人体骨骼植入件titray工艺流程分析
【摘要】随着社会的进步，科学技术的改进，以及对加工产品精度要求日益增强，现代数控车床应运而生。而现代数控机床是囊括了自动检测，自动控制，计算机等一系列高科技，达到优化产品的工艺，增强产品的加工质量，提高产品的效率的目的。随着生活的逐渐富裕，生活条件也一天天提高，与此同时身体的健康则得到了越来越多的人的关心。各种各样的医疗器械产品开始进入我们的生活，Ti-tray作为人体最重要关节之一和我们的生活紧密相连。Ti-tray是我在公司主要参与生产的零件，属于膝关节三类植入件，此零件的精密性要求非常高，相关的工艺更是有许多的规定。加工此类零件时，需要采用墓碑式夹具进行装夹。因为零件的结构比较复杂，分为Top面和Bottom面，所以在加工零件时需要分2步进行装夹。在论文中，我主要介绍Ti-tray零件的加工工艺流程，及其所用刀具、加工路线、切削参数。
目录
引言 1
一、Titray的说明 2
（一）Titray的实用价值 2
二、Titray的选用夹具与装夹方法 2
（一）装夹的概念 2
（二）装夹方式 3
（三）夹具的选用 3
三、刀具的选择 3
（一）刀具的材料要求 3
（二）刀具的选用 4
四、Titray加工工艺流程 4
（一）Titray零件图工艺分析 4
（二）数控机床的选择 5
（三）产品生产工艺流程 7
（四）产品加工工艺流程 7
（五）Titray的加工情况 8
（六）Titray检验量具的介绍 9
五、Titray加工中遇到的问题 11
总结 12
致谢 13
参考文献 14
附录 15
引言
从20世纪开始出现的数控技术对机械制造业产生了巨大的变化。提高数控化率是当前机械制造技术革新的必经之路。为了快经济发展，我国必须在这个领域进行属于自己的研究和发明。数控技术的出现大大减少了工业生产所需要的成本，而这个领域对于我们国家的航空航天、汽车、冶金、以及各种加工行业都有着非常大的影响。
数控加工具有如
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
下几个特点：加工柔性好、加工精度高、生产率高、降低操作者劳动强度、改善劳动条件、有利于生产管理的现代化和经济效益的提高。数控机床是随着高度机电一体化而诞生的产品，它可以用于加工各种简单、复杂、庞大或者及其微小的零件，并且精密程度可以达到相当高的程度。尤其是对于一些需要大批量生产的零件更是可以快捷，完整，精密的生产出来，大大减少了人工的输出。
本课题就是为了研究人造膝关节部件的数控加工生产，从而对生产中的不足进行改善，是对本人的一次重要进步。
一、Titray的说明
（一）Titray的实用价值
1、什么叫做Titray：Titray是一种医疗器械人工膝关节技术领域的非对称结构的膝关节零件，包括插入体、连接台以及设置在插入体与连接台之间的加固件，其中：连接台与插入体固定连接。本实用新型的非对称结构的膝关节胫骨托添加了加固件的结构，使非对称结构的膝关节胫骨托能够更好地承受人体的股骨和胫骨的相对运动而产生压应力与剪切力，同时更利于与骨组织长合，提高膝关节的界面稳定性。
2、Titray的安装情况：现在人工关节置换手术中运用导航仪，利用三维技术将手术关节部位清晰的完好无损的在屏幕上显示，通过这个我们可以对手术关节精确到0.3mm，0.5度以内，这样就可以在手术前对患处进行准确的分析了解，整个手术环节都可以做到精确完整，没有丝毫偏差，并且可以在安装之后人造关节的状况进行进一步分析。可以做到确保假体位置精确，固定牢固，功能良好。
3、Titray的构造：胫骨托是分为Top面以及Bottom面。Top面构成部分有内螺纹孔、柱体、燕尾槽、支撑板、顶部倒角等Bottom面则由顶部槽、非螺纹孔、曲面等构成。如图11所示。
图11 胫骨托实物图
二、Titray的选用夹具与装夹方法
（一）装夹的概念
1. 装夹就是以适当的方式固定待加工零件，以保证零件加工尺寸及其精度要求的过程。装夹时要最重要考虑两点：一是零件的定位，这包括零件适应加工设备，即零件以什么姿态进行加工；也包括重复定位问题，即批量化生产时，每批零件的定位面与被加工尺寸的几何关系和精度是相同的。二是零件的夹紧，即装夹要提供足够的夹持力来保证加工时零件不会产生非预期的移动。装夹特征可以分为定位和夹紧这两个特征。其目的在于我们可以准确的判断出工件的表面情况，并将之作为夹具结构设计的重要依据。
（二）装夹方式
1.当我们在装夹工件之前需要将夹具清理干净，保证工作面没有残留物避免对加工产生影响导致零件尺寸偏差；
2.放置好工件之后需要确认其处于相对稳定的位置，然后进行夹紧，最后使用扭力扳手紧锁夹具，使工件不在晃动，变得稳定；
3.在完成1号工作台的装夹后，旋转工作台进行2号工作台的装夹。
（三）夹具的选用
加工所选用的墓碑式夹具，共有2个相同的分开放置的工作台，如图21所示。
图21 墓碑式夹具
夹具由滑块与压块组成，不同尺寸的夹具需要选用不同尺寸的滑块和压块。Size 1.5、Size 2、Size 2.5、Size 3的工件皆采用型号为SLIDE JAW # 1的滑块且安装面都是在0度面上，只有Size 4以及Size 5采用型号为SLIDE JAW # 2的滑块且安装面都是在180度面上。压块来说，Size 1.5采用型号为Pusher # 5、Size 2、Size 5采用型号为Pusher # 3、Size 2.5采用型号为Pusher # 2、Size 3采用型号为Pusher # 1、Size 4采用型号为Pusher # 4。
三、刀具的选择
（一）刀具的材料要求
数控加工中心加工所选用的刀具必须能适应机床高速切削的要求，要有高的精度和重复定位精度，高的可靠性和较高的耐用度，可靠的断屑和排泄措施，符合标准化、模块化、通用化、复合化等性能。。本次Titray产品的加工所采用的刀具都为镶嵌式硬质合金刀具。结合Titray零件图的分析，在选用刀具的过程中需要综合考虑工件材料，刀具形状和类型以及加工要求。最主要集中在减少刀具费用，缩短实际切削时间以及缩短辅助时间上。
（二）刀具的选用
刀具的加工参数及加工路径见表31
表31 刀具加工参数及加工路径表
刀具号
刀具名称
刀具描述
加工作用
刀具材料
精加工刀补作用
T01
目录
引言 1
一、Titray的说明 2
（一）Titray的实用价值 2
二、Titray的选用夹具与装夹方法 2
（一）装夹的概念 2
（二）装夹方式 3
（三）夹具的选用 3
三、刀具的选择 3
（一）刀具的材料要求 3
（二）刀具的选用 4
四、Titray加工工艺流程 4
（一）Titray零件图工艺分析 4
（二）数控机床的选择 5
（三）产品生产工艺流程 7
（四）产品加工工艺流程 7
（五）Titray的加工情况 8
（六）Titray检验量具的介绍 9
五、Titray加工中遇到的问题 11
总结 12
致谢 13
参考文献 14
附录 15
引言
从20世纪开始出现的数控技术对机械制造业产生了巨大的变化。提高数控化率是当前机械制造技术革新的必经之路。为了快经济发展，我国必须在这个领域进行属于自己的研究和发明。数控技术的出现大大减少了工业生产所需要的成本，而这个领域对于我们国家的航空航天、汽车、冶金、以及各种加工行业都有着非常大的影响。
数控加工具有如
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
下几个特点：加工柔性好、加工精度高、生产率高、降低操作者劳动强度、改善劳动条件、有利于生产管理的现代化和经济效益的提高。数控机床是随着高度机电一体化而诞生的产品，它可以用于加工各种简单、复杂、庞大或者及其微小的零件，并且精密程度可以达到相当高的程度。尤其是对于一些需要大批量生产的零件更是可以快捷，完整，精密的生产出来，大大减少了人工的输出。
本课题就是为了研究人造膝关节部件的数控加工生产，从而对生产中的不足进行改善，是对本人的一次重要进步。
一、Titray的说明
（一）Titray的实用价值
1、什么叫做Titray：Titray是一种医疗器械人工膝关节技术领域的非对称结构的膝关节零件，包括插入体、连接台以及设置在插入体与连接台之间的加固件，其中：连接台与插入体固定连接。本实用新型的非对称结构的膝关节胫骨托添加了加固件的结构，使非对称结构的膝关节胫骨托能够更好地承受人体的股骨和胫骨的相对运动而产生压应力与剪切力，同时更利于与骨组织长合，提高膝关节的界面稳定性。
2、Titray的安装情况：现在人工关节置换手术中运用导航仪，利用三维技术将手术关节部位清晰的完好无损的在屏幕上显示，通过这个我们可以对手术关节精确到0.3mm，0.5度以内，这样就可以在手术前对患处进行准确的分析了解，整个手术环节都可以做到精确完整，没有丝毫偏差，并且可以在安装之后人造关节的状况进行进一步分析。可以做到确保假体位置精确，固定牢固，功能良好。
3、Titray的构造：胫骨托是分为Top面以及Bottom面。Top面构成部分有内螺纹孔、柱体、燕尾槽、支撑板、顶部倒角等Bottom面则由顶部槽、非螺纹孔、曲面等构成。如图11所示。
图11 胫骨托实物图
二、Titray的选用夹具与装夹方法
（一）装夹的概念
1. 装夹就是以适当的方式固定待加工零件，以保证零件加工尺寸及其精度要求的过程。装夹时要最重要考虑两点：一是零件的定位，这包括零件适应加工设备，即零件以什么姿态进行加工；也包括重复定位问题，即批量化生产时，每批零件的定位面与被加工尺寸的几何关系和精度是相同的。二是零件的夹紧，即装夹要提供足够的夹持力来保证加工时零件不会产生非预期的移动。装夹特征可以分为定位和夹紧这两个特征。其目的在于我们可以准确的判断出工件的表面情况，并将之作为夹具结构设计的重要依据。
（二）装夹方式
1.当我们在装夹工件之前需要将夹具清理干净，保证工作面没有残留物避免对加工产生影响导致零件尺寸偏差；
2.放置好工件之后需要确认其处于相对稳定的位置，然后进行夹紧，最后使用扭力扳手紧锁夹具，使工件不在晃动，变得稳定；
3.在完成1号工作台的装夹后，旋转工作台进行2号工作台的装夹。
（三）夹具的选用
加工所选用的墓碑式夹具，共有2个相同的分开放置的工作台，如图21所示。
图21 墓碑式夹具
夹具由滑块与压块组成，不同尺寸的夹具需要选用不同尺寸的滑块和压块。Size 1.5、Size 2、Size 2.5、Size 3的工件皆采用型号为SLIDE JAW # 1的滑块且安装面都是在0度面上，只有Size 4以及Size 5采用型号为SLIDE JAW # 2的滑块且安装面都是在180度面上。压块来说，Size 1.5采用型号为Pusher # 5、Size 2、Size 5采用型号为Pusher # 3、Size 2.5采用型号为Pusher # 2、Size 3采用型号为Pusher # 1、Size 4采用型号为Pusher # 4。
三、刀具的选择
（一）刀具的材料要求
数控加工中心加工所选用的刀具必须能适应机床高速切削的要求，要有高的精度和重复定位精度，高的可靠性和较高的耐用度，可靠的断屑和排泄措施，符合标准化、模块化、通用化、复合化等性能。。本次Titray产品的加工所采用的刀具都为镶嵌式硬质合金刀具。结合Titray零件图的分析，在选用刀具的过程中需要综合考虑工件材料，刀具形状和类型以及加工要求。最主要集中在减少刀具费用，缩短实际切削时间以及缩短辅助时间上。
（二）刀具的选用
刀具的加工参数及加工路径见表31
表31 刀具加工参数及加工路径表
刀具号
刀具名称
刀具描述
加工作用
刀具材料
精加工刀补作用
T01
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