人工半月板产品的cam加工工艺分析(附件)【字数：6640】
随着人口红利的消失人口的老龄化也日渐严重，人们更是对自身健康问题越发关注了起来。由于常年累月的体力劳动和非科学的用力，让国人的膝关节受到了各种各样的损伤，长期的忽视就会形成相应的疾病，而发生频率比较高的膝关节疾病就是半月板磨损。而如果半月板磨损严重常见的解决办法为替换成人造软骨。本篇论文内容就是对人工半月板制作流程进行分析，参考资料有3D模型和其二维图纸。本品论文注重介绍了人工半月板产品的加工工艺分析、CAM仿真编程和实物试切。希望根据人工半月板产品标准和要求设计出一套科学的加工流程，能够设计出稳定且标准的加工工艺。用人造软骨替代半月板以缓解半月板磨损对人们生活工作的影响，从而提升人们的生活水平。
目 录
引 言 1
第一章 人工半月板工艺分析 2
1.1 人工半月板尺寸分析 2
1.2人工半月板原材料分析 4
第二章 人工半月板CAM仿真加工 6
2.1 人工半月板夹持槽的仿真设计 6
2.2 人工半月板卡和面仿真设计 7
2.3人工半月板反面仿真设计 11
2.4 人工半月板的工艺流程分析和夹具的仿真设计 13
第三章 人工半月板的实物试切 16
3.1 实物加工前的准备 16
（1）人工半月板加工机床的选择 16
（2）人工半月板加工刀具选用 17
（3）人工半月板的备料 18
3.2 人工半月板实物加工和检测 18
（1）实物加工 18
（2）产品尺寸检测 21
总 结 23
参考文献 24
谢 辞 25
引 言
中国的快速崛起和那个阶段的大量劳动人口密不可分，而现在也产生了大量劳动人口老龄化的问题。而长时间高强度的体力劳作对膝关节的损伤尤为厉害，严重时更是会产生各种疾病，半月板磨损就是最为常见的膝关节疾病之一，如图01所示。如果半月板磨损情况较为严重时最好采用人造软骨来替换，如图02所示。而本课题内容就是对人工半月板的CAM仿真加工和工艺进行研究分析。从人工半月板制作模型到图纸都进行一步步解析。对于人工半月板的要点和制作痛点也进行了优化， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
使其能持续不断的生产高品质人工半月板。
图01 人体半月板实物图片
图02 人造半月板软骨图片
本篇论文对人工半月板的CAM加工工艺设计分析，分别从人工半月板的工艺、CAM仿真加工、实物试切三个部分展开。利用UG8.0作为CAM编程软件进行建模和编程，以及选用奥德斯加工中心L600和四轴回转台对该产品进行实物试切，并且对加工刀具进行选择时，充分的考虑到加工工件所使用的材料与其加工的特征。最终根据人工半月板产品标准和要求设计出一套科学的加工流程，完成对人工半月板CAM加工工艺分析。
第一章 人工半月板工艺分析
1.1 人工半月板尺寸分析
人工半月板制作工程图见11，人工半月板3D建模图见图12.
图11 人工半月板制作工程图
图12 3D建模图
本课题研究的人工半月板由正反两面不同特征组合而成。人工半月板工程图分别从主视、仰视、俯视还有解剖等多个角度展示了产品结构。工程图上还显示了人工半月板整体尺寸其长度为81.168毫米，产品整体宽度为53.234毫米，产品高度为31.3毫米。图中还可看出人工半月板反面主要起到了卡和的作用，卡和的结构常常用来把一个产品和另一个配套产品连接起来，让两个物体固定住不会轻易脱落。从人工半月板正面看会有立柱还有关节滑道两个主要构成。其中关节滑道主要是让骨髓可以平稳的在关节软骨上面运转，从而让关节可以做到弯曲活动。而立柱可以限制其移动性，让股骨大大降低产生弯曲错位等现象。
为了让其可以和其它产品完美匹配，对于卡和结构的尺寸要求非常高。其中一个比较重要的尺寸数据为38.89±0.05。这串数据代表的是卡扣与卡扣间的距离，对于这个数据的精确控制是让衬垫与其它配件都能够达到成品要求的保障。太紧太松都不行，太紧会让部件卡不进去，太松则可能会让半月板直接脱落。还有一个尺寸数据是2*35.489±0.05，这串数据能都让产品滑过两直线之间的缝隙精准的落在卡和处。人工半月板上面还有一个凹槽其宽为7.14，内部都是由弧面和小台阶组合而成，其作用就是能让组合好的产品可以再次拆开。如图4.5尺寸展示图所示。
人工半月板正面是由竖立在中间的立柱和关节滑道它在产品的两侧。关节滑道会经常和股骨髁产生摩擦，这就需要关节面有很高的品质，对粗糙度也都有明确的要求通常为≤Ra1.2为宜，关节面不仅左右两边有还有一小段在上面。上面的小关节面主要是用在和人体内的髌骨做配合，可以让髌骨能够在滑道内顺畅滑动。
1.2人工半月板原材料分析
根据图纸来看人工半月板形状比较特殊，所以选用的原材料需要足够的大才行。综上原因，为了更好地加工产品毛坯料还是确定为棒料。确定了毛胚料后通过三维软件，计算出加工人工半月板所需要的最小毛坯料尺寸。图13为计算后的毛坯料尺寸。
图13 毛坯料尺寸图
图纸右下角显示的ASTM F2565，是一种外科植入物而且采用了美国材料与试验协会（American Society for Testing and Materials）制定的标准。ASTM F2565这种材料集结了塑料的全部优点。各项指标例如 抗磨损、抗腐蚀程度、抗冲击性能都可以和世界上最顶级的塑料媲美，不仅如此还具有塑料所没有的润滑能力和受到冲击时很好的吸收能力。下图14为的ASTM F2565的性能参数。
目 录
引 言 1
第一章 人工半月板工艺分析 2
1.1 人工半月板尺寸分析 2
1.2人工半月板原材料分析 4
第二章 人工半月板CAM仿真加工 6
2.1 人工半月板夹持槽的仿真设计 6
2.2 人工半月板卡和面仿真设计 7
2.3人工半月板反面仿真设计 11
2.4 人工半月板的工艺流程分析和夹具的仿真设计 13
第三章 人工半月板的实物试切 16
3.1 实物加工前的准备 16
（1）人工半月板加工机床的选择 16
（2）人工半月板加工刀具选用 17
（3）人工半月板的备料 18
3.2 人工半月板实物加工和检测 18
（1）实物加工 18
（2）产品尺寸检测 21
总 结 23
参考文献 24
谢 辞 25
引 言
中国的快速崛起和那个阶段的大量劳动人口密不可分，而现在也产生了大量劳动人口老龄化的问题。而长时间高强度的体力劳作对膝关节的损伤尤为厉害，严重时更是会产生各种疾病，半月板磨损就是最为常见的膝关节疾病之一，如图01所示。如果半月板磨损情况较为严重时最好采用人造软骨来替换，如图02所示。而本课题内容就是对人工半月板的CAM仿真加工和工艺进行研究分析。从人工半月板制作模型到图纸都进行一步步解析。对于人工半月板的要点和制作痛点也进行了优化， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
使其能持续不断的生产高品质人工半月板。
图01 人体半月板实物图片
图02 人造半月板软骨图片
本篇论文对人工半月板的CAM加工工艺设计分析，分别从人工半月板的工艺、CAM仿真加工、实物试切三个部分展开。利用UG8.0作为CAM编程软件进行建模和编程，以及选用奥德斯加工中心L600和四轴回转台对该产品进行实物试切，并且对加工刀具进行选择时，充分的考虑到加工工件所使用的材料与其加工的特征。最终根据人工半月板产品标准和要求设计出一套科学的加工流程，完成对人工半月板CAM加工工艺分析。
第一章 人工半月板工艺分析
1.1 人工半月板尺寸分析
人工半月板制作工程图见11，人工半月板3D建模图见图12.
图11 人工半月板制作工程图
图12 3D建模图
本课题研究的人工半月板由正反两面不同特征组合而成。人工半月板工程图分别从主视、仰视、俯视还有解剖等多个角度展示了产品结构。工程图上还显示了人工半月板整体尺寸其长度为81.168毫米，产品整体宽度为53.234毫米，产品高度为31.3毫米。图中还可看出人工半月板反面主要起到了卡和的作用，卡和的结构常常用来把一个产品和另一个配套产品连接起来，让两个物体固定住不会轻易脱落。从人工半月板正面看会有立柱还有关节滑道两个主要构成。其中关节滑道主要是让骨髓可以平稳的在关节软骨上面运转，从而让关节可以做到弯曲活动。而立柱可以限制其移动性，让股骨大大降低产生弯曲错位等现象。
为了让其可以和其它产品完美匹配，对于卡和结构的尺寸要求非常高。其中一个比较重要的尺寸数据为38.89±0.05。这串数据代表的是卡扣与卡扣间的距离，对于这个数据的精确控制是让衬垫与其它配件都能够达到成品要求的保障。太紧太松都不行，太紧会让部件卡不进去，太松则可能会让半月板直接脱落。还有一个尺寸数据是2*35.489±0.05，这串数据能都让产品滑过两直线之间的缝隙精准的落在卡和处。人工半月板上面还有一个凹槽其宽为7.14，内部都是由弧面和小台阶组合而成，其作用就是能让组合好的产品可以再次拆开。如图4.5尺寸展示图所示。
人工半月板正面是由竖立在中间的立柱和关节滑道它在产品的两侧。关节滑道会经常和股骨髁产生摩擦，这就需要关节面有很高的品质，对粗糙度也都有明确的要求通常为≤Ra1.2为宜，关节面不仅左右两边有还有一小段在上面。上面的小关节面主要是用在和人体内的髌骨做配合，可以让髌骨能够在滑道内顺畅滑动。
1.2人工半月板原材料分析
根据图纸来看人工半月板形状比较特殊，所以选用的原材料需要足够的大才行。综上原因，为了更好地加工产品毛坯料还是确定为棒料。确定了毛胚料后通过三维软件，计算出加工人工半月板所需要的最小毛坯料尺寸。图13为计算后的毛坯料尺寸。
图13 毛坯料尺寸图
图纸右下角显示的ASTM F2565，是一种外科植入物而且采用了美国材料与试验协会（American Society for Testing and Materials）制定的标准。ASTM F2565这种材料集结了塑料的全部优点。各项指标例如 抗磨损、抗腐蚀程度、抗冲击性能都可以和世界上最顶级的塑料媲美，不仅如此还具有塑料所没有的润滑能力和受到冲击时很好的吸收能力。下图14为的ASTM F2565的性能参数。
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