F130型骨科种植体配件产品的设计与制造工艺分析
目录
引言 1
一、 F130型种植体产品的介绍 2
(一) 形状尺寸的简单介绍 2
（二）测量工艺分析 2
二 、TESA测量仪的介绍 3
（一）测量仪的基本介绍 3
（二） 测量仪的基本工作原理 3
三、 配件的设计 4
（一)配件材料的选择 4
（二） 新型种植的优势 5
四、 配件的制造 5
（一）ZA20-5数控机床简述 5
（二）刀具的选用 5
（三）加工的工艺过程 5
（四）机床的操作注意事项 6
（五）送料 7
（六）配件的合格判定 7
五、超声波清洗工艺 7
（一）超声波清洗简述 7
（二）超声波清洗机的组成 7
（三）超声波清洗机的工作原理 7
（四）超声波清洗的工作流程 8
六、 真空与渗氮处理工 8
（一）工艺原理 8
（二）操作步骤 8
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
自古以来，人类的生命健康得以延续离不开医疗技术的进步，而现代医疗技术水平的迅猛提高也离不开先进的医疗器械的研制，从而为人们创造了幸福的生活，推动了各行各业的发展。
史赛克公司(苏州)是一家拥有广泛医疗基础的，是生产制造植入性与介入性植入体的医疗器械重要基地。公司的医疗器械产品还涉及手术专业设备、微创手术、护理、神经外科、耳鼻喉科、骨科、网络通讯和智能化设备、仪器耗材、医疗设备的维护与保养、生物科技、医用自动化等。企业常年生产大量的骨科及种植体工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
具系列，其中耐磨，实用、不锈F130-骨科种植体配件因需要植入人体且长时间接触人体骨骼，所以对其的生产有相当严格的质量及高精度要求。因此公司引进了世界上众多先进技术的光学测量仪器，如TESA、OGP等先进投影仪以及来自日本的CincomA32大型机床。本产品采用的材料是日本进口的不锈钢棒料。并且，公司根据客户所给不同产品的批量、外观大小及相关尺寸要求设有数控加工机床。骨科植入体是现代医疗技术中的一大突破，针对日常生活中的意外事故所造成的骨折、骨裂以及介入性疼痛手术等，譬如在职业或竞技体育中，运动员发生这类严重性的事故，医生根据临床需要将此器械植入患者体内从而达到了断骨再生的效果。目前越来越多的骨科植入体正朝着高精度、通用、实效、组合、环保、经济适用化角度发展。
本文是在针对使用TESA测量仪器针对大批量生产的F310-骨科种植体配件进行测量的情况下而研究该产品的制造与加工工艺的分析。一、F130型种植体产品的介绍
(一) 形状尺寸的简单介绍
产品下半部分呈圆柱体体，形状和螺栓大体与螺栓一致。因此，在测量人员在进行测量分析时也称F130-植入体为小螺栓。该配件的中间部分是直径为3.7的通孔，腰间部分是带倒圆角的圆台，下半部分是直径为9长度为40的圆柱体，配件前面则钻取通孔槽。整个配件的长度为70。如图1-1所示：
图1-1 骨科种植体配件
（二）测量工艺分析
鉴于植入体F130配件的大批量生产要求，且该配件是植入人体骨骼处，因此测量工艺方法采用“取五抽一和取十五抽一以及配件全部检验合格”三种不同测量方法。如图1-2中配件的φ9尺寸需要全部进行测量检验。配件中间部分的倒圆角可进行抽取测量。“大批量、高效率、高精度”的配件得以生产必定依赖于先进的测量仪器、快捷的测量方法和精准的测量工具。如图1-2所示：
图1-2 种植体结构尺寸
二 、TESA测量仪的介绍
（一）测量仪的基本介绍
TESA-VISIO-300是瑞士引进的影像测量仪，又名精密影像式测绘仪，属于手摇式影像测量仪，是在投影仪的基础上一次质的飞跃，它克服了传统投影仪的不足，由光学放大系统对被测物体进行放大，经过摄像系统采集影像特征，可高效地检测各种复杂精密零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，进行微观检测与质量控制。如图2-1所示：
图2-1 测量仪的控制面板
1-影像和十字线窗口 2-软件版本和标度 3-XYZ轴显示窗口 4-照明、缩放
5-几何特征 6-测量特征显示窗口 7-机器配置显示窗口 8-数据处理窗口
9-机器控制按钮
（二）测量仪的基本工作原理
首先，为了使测量仪器达能够达到规定的精度要求，TESA-VISIO-300的XYZ轴需要进行初始化，因此系统启动时提醒恢复各轴初始化状态，此时按下窗口界面的按钮，XY轴感应器便到达刻度中央，Z轴的感应器置于最高处。其次，打开仪器表面光源的侧面开关，接着人工选中屏幕上对应的构造点、圆弧、直线、圆角、角度、几何点之间的距离，必要时可以调整显示器的放大倍率以获取清晰的视图图像从而提高测量值的精准度。此后，通过调整XY轴来寻找目标点，调节焦距使屏幕清晰成像，最后通过完成按钮结束测量的工作。另外采用仪器测量时，一些外界的环境条件也会影响高精度的级别要求。良好的环境条件包括恒温、无振动的支撑台以及稳定明亮的工作车间等。仪器如图所示：
图2-2 测量仪
三、配件的设计
（一) 配件材料的选择
根据该植入体与其他不同的配件在尺寸上有许多不同要求的配合，因此在选用材料的要求上必须要有良好的切削加工工艺性和热处理的工艺性。鉴于该配件是长期植入人体体内，须与人体骨骼有长期的接触磨合的配件产品，则该材料必须具备良好的抗腐蚀能力。同时，该配件在后续处理过程中需要经过相关的热处理，所以材料还应当有抗压、耐高温的要求。综合上述材料分析要求，我们选用的材料的牌号是1Cr18Ni9Ti,此种不锈钢是一种通用型奥氏体不锈耐蚀钢。这类奥氏体不锈耐蚀钢含碳量很低达0.12%，含铬量在17.00%-19.00%，镍的含量为8.00%-11.00%，并含有少量的钛。镍可使钢在一般室温下呈单一的奥氏体组织。铬、镍使不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐热性，且具有较高的塑性和韧性。在耐腐蚀性方面，1Cr18Ni9Ti在实验中得出，对于在中氧化性酸浓度≤65%中该材料仍具有很强的地抗腐蚀性。另外，1Cr18Ni9Ti可以达到在700-900℃的高温，具有较好的耐高温性。因此，许多生产企业用该材料生产管道、容器、医疗器械等成型零件。材料如图3-1所示：
图3-1 不锈钢材料1Cr18Ni9Ti
（二）新型种植的优势
1.从种植体宏观结构看，目前临床采用的骨科种植体大都是采用圆柱体中空状，这样增大了种植体与骨组织的接触表面面积，能更好地切合，从而大大地提高了种植体在体内的稳定性。
（二）操作步骤
1. 仔细检验设备，做好前期准备工作，如图6-1所示：
图6-2 渗氮炉上盖
图6-2 上盖
3. 开启设备。
在我们还没有进入企业实习时，只是对机械加工方面仅有初步的了解，对大部分现代加工工艺还是陌生的。经过这几个月的身体力行，以及与企业同事的长期交流中，让我受益匪浅，对机械加工行业有了崭新的认识，但是由于的工作经验不足以及相关知识的缺乏，本次产品的生产过程中还存在不足之处。比如，在机床加工方面以及其他工艺流程。这些都日后工作中有待进一步加强。
引言 1
一、 F130型种植体产品的介绍 2
(一) 形状尺寸的简单介绍 2
（二）测量工艺分析 2
二 、TESA测量仪的介绍 3
（一）测量仪的基本介绍 3
（二） 测量仪的基本工作原理 3
三、 配件的设计 4
（一)配件材料的选择 4
（二） 新型种植的优势 5
四、 配件的制造 5
（一）ZA20-5数控机床简述 5
（二）刀具的选用 5
（三）加工的工艺过程 5
（四）机床的操作注意事项 6
（五）送料 7
（六）配件的合格判定 7
五、超声波清洗工艺 7
（一）超声波清洗简述 7
（二）超声波清洗机的组成 7
（三）超声波清洗机的工作原理 7
（四）超声波清洗的工作流程 8
六、 真空与渗氮处理工 8
（一）工艺原理 8
（二）操作步骤 8
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
自古以来，人类的生命健康得以延续离不开医疗技术的进步，而现代医疗技术水平的迅猛提高也离不开先进的医疗器械的研制，从而为人们创造了幸福的生活，推动了各行各业的发展。
史赛克公司(苏州)是一家拥有广泛医疗基础的，是生产制造植入性与介入性植入体的医疗器械重要基地。公司的医疗器械产品还涉及手术专业设备、微创手术、护理、神经外科、耳鼻喉科、骨科、网络通讯和智能化设备、仪器耗材、医疗设备的维护与保养、生物科技、医用自动化等。企业常年生产大量的骨科及种植体工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
具系列，其中耐磨，实用、不锈F130-骨科种植体配件因需要植入人体且长时间接触人体骨骼，所以对其的生产有相当严格的质量及高精度要求。因此公司引进了世界上众多先进技术的光学测量仪器，如TESA、OGP等先进投影仪以及来自日本的CincomA32大型机床。本产品采用的材料是日本进口的不锈钢棒料。并且，公司根据客户所给不同产品的批量、外观大小及相关尺寸要求设有数控加工机床。骨科植入体是现代医疗技术中的一大突破，针对日常生活中的意外事故所造成的骨折、骨裂以及介入性疼痛手术等，譬如在职业或竞技体育中，运动员发生这类严重性的事故，医生根据临床需要将此器械植入患者体内从而达到了断骨再生的效果。目前越来越多的骨科植入体正朝着高精度、通用、实效、组合、环保、经济适用化角度发展。
本文是在针对使用TESA测量仪器针对大批量生产的F310-骨科种植体配件进行测量的情况下而研究该产品的制造与加工工艺的分析。一、F130型种植体产品的介绍
(一) 形状尺寸的简单介绍
产品下半部分呈圆柱体体，形状和螺栓大体与螺栓一致。因此，在测量人员在进行测量分析时也称F130-植入体为小螺栓。该配件的中间部分是直径为3.7的通孔，腰间部分是带倒圆角的圆台，下半部分是直径为9长度为40的圆柱体，配件前面则钻取通孔槽。整个配件的长度为70。如图1-1所示：
图1-1 骨科种植体配件
（二）测量工艺分析
鉴于植入体F130配件的大批量生产要求，且该配件是植入人体骨骼处，因此测量工艺方法采用“取五抽一和取十五抽一以及配件全部检验合格”三种不同测量方法。如图1-2中配件的φ9尺寸需要全部进行测量检验。配件中间部分的倒圆角可进行抽取测量。“大批量、高效率、高精度”的配件得以生产必定依赖于先进的测量仪器、快捷的测量方法和精准的测量工具。如图1-2所示：
图1-2 种植体结构尺寸
二 、TESA测量仪的介绍
（一）测量仪的基本介绍
TESA-VISIO-300是瑞士引进的影像测量仪，又名精密影像式测绘仪，属于手摇式影像测量仪，是在投影仪的基础上一次质的飞跃，它克服了传统投影仪的不足，由光学放大系统对被测物体进行放大，经过摄像系统采集影像特征，可高效地检测各种复杂精密零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，进行微观检测与质量控制。如图2-1所示：
图2-1 测量仪的控制面板
1-影像和十字线窗口 2-软件版本和标度 3-XYZ轴显示窗口 4-照明、缩放
5-几何特征 6-测量特征显示窗口 7-机器配置显示窗口 8-数据处理窗口
9-机器控制按钮
（二）测量仪的基本工作原理
首先，为了使测量仪器达能够达到规定的精度要求，TESA-VISIO-300的XYZ轴需要进行初始化，因此系统启动时提醒恢复各轴初始化状态，此时按下窗口界面的按钮，XY轴感应器便到达刻度中央，Z轴的感应器置于最高处。其次，打开仪器表面光源的侧面开关，接着人工选中屏幕上对应的构造点、圆弧、直线、圆角、角度、几何点之间的距离，必要时可以调整显示器的放大倍率以获取清晰的视图图像从而提高测量值的精准度。此后，通过调整XY轴来寻找目标点，调节焦距使屏幕清晰成像，最后通过完成按钮结束测量的工作。另外采用仪器测量时，一些外界的环境条件也会影响高精度的级别要求。良好的环境条件包括恒温、无振动的支撑台以及稳定明亮的工作车间等。仪器如图所示：
图2-2 测量仪
三、配件的设计
（一) 配件材料的选择
根据该植入体与其他不同的配件在尺寸上有许多不同要求的配合，因此在选用材料的要求上必须要有良好的切削加工工艺性和热处理的工艺性。鉴于该配件是长期植入人体体内，须与人体骨骼有长期的接触磨合的配件产品，则该材料必须具备良好的抗腐蚀能力。同时，该配件在后续处理过程中需要经过相关的热处理，所以材料还应当有抗压、耐高温的要求。综合上述材料分析要求，我们选用的材料的牌号是1Cr18Ni9Ti,此种不锈钢是一种通用型奥氏体不锈耐蚀钢。这类奥氏体不锈耐蚀钢含碳量很低达0.12%，含铬量在17.00%-19.00%，镍的含量为8.00%-11.00%，并含有少量的钛。镍可使钢在一般室温下呈单一的奥氏体组织。铬、镍使不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐热性，且具有较高的塑性和韧性。在耐腐蚀性方面，1Cr18Ni9Ti在实验中得出，对于在中氧化性酸浓度≤65%中该材料仍具有很强的地抗腐蚀性。另外，1Cr18Ni9Ti可以达到在700-900℃的高温，具有较好的耐高温性。因此，许多生产企业用该材料生产管道、容器、医疗器械等成型零件。材料如图3-1所示：
图3-1 不锈钢材料1Cr18Ni9Ti
（二）新型种植的优势
1.从种植体宏观结构看，目前临床采用的骨科种植体大都是采用圆柱体中空状，这样增大了种植体与骨组织的接触表面面积，能更好地切合，从而大大地提高了种植体在体内的稳定性。
（二）操作步骤
1. 仔细检验设备，做好前期准备工作，如图6-1所示：
图6-2 渗氮炉上盖
图6-2 上盖
3. 开启设备。
在我们还没有进入企业实习时，只是对机械加工方面仅有初步的了解，对大部分现代加工工艺还是陌生的。经过这几个月的身体力行，以及与企业同事的长期交流中，让我受益匪浅，对机械加工行业有了崭新的认识，但是由于的工作经验不足以及相关知识的缺乏，本次产品的生产过程中还存在不足之处。比如，在机床加工方面以及其他工艺流程。这些都日后工作中有待进一步加强。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/1655.html
