amt的数控加工工艺分析及其夹具的三维设计
【摘要】本课题主要介绍了基于数控技术的AMT的加工工艺分析及夹具的三维设计。这是医学用不规则零件，主要操作数控车床，以及加工锥头、背孔部分，在精度上有着很高的要求。首先对图纸进行分析，包括其中的尺寸以及技术要求，接着介绍加工该零件时所选用的材料、数控机床、刀具、加工工序、加工前的准备以及零件的正式加工等，并对生产工艺进行分析。最后对该零件所涉及到的夹具的三维设计做分析。
目录
引言 1
一、零件图的分析 2
（一）毛坯材料选择 2
（二）零件图纸的分析 2
二、锥头的数控加工分析 3
（一）车锥头的机床 3
（二）锥头刀具的选择 3
（三）锥头的加工工序 3
（四）锥头加工前的准备 4
（五）锥头的正式加工 5
三、背孔的数控加工分析 7
（一）铣背孔的机床 7
（二）背部刀具的选择 7
（三）背孔的加工工序 7
（四）背孔加工前的准备 8
（五）背孔的正式加工 8
四、工件夹具的三维设计 10
（一）夹具形状描述 10
（二）夹具的三维建模 11
总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录 23
引言
在世界上，苏州强生医疗器械有限公司是最具综合性、产品分布范围最广的产品，它提供了非常全面的产品以及服务。在全国，强生公司在60多个国家有250多家子公司，在全国各地都有其产品销售。
强生在世界上目前规模最大、产品种类齐全的医疗保健的子公司之一。公司占地面积一万六千平方米，建成后将生产的医疗器材提供国内外市场。
股骨颈骨折是髋关节最常见的损伤，其发病率仅次于骨的远端。这骨折的原因有很多，当你走路时不小心跌倒，臀部受到伤害，导致股骨颈骨折，然而，许多年轻人股骨颈骨折的原因多因发生车祸，或从高处掉落等遭到强烈暴击引起。股骨颈骨折后会比较明显的骨骼移位，骨折很不稳定，由此，大多需要手术治疗。
此以,肩关节、踝关节等关节置换手术也在发展,并取得了乐观的结果。随着生物材料和外科
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
技术的进步发展,出现了小关节置换手术,让患有严重小关节疾病的患者看到了希望的曙光。
AMT就是其中的一种产品，在置换手术中，植入人体最多的就是这一种股骨柄。以下就是它的工艺分析和制造。
一、零件图的分析
（一）毛坯材料选择
零件的材料是TC4即钛合金，该类金属材料常用于人造关节，因为它具有高生物相容性，其强度和耐腐蚀性都比较好，因此广泛应用于医用器具的制造。此外，钛的密度要比不锈钢小，其熔点相比其他的金属也要高，因此在车削加工过程中有很好的稳定性。
但是因为钛合金的硬度比较高，所以钛合金在加工过程中难度会比较大。这就导致我们在加工过程中，要选择合适的切削用量和刀具几何角度，如果这些不能正确地选择，那么我们就很难保证产品的加工质量，加工成本也会增加。
因为该零件的毛坯是铸锻而成，所以只需经用数控机床加工锥头，加工中心铣背孔，然后再经过打磨和抛光进行制造。
（二）零件图纸的分析
（1）零件尺寸分析
零件图如11所示。
图11 零件图
锥头的尺寸要求较高，锥头的直径是12.875mm，它有尺寸公差要求，上偏差为+0.05，下偏差为0.05。锥头的长度尺寸是12.18mm,上偏差是+0.0254，下偏差是0.0254。
槽深为1.85mm,它有尺寸公差要求，上偏差为+0.15，下偏差为0.15。螺纹孔是M6螺纹孔，螺纹深4mm。
（2）零件的技术要求
该零件表面粗糙度要求比较高，要求：Rt820um，粗糙度最大高度Rt为评定长度内最大的峰顶到峰谷垂直距离。锐角倒角，45度倒角上偏差是+0.5，下偏差是0.5。
二、锥头的数控加工分析
（一）车锥头的机床
分析图纸可得知，产品前段锥头部分为轴类零件，所以选择数控车床加工，机床为Mori Seiki CNC车床，其型号是NL1500Y，它能很好的控制产品精确度以及产品稳定性，数控车床如下图21所示。
图21 数控车床NL1500Y
（二）锥头刀具的选择
锥头的加工一共用两把刀，6号刀刀柄型号是ISCAR GHDR204，刀片型号是ISCAR GIP4.78 E0.55；12号刀刀柄型号是Kenma MTJNR 2020K16H4，刀片型号是WIDIA TNMA160408；两把刀具均为外圆车刀，6号刀粗车锥头的断面、倒角和外圆，12号刀精车断面、倒角和外圆。
（三）锥头的加工工序
工件的螺纹为普通螺纹，采用车削即可，最后再进行光整加工。车锥头的数控加工工序卡如表21所示。
表21 车锥头的数控加工工序卡
数控加工工序卡
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号
L96411
AMT
合金钢
DWG8H300010
工序号
程序编号
夹具名称
夹具编号
使用设备
车间
0050
005010218
二爪卡盘和专用夹具
H031137
森精机NL1500
Depuy工厂
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格/mm
进给速度
背吃刀量
备注
1
车端面
T06
90度外圆车刀
0.1
0.3
2
粗车倒角和锥头
T12
93度的外圆车刀
0.1
1
3
精车倒角和锥头
T12
93度的外圆车刀
0.27
0.15
（四）锥头加工前的准备
目录
引言 1
一、零件图的分析 2
（一）毛坯材料选择 2
（二）零件图纸的分析 2
二、锥头的数控加工分析 3
（一）车锥头的机床 3
（二）锥头刀具的选择 3
（三）锥头的加工工序 3
（四）锥头加工前的准备 4
（五）锥头的正式加工 5
三、背孔的数控加工分析 7
（一）铣背孔的机床 7
（二）背部刀具的选择 7
（三）背孔的加工工序 7
（四）背孔加工前的准备 8
（五）背孔的正式加工 8
四、工件夹具的三维设计 10
（一）夹具形状描述 10
（二）夹具的三维建模 11
总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录 23
引言
在世界上，苏州强生医疗器械有限公司是最具综合性、产品分布范围最广的产品，它提供了非常全面的产品以及服务。在全国，强生公司在60多个国家有250多家子公司，在全国各地都有其产品销售。
强生在世界上目前规模最大、产品种类齐全的医疗保健的子公司之一。公司占地面积一万六千平方米，建成后将生产的医疗器材提供国内外市场。
股骨颈骨折是髋关节最常见的损伤，其发病率仅次于骨的远端。这骨折的原因有很多，当你走路时不小心跌倒，臀部受到伤害，导致股骨颈骨折，然而，许多年轻人股骨颈骨折的原因多因发生车祸，或从高处掉落等遭到强烈暴击引起。股骨颈骨折后会比较明显的骨骼移位，骨折很不稳定，由此，大多需要手术治疗。
此以,肩关节、踝关节等关节置换手术也在发展,并取得了乐观的结果。随着生物材料和外科
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
技术的进步发展,出现了小关节置换手术,让患有严重小关节疾病的患者看到了希望的曙光。
AMT就是其中的一种产品，在置换手术中，植入人体最多的就是这一种股骨柄。以下就是它的工艺分析和制造。
一、零件图的分析
（一）毛坯材料选择
零件的材料是TC4即钛合金，该类金属材料常用于人造关节，因为它具有高生物相容性，其强度和耐腐蚀性都比较好，因此广泛应用于医用器具的制造。此外，钛的密度要比不锈钢小，其熔点相比其他的金属也要高，因此在车削加工过程中有很好的稳定性。
但是因为钛合金的硬度比较高，所以钛合金在加工过程中难度会比较大。这就导致我们在加工过程中，要选择合适的切削用量和刀具几何角度，如果这些不能正确地选择，那么我们就很难保证产品的加工质量，加工成本也会增加。
因为该零件的毛坯是铸锻而成，所以只需经用数控机床加工锥头，加工中心铣背孔，然后再经过打磨和抛光进行制造。
（二）零件图纸的分析
（1）零件尺寸分析
零件图如11所示。
图11 零件图
锥头的尺寸要求较高，锥头的直径是12.875mm，它有尺寸公差要求，上偏差为+0.05，下偏差为0.05。锥头的长度尺寸是12.18mm,上偏差是+0.0254，下偏差是0.0254。
槽深为1.85mm,它有尺寸公差要求，上偏差为+0.15，下偏差为0.15。螺纹孔是M6螺纹孔，螺纹深4mm。
（2）零件的技术要求
该零件表面粗糙度要求比较高，要求：Rt820um，粗糙度最大高度Rt为评定长度内最大的峰顶到峰谷垂直距离。锐角倒角，45度倒角上偏差是+0.5，下偏差是0.5。
二、锥头的数控加工分析
（一）车锥头的机床
分析图纸可得知，产品前段锥头部分为轴类零件，所以选择数控车床加工，机床为Mori Seiki CNC车床，其型号是NL1500Y，它能很好的控制产品精确度以及产品稳定性，数控车床如下图21所示。
图21 数控车床NL1500Y
（二）锥头刀具的选择
锥头的加工一共用两把刀，6号刀刀柄型号是ISCAR GHDR204，刀片型号是ISCAR GIP4.78 E0.55；12号刀刀柄型号是Kenma MTJNR 2020K16H4，刀片型号是WIDIA TNMA160408；两把刀具均为外圆车刀，6号刀粗车锥头的断面、倒角和外圆，12号刀精车断面、倒角和外圆。
（三）锥头的加工工序
工件的螺纹为普通螺纹，采用车削即可，最后再进行光整加工。车锥头的数控加工工序卡如表21所示。
表21 车锥头的数控加工工序卡
数控加工工序卡
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号
L96411
AMT
合金钢
DWG8H300010
工序号
程序编号
夹具名称
夹具编号
使用设备
车间
0050
005010218
二爪卡盘和专用夹具
H031137
森精机NL1500
Depuy工厂
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格/mm
进给速度
背吃刀量
备注
1
车端面
T06
90度外圆车刀
0.1
0.3
2
粗车倒角和锥头
T12
93度的外圆车刀
0.1
1
3
精车倒角和锥头
T12
93度的外圆车刀
0.27
0.15
（四）锥头加工前的准备
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