三角截面手术针弯曲设备设计(附件)
手术针是广泛用于现代外科医疗中的一次性医疗用品，需求量较大。三角截面手术弯针是其中的一类，针尖锋利，刃缘具有切割性，易穿透各种组织，配合持针器使用时，缝合速度较快，是常用的缝针。其质量要求比较高，弧度加工比较困难。我国手术针的弯曲，厂家多采用的方法是，长的手术针用小型冲床单根弯曲，而较短的手术针多采用手动工具单根弯曲。生产过程劳动量大，产品合格率低。文中介绍了三角截面手术针弯曲设备的主体结构及其各个组成部分及各部分的功能。使用SolidWorks将设计三维成型，使弯曲设备的结构和图纸更加直观。该设备改善了原来生产过程中效率低、合格率低等缺陷。关键词 手术针，弯曲，设计目 录
1 引言 1
1.1 本课题所研究的主要内容2
2 三角截面手术针弯曲和设备主体结构组成2
3 支架部分 3
4 布针板装置 7
4.1 布针板架部分 7
4.2 布针板部分 9
5 工作台部分 14
6 压紧装置 16
6.1 压紧机构17
6.2 压紧系统 18
7 弯曲架部分20
8 弯曲架与传动气缸连接部分 23
9 导杆传动部分 25
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 引言
手术针是一种一次性医疗用品，市场需求量较大。它的主要作用是引导手术线穿过组织，使组织创伤最小，缩短患者愈合期，此外还有结扎的功用。手术针由高质量和高韧度的不锈钢制成。通常使用钢材有420合金、455合金、300合金和SURGALLOY。420合金价格较便宜，以前被广泛使用，韧性、锐利度较差，目前已被455合金取代，455合金韧性、锐利度均较好；300合金用于心脏换瓣膜的特殊合金，韧性极好；SURGALLOY是目前最好的合金，主要用于血管缝线和一些高档线。以上钢材共同的要求就是：其强度应保证手术针能携带缝线材料以最小的阻力穿过组织且使组织拖拽降至最低；其韧性要保证手术针在折断前会倾向于弯曲，使操作者捏前感受到这种信号，以便于采取正确措施；其结构设计要保证操作过程中的稳定性和可靠性，使医师操作更加顺手，更加放
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，455合金韧性、锐利度均较好；300合金用于心脏换瓣膜的特殊合金，韧性极好；SURGALLOY是目前最好的合金，主要用于血管缝线和一些高档线。以上钢材共同的要求就是：其强度应保证手术针能携带缝线材料以最小的阻力穿过组织且使组织拖拽降至最低；其韧性要保证手术针在折断前会倾向于弯曲，使操作者捏前感受到这种信号，以便于采取正确措施；其结构设计要保证操作过程中的稳定性和可靠性，使医师操作更加顺手，更加放心。手术针按针尖类别分为：圆针、圆钝针、铲针、圆形角针和角针。本课题主要针对的是角针，角针的针尖和针体截面均呈三角形，其锋利的针尖和切割性的刃缘。易于穿透坚韧强厚、难以穿透的组织。这种手术针多用于缝合皮肤、骨膜、腱膜、软骨、疤痕组织等。按针体分类可分为弯针和直针两种，直针在临床上使用较少，因弯针配合持针器使用时，缝合速度较快，是较常用的缝针。根据针体弧度可分为：1/4 弧、3/4弧、3/8弧、 1/2弧、 5/8等。
手术针的弯曲加工对弧度要求很严格，我国的生产现状是，厂家多采用长手术针用小型冲床单根弯曲，而较短的手术针多采用手动工具单根弯曲加工的方法，其更多采取的是手动工具单根弯曲，手术针生产后期需要将直的坯料弯曲成约3/4的圆弧，此加工生产方式呈现出很多弊端：（1）单根弯曲，产品生产效率十分低，为保证产品产量，工人必须加班生产或采用轮班制生产，劳动强度非常大；（2）工人长时间不断重复枯燥的简单机械操作，极易产生疲劳；（3）手动工具弯曲手术针，产品的弯曲度和质量依赖于工人的个人技术水品，对于产品的合格率波动较大，使厂家批量生产受阻，并且新职工的培训会增加生产成本；（4）手动工具工作台在工厂中占地较多。
在此生产现状下，不难看出我国的医疗用品生产并不占优势，经调查本地淮阴医疗器械厂了解到，该厂年产值7000多万元，主要产品为手术刀片和手术针，其中相当部分产品出口国外。有资料显示，我国部分医疗器械产品出口逐年增加，在国际市场已占有相当份额，但是进出口垂直国际分工状态下的输出低技术附加值产品，输入高技术附加值产品的状况仍不容乐观。我国每年仍要花数亿美元的外汇从国外进口大量医疗设备，国内近70% 的高端医疗器械市场被发达国家公司瓜分，如MRI、CT 等大型且价格不菲的医疗设备市场主要集中在GE、西门子和飞利浦等外资公司手里，这很大程度影响我国医疗器械产业的发展。
鉴于以上情况可以发现，我国的医疗用品生产产业发展不占国际市场较大份额的缘故，有很大一部分是生产效率的缺失，由改善当地医医疗器械厂生产现状为契机，由此本课题的提出和设计意在提高手术弯针生产效率，达到批量生产和主动出击市场份额的目的。
1．1 本课题所研究的主要内容
本课题来源于淮阴医疗器械厂，手术针是该企业生产的产品之一。该企业现在年产值7000多万元，手术针的弯曲全部是工人手工弯曲，对产品的大批量生产和产品的合格率的提高皆带来不便。本课题的目的是提供一种手术针弯曲装置，尤其是截面为三角形的手术针的弯曲装置，采用机械化作业，一次同时弯曲若干根手术针，弯曲效率高，产品质量好。
2 三角截面手术针弯曲设备主体结构组成
本课题的三角截面手术针弯曲设备的主体结构主要可分为5个部分，分别为桌架部分、布针板部分、压紧部分、工作台部分、弯曲架部分。其工作原理是通过布针板放置多达近百根根针送至设备工作台，由气缸为动力源通过导杆活塞的往复运动来达到压紧工作台压板的作用，手术针被送至压板下面的橡胶下，以达到固定和可适用于多种型号的手术针的效果，手术针被压紧，传动气缸带动导杆从而联动导杆前端的齿条做直线运动，使与其啮合的小齿轮运动，进而使齿轮连接的弯曲架做圆周运动，与此同时，弯曲架刮板上的小液压缸工作带动刮板下降，与手术针接触，迫使其紧贴于工作台压板下的芯棒，手术针变形为弧度与芯棒圆周相同的弯针，三个缸导杆运动回复，压杆松开，弯曲架回复，手术针落下，一次弯曲工作完成。
本课题完成后所得三维图如下图2-1所示。
图2-1 整体三维图
1-机架 2-导向气缸 3-导杆后架 4-导杆固定耳 5-压紧机构 6-弯曲架装置 7-布针板架 8-布针机构 9-齿轮轴配合 10-工作台 11-导杆 12-压紧系统
3 机架部分
机架是整个设备的基础构件，材料为型钢,主要组成有底板、导向气缸后法兰固定耳、矩形钢、T形钢和地脚组成，各构件由焊接联接，它起到支承设备和固定各部件的作用。三维图如下图3-1所示。
图3-1 机架
1-传动气缸后法兰固定耳 2-机架（矩形钢） 3-地脚 4-底板 5-T型钢 6-落料箱
机架承载工作台部分和压紧机构以及布针板架，起支承和固定个系统零件的作用，承受强度较大，用Q235钢，表面涂漆防锈。下图3-2所示。
图3-2 底板
固定传动气缸后法兰的零件需后期加工，作用是固定传动气缸，与气缸的后
1 引言 1
1.1 本课题所研究的主要内容2
2 三角截面手术针弯曲和设备主体结构组成2
3 支架部分 3
4 布针板装置 7
4.1 布针板架部分 7
4.2 布针板部分 9
5 工作台部分 14
6 压紧装置 16
6.1 压紧机构17
6.2 压紧系统 18
7 弯曲架部分20
8 弯曲架与传动气缸连接部分 23
9 导杆传动部分 25
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 引言
手术针是一种一次性医疗用品，市场需求量较大。它的主要作用是引导手术线穿过组织，使组织创伤最小，缩短患者愈合期，此外还有结扎的功用。手术针由高质量和高韧度的不锈钢制成。通常使用钢材有420合金、455合金、300合金和SURGALLOY。420合金价格较便宜，以前被广泛使用，韧性、锐利度较差，目前已被455合金取代，455合金韧性、锐利度均较好；300合金用于心脏换瓣膜的特殊合金，韧性极好；SURGALLOY是目前最好的合金，主要用于血管缝线和一些高档线。以上钢材共同的要求就是：其强度应保证手术针能携带缝线材料以最小的阻力穿过组织且使组织拖拽降至最低；其韧性要保证手术针在折断前会倾向于弯曲，使操作者捏前感受到这种信号，以便于采取正确措施；其结构设计要保证操作过程中的稳定性和可靠性，使医师操作更加顺手，更加放
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
，455合金韧性、锐利度均较好；300合金用于心脏换瓣膜的特殊合金，韧性极好；SURGALLOY是目前最好的合金，主要用于血管缝线和一些高档线。以上钢材共同的要求就是：其强度应保证手术针能携带缝线材料以最小的阻力穿过组织且使组织拖拽降至最低；其韧性要保证手术针在折断前会倾向于弯曲，使操作者捏前感受到这种信号，以便于采取正确措施；其结构设计要保证操作过程中的稳定性和可靠性，使医师操作更加顺手，更加放心。手术针按针尖类别分为：圆针、圆钝针、铲针、圆形角针和角针。本课题主要针对的是角针，角针的针尖和针体截面均呈三角形，其锋利的针尖和切割性的刃缘。易于穿透坚韧强厚、难以穿透的组织。这种手术针多用于缝合皮肤、骨膜、腱膜、软骨、疤痕组织等。按针体分类可分为弯针和直针两种，直针在临床上使用较少，因弯针配合持针器使用时，缝合速度较快，是较常用的缝针。根据针体弧度可分为：1/4 弧、3/4弧、3/8弧、 1/2弧、 5/8等。
手术针的弯曲加工对弧度要求很严格，我国的生产现状是，厂家多采用长手术针用小型冲床单根弯曲，而较短的手术针多采用手动工具单根弯曲加工的方法，其更多采取的是手动工具单根弯曲，手术针生产后期需要将直的坯料弯曲成约3/4的圆弧，此加工生产方式呈现出很多弊端：（1）单根弯曲，产品生产效率十分低，为保证产品产量，工人必须加班生产或采用轮班制生产，劳动强度非常大；（2）工人长时间不断重复枯燥的简单机械操作，极易产生疲劳；（3）手动工具弯曲手术针，产品的弯曲度和质量依赖于工人的个人技术水品，对于产品的合格率波动较大，使厂家批量生产受阻，并且新职工的培训会增加生产成本；（4）手动工具工作台在工厂中占地较多。
在此生产现状下，不难看出我国的医疗用品生产并不占优势，经调查本地淮阴医疗器械厂了解到，该厂年产值7000多万元，主要产品为手术刀片和手术针，其中相当部分产品出口国外。有资料显示，我国部分医疗器械产品出口逐年增加，在国际市场已占有相当份额，但是进出口垂直国际分工状态下的输出低技术附加值产品，输入高技术附加值产品的状况仍不容乐观。我国每年仍要花数亿美元的外汇从国外进口大量医疗设备，国内近70% 的高端医疗器械市场被发达国家公司瓜分，如MRI、CT 等大型且价格不菲的医疗设备市场主要集中在GE、西门子和飞利浦等外资公司手里，这很大程度影响我国医疗器械产业的发展。
鉴于以上情况可以发现，我国的医疗用品生产产业发展不占国际市场较大份额的缘故，有很大一部分是生产效率的缺失，由改善当地医医疗器械厂生产现状为契机，由此本课题的提出和设计意在提高手术弯针生产效率，达到批量生产和主动出击市场份额的目的。
1．1 本课题所研究的主要内容
本课题来源于淮阴医疗器械厂，手术针是该企业生产的产品之一。该企业现在年产值7000多万元，手术针的弯曲全部是工人手工弯曲，对产品的大批量生产和产品的合格率的提高皆带来不便。本课题的目的是提供一种手术针弯曲装置，尤其是截面为三角形的手术针的弯曲装置，采用机械化作业，一次同时弯曲若干根手术针，弯曲效率高，产品质量好。
2 三角截面手术针弯曲设备主体结构组成
本课题的三角截面手术针弯曲设备的主体结构主要可分为5个部分，分别为桌架部分、布针板部分、压紧部分、工作台部分、弯曲架部分。其工作原理是通过布针板放置多达近百根根针送至设备工作台，由气缸为动力源通过导杆活塞的往复运动来达到压紧工作台压板的作用，手术针被送至压板下面的橡胶下，以达到固定和可适用于多种型号的手术针的效果，手术针被压紧，传动气缸带动导杆从而联动导杆前端的齿条做直线运动，使与其啮合的小齿轮运动，进而使齿轮连接的弯曲架做圆周运动，与此同时，弯曲架刮板上的小液压缸工作带动刮板下降，与手术针接触，迫使其紧贴于工作台压板下的芯棒，手术针变形为弧度与芯棒圆周相同的弯针，三个缸导杆运动回复，压杆松开，弯曲架回复，手术针落下，一次弯曲工作完成。
本课题完成后所得三维图如下图2-1所示。
图2-1 整体三维图
1-机架 2-导向气缸 3-导杆后架 4-导杆固定耳 5-压紧机构 6-弯曲架装置 7-布针板架 8-布针机构 9-齿轮轴配合 10-工作台 11-导杆 12-压紧系统
3 机架部分
机架是整个设备的基础构件，材料为型钢,主要组成有底板、导向气缸后法兰固定耳、矩形钢、T形钢和地脚组成，各构件由焊接联接，它起到支承设备和固定各部件的作用。三维图如下图3-1所示。
图3-1 机架
1-传动气缸后法兰固定耳 2-机架（矩形钢） 3-地脚 4-底板 5-T型钢 6-落料箱
机架承载工作台部分和压紧机构以及布针板架，起支承和固定个系统零件的作用，承受强度较大，用Q235钢，表面涂漆防锈。下图3-2所示。
图3-2 底板
固定传动气缸后法兰的零件需后期加工，作用是固定传动气缸，与气缸的后
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