Устройство для торсионного сферодинамического формообразования материалов

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при холодном пластическом деформировании и получении деталей с заданным уровнем эксплуатационных характеристик. Устройство содержит пуансон, матрицу, планетарный деформирующий флуктуационный модуль и толкатель. Модуль выполнен в виде основного и дополнительного формовых торсионных генераторов. Первый из них выполнен составным из двух частей. На сопрягаемых поверхностях частей имеются одинаковые конические выемки, образующие полость, соединенную с атмосферой посредством канала. Поверхность полости выполнена из немагнитного материала. Дополнительный формовой торсионный генератор выполнен в виде гравитационного резонатора, представляющего собой постоянный магнит в форме тела вращения. Магнит размещен в полости с возможностью свободного перемещения. В результате обеспечивается расширение технологических возможностей устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области обработки материалов давлением и, в частности к устройствам для холодного пластического деформирования и получения деталей с заданным уровнем эксплуатации характеристик, и может быть использовано при изготовлении нового поколения офтальмологических игл с увеличенной прочностью крепления шовного материла в торце иглы и пониженной степенью нарушения тканей глазного яблока при внедрении иглы; нового поколения гравитационных модулей фильтров питьевой воды с увеличенным объемным магнитным потенциалом, обеспечивающим формирование объемного заряда на сверхмелких нерастворимых примесях; нового поколения релаксационных модулей державок для шлифовки и огранки драгоценных камней, устраняющих опасные напряжения скола камня, возникающие при его обработке; 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 "горосфероэкодизайн".

Известно устройство для торсионного сферодинамического формообразования материалов, содержащее пуансон, матрицу, планетарный деформирующий флуктуационный модуль, толкатель (RU, патент, 2069115, 20.11.96, B 21 D 37/12).

Недостаток устройства следующий: невозможность в процессе пластического деформирования механизма пластической деформации проникать до микроуровня и формировать структурно-информационное поле в материале, длительно сохраняющее информацию, вносимую в материал при его деформировании; невозможность активного воздействия на структуру металла заготовки в процессе ее формообразования.

Данное техническое решение принято за прототип.

Задача, решаемая изобретением, заключается в расширении технологических возможностей устройства с точки зрения гаммы обрабатываемых материалов и обеспечении возможности регламентации режима его работы.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для торсионного сферодинамического формообразования материалов, содержащем пуансон, матрицу, планетарный деформирующий флуктуационный модуль и толкатель, планетарный модуль выполнен в виде основного и дополнительного формовых торсионных генераторов, первый из которых выполнен составным из двух частей, сопряженных по плоскости, проходящей через его центр тяжести, и имеющих на сопрягаемых поверхностях одинаковые конические выемки, расположенные осями по оси симметрии основного генератора, с образованием полости, соединенной с атмосферой посредством канала, расположенного по плоскости сопряжения, поверхность упомянутой полости выполнена из немагнитного материала, а дополнительный формовой торсионный генератор выполнен в виде гравитационного резонатора, представляющего сбой постоянный магнит в форме тела вращения, размещенный в полости основного формового торсионного генератора с возможностью свободного перемещения.

Части основного формового торсионного генератора выполнены из разнородных материалов, а постоянный магнит имеет форму шара.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен планетарный деформирующий флуктуационный модуль (исходное положение); на фиг. 2 - то же при переводе модуля в состояние динамической неустойчивости (гравитационного резонанса).

Устройство для торсионного сферодинамического формообразования материалов содержит обкатной пуансон 1, матрицу 2, толкатель 3 и планетарный деформирующий флуктуационный модуль в виде основного 4 и дополнительного 5 формовых торсионных генераторов. Основной генератор 4 выполнен составным из двух частей, сопряженных по плоскости, проходящей через его центр тяжести. На сопрягаемых поверхностях частей основного генератора 4 имеются одинаковые конические выемки, расположенные осями по оси симметрии основного генератора с образованием полости 6, соединенной с атмосферой посредством канала 7, расположенного по плоскости сопряжения. Поверхность полости 6 выполнена из немагнитного материла. Дополнительный 5 формовой торсионный генератор выполнен в виде гравитационного резонатора, представляющего собой постоянный магнит в форме тела вращения. Магнит установлен в полости 6 с возможностью свободного перемещения.

Устройство работает следующим образом.

Заготовку 8 с нанесенной на ее поверхность смазкой размещают на планетарном модуле и фиксируют в полости матрицы 2 между пуансоном 1 и модулем. Затем пуансон 1 перемещают вниз и производят регламентированную торцевую осадку заготовки 8. После этого с пуансона 1 снимают усилие осадки, сохраняя взаимный контакт между пуансоном 1, заготовкой 8 и модулем. Затем к пуансону 1 прилагают усилие обкатки и начинают деформировать заготовку 8. По мере деформирования заготовки 8, уменьшения ее высоты и повышения степени наклепа металла заготовки частота вынужденных колебаний модуля начинает резко возрастать из-за того, что размещенный в полости 6 основного торсионного генератора 4 гравитационный резонатор увеличивает частоту своих ударных импульсов в стенки полости ABCD, тем самым внося дополнительную энергию в колебательную систему модуля и одновременно создавая вихревое вращающееся магнитное поле.

В крайних положениях основного торсионного генератора резонатор, занимая положения в углах полости 6, создает дополнительный резонирующий момент Мр. (на фиг. 2), который, суммируясь с флуктуационным движением основного торсионного генератора 4, переводит его на определенном этапе в состояние гравитационного резонанса, поскольку внесение дополнительной энергии в колебательную систему обусловлено гравитационным полем Земли, массой резонатора и геометрией полости модуля.

Перейдя в состояние гравитационного резонанса, модуль прилагает к заготовке дополнительные ударные импульсы, создавая в ее материале новый массив дефектов на кристаллографическом уровне, которые, в свою очередь, формируют ориентационную неустойчивость ее угловых атомов, а это обуславливает проявление ротационных мод пластичности на низкоэнергетическом уровне, когда еще не израсходован запас исходной пластичности, что позволяет деформировать высокопрочные, хрупкие материалы, в т.ч. неметаллические.

Таким образом, при работе данного устройства реализуется одновременно: эффект деформационного резонанса гравитационного резонатора, ускоряющий перевод модуля в состояние динамической неустойчивости на самых начальных ступенях процесса деформирования заготовки, позволяя использовать еще нерастраченный запас исходной пластичности материала и реализовать новые моды ротационной пластичности и эффект воздействия вихревого вращающегося магнитного поля, создаваемого резонансом, на деформируемый материал заготовки 8, в котором при этом образуется структурно-информационное поле, позволяющее регламентировано фиксировать во время всю информацию, вносимую в материал заготовки при ее работе.

Формула изобретения

1. Устройство для торсионного сферодинамического формообразования материалов, содержащее пуансон, матрицу, планетарный деформирующий флуктуационный модуль и толкатель, отличающееся тем, что планетарный деформирующий флуктуационный модуль выполнен в виде основного и дополнительного формовых торсионных генераторов, первый из которых выполнен составным из двух частей, сопряженных по плоскости, проходящей через его центр тяжести, и имеющих на сопрягаемых поверхностях одинаковые конические выемки, расположенные осями по оси симметрии основного генератора с образованием полости, соединенной с атмосферой посредством канала, расположенного по плоскости сопряжения, поверхность упомянутой полости выполнена из немагнитного материала, а дополнительный формовой торсионный генератор выполнен в виде гравитационного резонатора, представляющего собой постоянный магнит в форме тела вращения, размещенный в полости основного формового торсионного генератора с возможностью свободного перемещения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что части основного формового торсионного генератора выполнены из разнородных материалов.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что постоянный магнит выполнен в форме шара.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2