車銑復合中心加工精密醫(yī)療零件大有可為
工作母機的機床工業(yè),是一切制造業(yè)的基礎(chǔ)积碍,隨著社會進步與技術(shù)的不斷創(chuàng)新得惩,數(shù)控機床在醫(yī)療領(lǐng)域的運用也日漸寬廣。近一段時間來缕粗,多軸聯(lián)動的車銑復合中心機床在精密醫(yī)療器材制造領(lǐng)域的表現(xiàn)可圈可點枢慰,便是一個明證。
目前侧蜗,多軸聯(lián)動數(shù)控機床加工的精密醫(yī)療器材零件艾维,主要是骨科植入件(椎弓鉤谭迄、骨鋼板、骨螺釘赠戏、髖臼球等)與齒科植入件(種植體基臺怔樊、義齒模型等),當然還有心臟起博器零件安粤、血液透析器零件等等贫宫。
這些零件特點是形狀復雜、材料堅韌枝誊,而棒料車銑復合加工中心正是加工此類零件的理想工藝裝備况芒。其關(guān)鍵則在於,機床經(jīng)兩次裝夾後可對小型精密零件進行第六面加工侧啼。在這一領(lǐng)域牛柒,研究得較為深入的是瑞士、德囯和日本等囯的一些機床制造企業(yè)痊乾。
精密醫(yī)療器材加工的獨特之處
為什麼說車銑復合中心是這些零件的理想工藝裝備呢皮壁?回答這個問題之前,首先要了解精密醫(yī)療零件的特點所在哪审。
首先蛾魄,這類精密的小零件大多是小批量、多品種加工湿滓,取材一般為棒材滴须,故自動送料的棒料數(shù)控車床乃是首選的工裝對象,而且最好有正叽奥、副兩根主軸——因為正主軸尚需將未加工完畢的零件送到副主軸繼續(xù)加工扔水。
其次,由於零件均是形狀不規(guī)則的異形件塘袍,僅僅靠回轉(zhuǎn)車削加工是不夠的兔升,所以還得多工序換刀予以銑削,故而銑頭能作B軸轉(zhuǎn)擺的立式加工中心成了數(shù)控車床的工藝補充绑接。
最後胃余,由於要全自動完成零件加工,俗稱是六面加工柑汇,那麼零件的第二次裝夾也就自然而然地成了加工的關(guān)鍵所在没撒。
車銑復合中心:勝任棒材零件的多工序自動加工
制造商所研發(fā)的產(chǎn)品爭奇斗艷,設(shè)計各有巧妙豫狸,下面舉些車銑復合中心的實例胆叁,來剖析這類機床的奧妙所在。
瑞士寶美技術(shù)(BUMOTEC)公司研發(fā)的S-191Linear車肖自、銑号呜、插鞋倔、磨復合中心就是典型的加工棒料六面體零件的高效機床老玲。其為7軸5聯(lián)動剑征,布局為緊湊型斜床身結(jié)構(gòu),床身材料采用整體高強度抗振鑄鐵再菊。
鑒於醫(yī)療器械零件的材質(zhì)堅硬爪喘,故而機床剛性一定要強,正是考慮到這些關(guān)鍵要素纠拔,瑞士寶美公司采用有限元設(shè)計播赁,并多次進行整機強度校驗先舷,令機床在加工中游刃有余。
臥式安置的兩根車床主軸相對裝於床身的正面,左面是固定的正主軸娇建,右側(cè)為副主軸,它可沿45°斜面進行立臥轉(zhuǎn)換坐梯,并可繞X軸進行A向回轉(zhuǎn)郎汪,同時又可作W軸的左右移動。
棒料由正主軸通孔自動送入劝萤,機床就對棒料露出的端部作車渊涝、銑加工。由於機床的兩根主軸可同步旋轉(zhuǎn)床嫌,故零件加工中棒料可自動從正主軸送入副主軸跨释,隨後切斷一分為二。副主軸是六面加工的關(guān)鍵裝置风加,它接過正主軸傳來的零件蝎疹,即可從水平位置轉(zhuǎn)90°至垂直向上位置,讓銑主軸加工露出的零件端部宠佩。
垂直設(shè)置的銑頭主軸由於可繞B軸回轉(zhuǎn)90°边饿,同時銑頭的主軸箱本身能作上下、前後颓涉、左右運動侨识。因此,它既可銑削正主軸裝夾零件所露出的零件右端部位厅驼,又可銑削副主軸所裝夾後露出的左端部位骄熟,鑒於上述功能,機床的兩根車削主軸經(jīng)二次裝夾後华孙,可對零件作六面加工宦狭。
另一家瑞士企業(yè)威力銘-馬科黛爾(Wellimin-Macodal)公司,也是一家專業(yè)生產(chǎn)多軸聯(lián)動加工中心的制造商海槐,其推出的W508MT銑車復合加工中心乘碑,同樣能看成是棒材零件多工序自動加工的一個典范挖息。
W508MT是一臺斜楔式床身型車銑復合加工中心,為立柱能沿Y向前後運動的動柱式立加兽肤,然而銑頭可作B軸擺動套腹,整個立柱與下方滑臺作縱向X運動,由右端伺服電機驅(qū)動资铡;左端是車削的正主軸电禀,棒料通過正主軸通孔由液壓棒料輸送裝置送到指定位置,夾緊後對零件前端進行五軸銑車加工笤休,隨後的加工就由位於機床前方的背主軸裝置完成了尖飞。
這個背主軸裝置是威力銘-馬科黛爾公司的專利發(fā)明,它是個可繞Y軸回轉(zhuǎn)的多功能塔座店雅,由三部分組成政基。中間是車削副主軸,左邊是自動定心虎鉗闹啦,右邊則是尾架沮明。副主軸的功能是接正主軸傳來的棒料後將其夾緊;液壓自定心虎鉗將對工件作第六面加工亥揖;當加工細長軸零件時贺跟,由尾架頂進工件右端,以防撓曲變形绰瘾。這種三工位塔座使得機床工藝適應范圍更廣简骗,同時也增強了其整體剛性。
這個塔座還具備U軸功能蚜雏,縱向正常工作進給由X軸完成愕泣,但塔座的定位、接料附柜、退位等就由U軸完成缓膀。這是一種快速、穩(wěn)定的進給新方式僚料,旨在提高零件的加工精度详依。
W508MT還帶有一個螺紋旋削加工裝置,可安裝在銑主軸錐面上毡飒,就像滾齒機那般加工球毙。值得一提的還有,這款復合加工中心的盤式刀庫也頗具特色痪寻,它不同於普通立加的斗笠式刀庫螺句,而是分上、下兩層,能裝48把刀蛇尚。
展望
人類總是不斷在發(fā)展與前進芽唇,醫(yī)療器械當然同樣如此。記得20多年前取劫,二軍大長征醫(yī)院趙定麟教授曾請我畫過一個連接脊椎的記憶金屬片匆笤,而今此物已被椎弓鉤取代,其強度也不知擴大了多少倍勇凭,手術(shù)亦相當簡單安全疚膊,這就是技術(shù)進步造福人類的一個例子义辕。
還需指出的是虾标,以往骨科、齒科植入件灌砖,是富人的專利璧函。然而病痛是不分窮富的,因此對中國這個發(fā)展中的人口大國來說晌叽,此類精密零件的需求非常大甲施,故多軸聯(lián)動車銑復合加工中心的市場面應該很廣,它的進一步普及應用勢必給人類健康帶來福音囊砰。
據(jù)統(tǒng)計重我,在過去幾年中,中國骨科設(shè)備市場經(jīng)歷了迅速增長为惧,增幅高達14-16%狼谋。其中,膝關(guān)節(jié)植入占據(jù)整個骨科設(shè)備市場份額的50%搬即,位列第一坑搀;而外傷及髖關(guān)節(jié)手術(shù)設(shè)備則平分另外半壁江山。目前贿桃,中國骨科設(shè)備市場的贈書趨於平緩溜封,但據(jù)估測,仍將保持8%左右的增速裹视。
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