅ - стабильная максимальная магнитная проницаемость _max.

Известно устройство, реализующее способ Бещекова для торсионной сферодинамической обработки материалов [1].

Недостатком известного способа является невозможность в процессе деформирования заготовки обеспечить проникновение механизмов пластичности (мод ротационной пластичности) до микроуровня с целью формирования структурно-информационного поля в материале детали и длительного его хранения в готовом изделии.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа, который позволяет реализовать волновую природу пластической деформации и обеспечивает проникновение ее на наноуровень (10^-9 м) материала заготовки и формирование в заготовке массивов материала с "искусственным интеллектом".

Поставленная задача решается тем, что способ сферодинамической нанорезонансной обработки материалов включает размещение цилиндрической заготовки в полости матрицы на сферодинамическом флуктуационном деформирующем модуле с опорой на толкатель и последующее двухстороннее встречное деформирование заготовки обкатным пуансоном, которому сообщают движение кругового обкатывания с периодической осевой подачей на оборот пуансона и одновременное качание, и упомянутым сферодинамическим флуктуационным деформирующим модулем, при этом используют деформирующий модуль с полостью и размещенным в ней резонатором, выполненный с возможностью спонтанного перехода в состояние деформационного резонанса с появлением звука высокого тембра звучания, при возникновении которого прерывают контакт пуансона с заготовкой и поднимают его на высоту, не превышающую величины осевой подачи пуансона на его оборот.

Способ сферодинамической нанорезонансной обработки материалов поясняется чертежом, на котором представлен процесс формообразования детали на стадии деформационного резонанса опоры.

Способ осуществляют следующим образом.

Заготовку 6 устанавливают в полости матрицы 2 на опору - сферодинамический модуль 3, в полости которого размещен резонатор 4, модуль 3 размещен на толкателе 5. Затем к заготовке 6 подводят обкатной пуансон 1, фиксируя заготовку 6 в полости матрицы 2 и производят регламентированную торцевую осадку заготовки 6. Затем заготовку деформируют пуансоном 1, совершающим сложное движение: круговое обкатывание с одновременным качанием. Сферодинамический модуль 3 при этом с определенным запаздыванием начинает реактивно повторять сложное движение пуансона 1: обкатываясь в том же направлении и совершая вынужденные колебания, спонтанно переходит в состояние деформационного резонанса с появлением звука высокого тембра звучания. В этот момент прерывают контакт пуансона с заготовкой, поднимая его на высоту, не превышающую величины осевой подачи пунсона на его оборот, что создает благоприятные энергетические условия для скачкообразного перехода модуля 3 из состояния деформационного резонанса к состоянию спонтанного временного нарушения первоначальных гравитационных условий и т.н. его "всплыванию" над толкателем 5. Оторвавшись от толкателя 5, модуль 3 в момент поднятия пуансона 1 совершает энергетический скачок в виде резкого удара о заготовку 6, что сопровождается характерным звуком ("щелчком"), после чего он производит серию круговых биений по заготовке 6 и вновь падает на толкатель 5, переходя в состояние хаотических колебаний. Такой режим обработки заготовки 6 модулем 3 обеспечивает проникновение механизмов волновой пластической деформации на наноуровень (10 ^-9 м) и формирование в материале детали массивов с "искусственным интеллектом". Поднятие пуансона 1 в момент перехода модуля 3 в состояние деформационного резонанса на высоту, превышающую величину осевой подачи пунсона 1 на его оборот, не обеспечивает силового замыкания элементов деформирующей системы "пуансон-заготовка-модуль-толкатель".

Источники информации

1. Патент РФ №2130357, В 21 J 5/08, В 21 D 37/12, 1998.