髋关节植入件marathonliner的数控加工
【摘要】论文针对实习单位的髋关节植入件Marathon Liner产品进行研究，该类产品在医疗行业中应用十分广泛，但产品的加工生产难度比较高，有一定的研究价值。在论文中，主要分析了髋关节植入件Marathon Liner的技术要求，制定了加工工艺，建立了UG 模型，选用了合适的加工机床、主要装夹方法、刀具参数及相关的数控加工程序，最后还有产品的质检分析。
目 录
引言 1
一、对图纸进行分析 2
（一）产品结构分析 2
（二）主要加工尺寸要求 2
二、利用UG软件进行三维建模 3
（一）建模思路 3
（二）建模操作 3
三、产品的技术要求和工艺分析 8
（一）技术要求 8
（二）工艺分析 8
（三）制定工艺路线 8
四、加工产品的数控设备 9
（一）数控机床选择 9
（二）数控机床注意事项 9
五、髋关节植入件的装夹 9
（一）、装夹注意事项 9
（二）、夹具的选择 10
六、生产使用的刀具以及各项参数 10
（一）刀具和切削用量的选择 10
七、加工工序卡 13
（一）髌骨植入件的加工工序卡 13
（二）产品加工的部分程序 15
八、产品检验过程 15
（一）产品的检验项目 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
附录 20
引言
科技发展的日新月异，使得现代制造业也得到了迅猛发展，数控技术的广泛应用就是其中之一。为了不断满足人们对于制造业的各种需求，现在都是通过计算机软件设计产品，建立产品的三维模型，通过计算机辅助制造加工过程和程序，使得现代加工制造业的效率越来越高，能完成各种难以想象的复杂零件产品。
髋关节植入件Marathon Liner是我在实习单位实习期间的加工产品之一。本产品作为现代医疗器械中的人体植入件，产品的尺寸精度要求以及产品表面粗糙度要求都很高，加工难度比较大。通过实习期间的生产加工，使我了解了加工
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
髋关节植入件Marathon Liner需要使用的刀具和工艺流程以及机床程序。本产品的数控加工的研究，与我在学校所学的数控技术专业相近，能够很好的把专业知识与实践过程相互结合，使我对数控技术的应用有了很大的提高。
选择髋关节植入件Marathon Liner作为研究对象，主要是对产品的图纸进行分析、UG软件建模以及编制数控加工工艺。该产品生产原料为塑料，产品表面极易损伤，所以在加工过程中需要仔细对待。本课题来源于强生（苏州）医疗器材有限公司。
一、对图纸进行分析
（一）产品结构分析
如图11所示，此产品名为Marathon Liner ,该产品图纸用正视图、测试图、底视图、剖视图以及局部放大图来详细的表达该产品的主要特征以及尺寸和形位上的要求。通过图纸可以看出此产品整体是一个碗型，由内球面、外球面、外沟槽、圆台、孔口倒角、倒圆角和雕刻等特征操作组成，在外轮廓上有个凹点，此点是为了产品在第二主轴上二次装夹时与辅助夹具上的定位销相配合，达到定位的效果。
另外产品图纸上还标明了其他技术要求，如:1.该产品的尺寸和公差要求根据ASME Y14.51994；2.其相关形位特征由最大实体条件下的顶点方向和位置确定；3.图纸中默认直角角度公差为±1°；4.不可以对本图纸进行缩放；5.产品加工完成后去除所有毛刺和锐边；6.本图纸尺寸以毫米为单位；7.产品粗糙度低于Ra1.6。
（二）主要加工尺寸要求
从图11中，可以知道Marathon Liner的主要加工尺寸要求，分别是：
1. 外球面球面半径SR24.028±0.076mm，内球面球面半径SR14.097±0.076mm；
2. 内外球面之间壁厚不得小于9.779mm；
3. 底部边缘直径φ52.172±0.254mm；
4. 底面到外球面竖直距离在28.49mm到28.62mm之间；
5. 内孔深度在18.554mm到18.693mm之间；
6. 内沟槽宽度1.626±0.127mm，槽内圆角半径2×R0.381±0.127mm；
7. 槽两侧直径φ44.958±0.102mm，槽底直径φ43.205±0.102mm；
8. 底面边缘厚度2.667±0.051mm；
9. 孔口倒角直径φ37.262±0.508mm；
10. 外轮廓凹点半径R3.175±0.254mm，凹点深度0.381±0.127mm；
11. 外球面与底部连接处倒角半径R1.016±0.254。
二、利用UG软件进行三维建模
（一）建模思路
因为该产品加工过程中大部分特征都是由车削来做出的，所以证明该零件与回转体有很多的相似之处，可以利用UG软件中的回转指令来建模。在该产品的底面有一个斜面，我们可以利用软件创建基准平面，然后用修剪体来截出这个面。
（二）建模操作
1.点击打开UG NX 6.0软件，新建一个文件，进入建模模式。首先单击创建草图，草图选择基准坐标系的“YZ”面作为草图放置面，单击确认。使用圆弧指令以原点坐标为（0，0）点，画出四分之一个圆，使用直线指令在圆下面画一个长方形，利用快速修剪修剪掉不需要的部分，接着对草图进行约束，最后输入所有尺寸的参数，点击完成草图，如图21所示。
2.如图22所示，点击回转指令，选择草图作为需要回转的曲线，指定矢量选择z轴，指定点选择坐标系原点（0,0,0）,开始角度和结束角度分别选择0°和360°，点击预览，如图23所示，确认回转无误后点击确认，得到如图24所示。
3.如图25所示，点击凸台指令，放置面为回转体的底面，输入凸台底部直径尺寸为φ52.172mm，高度30mm，锥角20°，点击确认。对凸台进行定位，选择对齐方式为点对点，选回转体底面圆心和凸台圆心对齐，来确认凸台的定位。得到如图26所示。
4.如图27所示，为了做底面斜面，所以选择创建基准平面，调整类型为“成一角度”，平面参考选择“XY”面，通过轴选择“Y”轴，旋转角度为10°，点击确定，得到如图28所示。
5．如图29所示，继续创建基准平面，调整类型为“按某一距离”，平面参考选择创建的上一个基准平面，距离为7.2mm，点击确定，得到如图210所示。
目 录
引言 1
一、对图纸进行分析 2
（一）产品结构分析 2
（二）主要加工尺寸要求 2
二、利用UG软件进行三维建模 3
（一）建模思路 3
（二）建模操作 3
三、产品的技术要求和工艺分析 8
（一）技术要求 8
（二）工艺分析 8
（三）制定工艺路线 8
四、加工产品的数控设备 9
（一）数控机床选择 9
（二）数控机床注意事项 9
五、髋关节植入件的装夹 9
（一）、装夹注意事项 9
（二）、夹具的选择 10
六、生产使用的刀具以及各项参数 10
（一）刀具和切削用量的选择 10
七、加工工序卡 13
（一）髌骨植入件的加工工序卡 13
（二）产品加工的部分程序 15
八、产品检验过程 15
（一）产品的检验项目 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
附录 20
引言
科技发展的日新月异，使得现代制造业也得到了迅猛发展，数控技术的广泛应用就是其中之一。为了不断满足人们对于制造业的各种需求，现在都是通过计算机软件设计产品，建立产品的三维模型，通过计算机辅助制造加工过程和程序，使得现代加工制造业的效率越来越高，能完成各种难以想象的复杂零件产品。
髋关节植入件Marathon Liner是我在实习单位实习期间的加工产品之一。本产品作为现代医疗器械中的人体植入件，产品的尺寸精度要求以及产品表面粗糙度要求都很高，加工难度比较大。通过实习期间的生产加工，使我了解了加工
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
髋关节植入件Marathon Liner需要使用的刀具和工艺流程以及机床程序。本产品的数控加工的研究，与我在学校所学的数控技术专业相近，能够很好的把专业知识与实践过程相互结合，使我对数控技术的应用有了很大的提高。
选择髋关节植入件Marathon Liner作为研究对象，主要是对产品的图纸进行分析、UG软件建模以及编制数控加工工艺。该产品生产原料为塑料，产品表面极易损伤，所以在加工过程中需要仔细对待。本课题来源于强生（苏州）医疗器材有限公司。
一、对图纸进行分析
（一）产品结构分析
如图11所示，此产品名为Marathon Liner ,该产品图纸用正视图、测试图、底视图、剖视图以及局部放大图来详细的表达该产品的主要特征以及尺寸和形位上的要求。通过图纸可以看出此产品整体是一个碗型，由内球面、外球面、外沟槽、圆台、孔口倒角、倒圆角和雕刻等特征操作组成，在外轮廓上有个凹点，此点是为了产品在第二主轴上二次装夹时与辅助夹具上的定位销相配合，达到定位的效果。
另外产品图纸上还标明了其他技术要求，如:1.该产品的尺寸和公差要求根据ASME Y14.51994；2.其相关形位特征由最大实体条件下的顶点方向和位置确定；3.图纸中默认直角角度公差为±1°；4.不可以对本图纸进行缩放；5.产品加工完成后去除所有毛刺和锐边；6.本图纸尺寸以毫米为单位；7.产品粗糙度低于Ra1.6。
（二）主要加工尺寸要求
从图11中，可以知道Marathon Liner的主要加工尺寸要求，分别是：
1. 外球面球面半径SR24.028±0.076mm，内球面球面半径SR14.097±0.076mm；
2. 内外球面之间壁厚不得小于9.779mm；
3. 底部边缘直径φ52.172±0.254mm；
4. 底面到外球面竖直距离在28.49mm到28.62mm之间；
5. 内孔深度在18.554mm到18.693mm之间；
6. 内沟槽宽度1.626±0.127mm，槽内圆角半径2×R0.381±0.127mm；
7. 槽两侧直径φ44.958±0.102mm，槽底直径φ43.205±0.102mm；
8. 底面边缘厚度2.667±0.051mm；
9. 孔口倒角直径φ37.262±0.508mm；
10. 外轮廓凹点半径R3.175±0.254mm，凹点深度0.381±0.127mm；
11. 外球面与底部连接处倒角半径R1.016±0.254。
二、利用UG软件进行三维建模
（一）建模思路
因为该产品加工过程中大部分特征都是由车削来做出的，所以证明该零件与回转体有很多的相似之处，可以利用UG软件中的回转指令来建模。在该产品的底面有一个斜面，我们可以利用软件创建基准平面，然后用修剪体来截出这个面。
（二）建模操作
1.点击打开UG NX 6.0软件，新建一个文件，进入建模模式。首先单击创建草图，草图选择基准坐标系的“YZ”面作为草图放置面，单击确认。使用圆弧指令以原点坐标为（0，0）点，画出四分之一个圆，使用直线指令在圆下面画一个长方形，利用快速修剪修剪掉不需要的部分，接着对草图进行约束，最后输入所有尺寸的参数，点击完成草图，如图21所示。
2.如图22所示，点击回转指令，选择草图作为需要回转的曲线，指定矢量选择z轴，指定点选择坐标系原点（0,0,0）,开始角度和结束角度分别选择0°和360°，点击预览，如图23所示，确认回转无误后点击确认，得到如图24所示。
3.如图25所示，点击凸台指令，放置面为回转体的底面，输入凸台底部直径尺寸为φ52.172mm，高度30mm，锥角20°，点击确认。对凸台进行定位，选择对齐方式为点对点，选回转体底面圆心和凸台圆心对齐，来确认凸台的定位。得到如图26所示。
4.如图27所示，为了做底面斜面，所以选择创建基准平面，调整类型为“成一角度”，平面参考选择“XY”面，通过轴选择“Y”轴，旋转角度为10°，点击确定，得到如图28所示。
5．如图29所示，继续创建基准平面，调整类型为“按某一距离”，平面参考选择创建的上一个基准平面，距离为7.2mm，点击确定，得到如图210所示。
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