Способ бещекова торсионной сферодинамической обработки материалов

 

Изобретение относится к области обработки материалов давлением и может быть использовано при холодном пластическом деформировании для получения деталей с феноменологическими физическими характеристиками. Заготовку размещают в матрице на опоре с возможностью спонтанного качательно-колебательного движения. К одному из торцов заготовки поочередно прикладывают усилия осадки и рабочей и холостой обкатки. В процессе холостой обкатки к торцам заготовки прикладывают ударные импульсы переменной интенсивности. Частота импульсов возрастает до резонансной. Авторезонансное воздействие ударных импульсов поддерживают в течение времени, в 7-8 раз превышающего длительность рабочего цикла. В результате в материале заготовки формируется структурно-информационное поле, длительно сохраняющее информацию, вносимую при деформировании. 2 ил.

Способ относится к области обработки материалов давлением и, в частности, к способам холодной пластической обработки материалов и может быть использован для получения деталей с феноменологическими (отсутствующими в природе) физическими характеристиками, а именно: базовых деталей нового поколения анализаторов крови на СПИД; корпусов резервуаров для длительного хранения консервантов крови и плазмы; базового элемента имплантантов эндопротезов двигательных механизмов человеческого тела; контактных инденторов определения типа аномальных новообразований тканевых клеток молочной железы; каталитических модулей ускорения созревания аминокислот при брожении белковых масс; релаксационных державок при обработке драгоценных камней; нового поколения датчиков давления и расходометров для нефте, газо- и водопроводов; контрольно-измерительной аппаратуры летательных аппаратов; гравитационных фильтров очистки питьевой воды; инструмента финишной обработки кож типа "замша", "нубок"; инструмента формирования декоративных текстур при изготовлении мебели; ударных элементов в машинах ремонта покрытия дорог; нового поколения базовых элементов биокорректоров-нейтрализаторов энергополя человека; нового поколения модулей защиты от электромагнитного поля трубок сотовых телефонов; нового поколения модулей-генераторов вихревого торсионного поля картин категории "торосфероэкодизайн"; нового поколения биологически активных косметических препаратов.

Наиболее близким по технической сущности является способ торсионной сферодинамической обработки материалов, включающий размещение заготовки в матрице на опоре с возможностью спонтанного качательно-колебательного движения и поочередное приложение к ней со стороны торца от обкатного инструмента усилия осадки и усилий рабочей и холостой обкатки с обеспечением в процессе рабочего цикла перераспределения компонент фазового состава металла заготовки до кристаллографического уровня (RU, патент, 2069115, 20.11.96, B 21 D 37/12).

Данный известный способ не позволяет формировать в материале заготовки структурно-информационное поле, длительно сохраняющее информацию, вносимую в материал при его деформировании.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение формирования в материале заготовки структурно-информационного поля, длительно сохраняющего информацию, вносимую при деформировании.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе торсионной сферодинамической обработки материалов, включающем размещение заготовки в матрице на опоре с возможностью спонтанного качательно-колебательного движения и поочередное приложение к ней со стороны торца от обкатного инструмента усилия осадки и усилий рабочей и холостой обкатки с обеспечением в процессе рабочего цикла перераспределения компонент фазового состава металла заготовки до кристаллографического уровня, согласно изобретению, в процессе холостой обкатки к торцам заготовки одновременно прикладывают ударные импульсы переменной интенсивности с частотой, возрастающей до резонансной, а авторезонансное воздействие ударных импульсов поддерживают в течение времени, определяемого следующим выражением τ_а.в.у.и = (7-8)τ_р.ц., где τ_а.в.у.и - длительность авторезонансного воздействия ударных импульсов, мин; τ_p.ц. - длительность рабочего цикла, мин.

При длительности авторезонансного воздействия ударных импульсов менее 7-кратной длительности рабочего цикла обработки заготовки не обеспечивается регламентированного срока существования структурно-информационного поля в материале детали.

При длительности авторезонансного воздействия ударных импульсов более 8-кратной длительности рабочего цикла обработки заготовки происходят необратимые изменения кода вносимой структурной информации в материал детали.

Способ Бещекова торосферодинамической обработки материалов представлен графическим материалом, где на фиг.1 показан процесс реализации способа в начальной стадии обработки заготовки; на фиг.2 - то же на заключительной стадии.

Способ осуществляют следующим образом: Цилиндрическую заготовку 1 устанавливают на деформирующем модуле 2, выполненном составным и с полостью 3, в которой размещена среда (магнитная жидкость) 4. В полости 3 также размещен полый гравитационный резонатор 5, частично заполненный средой (магнитной жидкостью) 6. Полость 3 в модуле 2 выполнена кривой "Улитка Паскаля". Модуль 2 размещен на толкателе 7. Обкатной инструмент в виде пуансона 8 с кольцевой канавкой 9 на рабочей поверхности подводят к заготовке таким образом, чтобы в кольцевую канавку 9 пуансона 8 регламентированно входил кольцевой выступ 10, выполненный на рабочей поверхности матрицы 11, образуя в соединении при наличии среды (жидкости) 12 релаксатор упругих напряжений.

После силового замыкания рабочего пространства зоны деформирования: пуансон 8-заготовка 1-матрица П-модуль 2-толкатель 7, производят регламентированную торцевую осадку заготовки и последующую обкатку пуансоном 8 (фиг. 1).

На определенной стадии обкатки пуансоном 8 заготовки 1 при круговых вращениях модуля 2 вязкая жидкость 4 начинает растекаться по стенкам полости 3 модуля 2. Жидкость 6 резонатора 5 под действием сил гравитации вызывает его перемещение по поверхности полости 3 модуля 2, что стимулирует энергетику динамически неустойчивого положения модуля 2 на толкателе 7. Достигая положения, показанного на фиг.2, резонатор 5 создает дополнительный момент опрокидывания модуля 2-Мр, который переводит модуль 2 в состояние динамической неустойчивости. При ускоренном колебании модуля 2 резонатор 5 начинает совершать хаотические ударные перемещения о стенки полости 3, при этом жидкость 6, находящаяся внутри резонатора 5, переводится в состояние гидравлического удара, деформируя упругую стенку резонатора 5, в последнем возникает эффект авторезонанса затухания встречнонаправленных волн жидкости, выделяющаяся при этом энергия способствует переводу резонатора 5 в состояние упругого авторезонанса. На этой стадии обработки заготовка, испытывающая активное воздействие со стороны пуансона 8 и реактивное воздействие со стороны модуля 2, начинает совершать регламентированные ограниченные знакопеременные повороты в направлении, одноименном направлению обкатки ее пуансоном 8. При этом со стороны модуля 2 на заготовку воздействуют ударные импульсы переменной (возрастающей) интенсивности в начале процесса и постоянной интенсивности на стадии упругого авторезонанса модуля 2.

Таким образом, в данном способе реализован эффект гидроударного деформационного авторезонанса, позволяющий значительно уменьшить затраты подводимой энергии для обеспечения условий прохождения развитой пластической деформации, а также воздействия торсионных полей, создаваемых при вращении магнитных жидкостей 4 и 6 и вихревого энергетического поля материала резонатора 5, на структурные преобразования в материале детали на микроуровне при реализации низкоэнергетических мод (механизмов) ротационной пластичности.

Формула изобретения

Способ торсионной сферодинамической обработки материалов, включающий размещение заготовки в матрице на опоре с возможностью спонтанного качательно-колебательного движения и поочередное приложение к ней со стороны торца от обкатного инструмента усилия осадки и усилий рабочей и холостой обкатки с обеспечением в процессе рабочего цикла перераспределения компонент фазового состава металла заготовки до кристаллографического уровня, отличающийся тем, что в процессе холостой обкатки к торцам заготовки одновременно прикладывают ударные импульсы переменной интенсивности с частотой, возрастающей до резонансной, а авторезонансное воздействие ударных импульсов поддерживают в течение времени, определяемого следующим выражением τ_а.в.у.и = (7-8)τ_р.ц., где τ_а.в.у.и - длительность авторезонансного воздействия ударных импульсов, мин; τ_p.ц.- длительность рабочего цикла, мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2