膝关节胫骨托加工工艺与制造流程分析
目录
引言 1
一、膝关节胫骨托的概述 2
（一）膝关节胫骨托的作用 2
（二）膝关节胫骨托的应用 2
二、膝关节胫骨托的工艺分析 3
（一）零件的图纸分析 3
（二）零件的加工工艺分析 4
三、膝关节胫骨托的加工流程 7
（一）加工机床设置 7
（二）胫骨托首件及正常生产 7
（三）胫骨托的打磨与抛光 8
四、膝关节胫骨托成品零件的检验 9
（一）零件的检验项目表 10
（二）零件的检验步骤 10
总结 12
参考文献 13
致谢 14
引言
现代科技和经济的迅速发展给医疗器械行业带来了巨大的改变，它是一个多学科交叉，投资资金巨大的行业，涉及医药、电子、数控机械等众多行业。其中数控技术在医疗器械的发展中起到了中流砥柱的作用，它是机械行业的基础，在如今自动化工业的大前提下，数控技术必不可少。现代医疗设备的基本特征是自动化与数字化，是多学科、跨领域的现代高科技产物，因其产品的技术含量高，所带来的利润也相对巨大，所以是各国以及国际大公司争相发展的行业。
医疗器械类产品关乎人身安全，也正因如此对其产品在加工制造过程中的质量要求极其严格，每一道工序都有相应的质检，对原材料以及数控操作设备的选取更为严格苛刻，所以产品对企业介入的门槛较高。
本文主要介绍人体植入物——膝关节胫骨托加工工艺与制造流程的分析，现为强生(苏州)公司的专利产品。 一、膝关节胫骨托的概述
（一）膝关节胫骨托的作用
膝关节胫骨托是由胫骨托主体和胫骨托平台组成，胫骨托主体为翼状，其中心轴与胫骨托平台垂直，主体的上部有螺纹孔，选择金属材料为胫骨托的原材料，所述金属材料选自钛、钛合金或钴铬钼中的一种。人体膝关节零件图如图11所示。
图11零件图
（二）膝关节胫骨托的应用
此人体植入物膝关节胫骨托是通过胫骨托顶部凹槽的螺纹孔与膝关节延长杆根部的螺纹结合使胫骨托和延长杆连接成一个整体，从而加固人工膝关节假体的稳定性，植入人体后能够 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
更好的承受人体膝关节因运动而产生的压应力和剪切力，同时也更利于骨组织的长合，提高人体膝关节的稳定性，能有效的重建膝关节功能，提高病患的生活质量。人体膝关节效果图如图12所示。
图12效果图
二、膝关节胫骨托的工艺分析
（一）零件的图纸分析
图21零件图纸
1.结构特点
该膝关节胫骨托零件为板块类型零件。零件由胫骨托主体和胫骨托平台及通槽等结构组成。胫骨托主体轮廓主要是由直线和圆弧构成，结构较为简单；胫骨托平台主要由直线和圆弧构成，结构较为简单；通槽的结构较为简单，是由直线轮廓构成的凹槽。
2.技术要求
该零件模型下底面凹槽内轮廓公差为0.076mm，外轮廓公差为0.127mm，该零件的形位公差有三处，分别为垂直度，误差在0.051和0.356.位置度的误差在0.127.型腔内部的弧面要求比较高，且多要求较高；因此加工时尤其要多注意。该零件与膝关节延长杆零件是一副配合件，且该工件的凹槽是一个配合面，上偏差0.025，下偏差为0，表面精度要求相对比较高，该零件的其余部位未注公差，因此精度等级不是很高 。
3.膝关节胫骨托的材料分析
膝关节胫骨托的原材料为纯钛、钛合金或钴铬钼中的一，其中运用最广泛的为钛合金。钛是上世纪五十年代开始发展起来的一种结构金属，而钛合金的强度高、机械性能与耐腐蚀性都强于纯钛，生物相容性也相对较好，所以常被运用于制作人体植入物假体。钛合金的密度较小，因此重量与自然骨相近，因其生物相容性较好，植入人体能够减轻人体的负荷量，有利于接骨，能够降低人骨对植入物的排斥反应。钛合金是一种无磁金属，不会因天气和磁场的原因而受到影响，并且能够在钛合金表面进行阳极氧化的着色处理，能提高植入物在人体内的耐磨性、耐腐蚀性和耐循环疲劳抗力，极大的提高了植入物的生物相容性，降低医用钛合金对人体的影响。（如图22）
图22原材料
（二）零件的加工工艺分析
1.零件加工所需刀具
膝关节胫骨托由于硬度比较高，所以使用的刀具材料一般为硬质合金，硬质合金具有强度高、韧性好、硬度高、耐磨、耐热、耐腐蚀性等众多优良性能。并且硬质合金刀具比高速钢切削刀具速度高4—7倍，刀具寿命高达5—80倍。但硬质合金脆性较大，不能进行切削加工，所以难以制作成形状复杂的整体刀具，因此通常制作成不同形状的刀片，采用焊接、粘接、机夹等多种方法安装在刀体上使用。此产品加工中使用的刀具如表21所示,刀具底座如图22所示。
表21 刀具表
序号
物料号
刀具描述
夹头
刀具加工特征
T01
MSC600000912
18MM铣刀 立铣刀 O.5X45
100TG180M
N/A
T02
MSC600000911
12MM铣刀
100TG120M
顶面外观
T03
MSC600000910
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