作為工作母機(jī)的機(jī)床工業(yè)镇评,是一切制造業(yè)的基礎(chǔ)始锚,隨著社會進(jìn)步與技術(shù)的不斷創(chuàng)新沫换,數(shù)控機(jī)床在醫(yī)療領(lǐng)域的運(yùn)用也日漸寬廣。近一段時間來载城,多軸聯(lián)動的車銑復(fù)合中心機(jī)床在精密醫(yī)療器材制造領(lǐng)域的表現(xiàn)可圈可點(diǎn)肌似,便是一個明證。
目前诉瓦,多軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床加工的精密醫(yī)療器材零件川队,主要是骨科植入件(椎弓鉤、骨鋼板睬澡、骨螺釘呼寸、髖臼球等)與齒科植入件(種植體基臺、義齒模型等)猴贰,當(dāng)然還有心臟起博器零件对雪、血液透析器零件等等。
這些零件特點(diǎn)是形狀復(fù)雜证摩、材料堅韌树颖,而棒料車銑復(fù)合加工中心正是加工此類零件的理想工藝裝備。其關(guān)鍵則在於诡亥,機(jī)床經(jīng)兩次裝夾後可對小型精密零件進(jìn)行第六面加工效聂。在這一領(lǐng)域瞪澈,研究得較為深入的是瑞士、德囯和日本等囯的一些機(jī)床制造企業(yè)枷澜。
精密醫(yī)療器材加工的獨(dú)特之處
為什麼說車銑復(fù)合中心是這些零件的理想工藝裝備呢脓额?回答這個問題之前,首先要了解精密醫(yī)療零件的特點(diǎn)所在跷缀。
首先搬混,這類精密的小零件大多是小批量、多品種加工那捍,取材一般為棒材拾点,故自動送料的棒料數(shù)控車床乃是首選的工裝對象,而且最好有正槐滔、副兩根主軸——因?yàn)檎鬏S尚需將未加工完畢的零件送到副主軸繼續(xù)加工勃痴。
其次,由於零件均是形狀不規(guī)則的異形件热康,僅僅靠回轉(zhuǎn)車削加工是不夠的沛申,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(bǔ)充姐军。
最後铁材,由於要全自動完成零件加工,俗稱是六面加工庶弃,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。
車銑復(fù)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)品爭奇斗艷德澈,設(shè)計各有巧妙歇攻,下面舉些車銑復(fù)合中心的實(shí)例,來剖析這類機(jī)床的奧妙所在梆造。
瑞士寶美技術(shù)(BUMOTEC)公司研發(fā)的S-191Linear車缴守、銑、插镇辉、磨復(fù)合中心就是典型的加工棒料六面體零件的高效機(jī)床屡穗。其為7軸5聯(lián)動,布局為緊湊型斜床身結(jié)構(gòu)娶恕,床身材料采用整體高強(qiáng)度抗振鑄鐵揖漫。
鑒於醫(yī)療器械零件的材質(zhì)堅硬,故而機(jī)床剛性一定要強(qiáng)篓释,正是考慮到這些關(guān)鍵要素垄坡,瑞士寶美公司采用有限元設(shè)計,并多次進(jìn)行整機(jī)強(qiáng)度校驗(yàn)采璧,令機(jī)床在加工中游刃有余琼葫。
臥式安置的兩根車床主軸相對裝於床身的正面罩音,左面是固定的正主軸,右側(cè)為副主軸蚯巍,它可沿45°斜面進(jìn)行立臥轉(zhuǎn)換试旬,并可繞X軸進(jìn)行A向回轉(zhuǎn),同時又可作W軸的左右移動浅涛。
棒料由正主軸通孔自動送入注寥,機(jī)床就對棒料露出的端部作車、銑加工贱甥。由於機(jī)床的兩根主軸可同步旋轉(zhuǎn)适袜,故零件加工中棒料可自動從正主軸送入副主軸,隨後切斷一分為二舷夺。副主軸是六面加工的關(guān)鍵裝置苦酱,它接過正主軸傳來的零件,即可從水平位置轉(zhuǎn)90°至垂直向上位置给猾,讓銑主軸加工露出的零件端部疫萤。
垂直設(shè)置的銑頭主軸由於可繞B軸回轉(zhuǎn)90°,同時銑頭的主軸箱本身能作上下敢伸、前後扯饶、左右運(yùn)動。因此池颈,它既可銑削正主軸裝夾零件所露出的零件右端部位尾序,又可銑削副主軸所裝夾後露出的左端部位,鑒於上述功能躯砰,機(jī)床的兩根車削主軸經(jīng)二次裝夾後每币,可對零件作六面加工。
另一家瑞士企業(yè)威力銘-馬科黛爾(Wellimin-Macodal)公司琢歇,也是一家專業(yè)生產(chǎn)多軸聯(lián)動加工中心的制造商峰遇,其推出的W508MT銑車復(fù)合加工中心,同樣能看成是棒材零件多工序自動加工的一個典范拭牌。
W508MT是一臺斜楔式床身型車銑復(fù)合加工中心篡前,為立柱能沿Y向前後運(yùn)動的動柱式立加,然而銑頭可作B軸擺動方占,整個立柱與下方滑臺作縱向X運(yùn)動泡愉,由右端伺服電機(jī)驅(qū)動;左端是車削的正主軸升院,棒料通過正主軸通孔由液壓棒料輸送裝置送到指定位置谎躁,夾緊後對零件前端進(jìn)行五軸銑車加工,隨後的加工就由位於機(jī)床前方的背主軸裝置完成了赡喻。
這個背主軸裝置是威力銘-馬科黛爾公司的專利發(fā)明疮肿,它是個可繞Y軸回轉(zhuǎn)的多功能塔座港赂,由三部分組成。中間是車削副主軸家么,左邊是自動定心虎鉗涉功,右邊則是尾架。副主軸的功能是接正主軸傳來的棒料後將其夾緊略吨;液壓自定心虎鉗將對工件作第六面加工集币;當(dāng)加工細(xì)長軸零件時,由尾架頂進(jìn)工件右端翠忠,以防撓曲變形鞠苟。這種三工位塔座使得機(jī)床工藝適應(yīng)范圍更廣,同時也增強(qiáng)了其整體剛性秽之。
這個塔座還具備U軸功能当娱,縱向正常工作進(jìn)給由X軸完成,但塔座的定位考榨、接料跨细、退位等就由U軸完成。這是一種快速河质、穩(wěn)定的進(jìn)給新方式冀惭,旨在提高零件的加工精度。
W508MT還帶有一個螺紋旋削加工裝置掀鹅,可安裝在銑主軸錐面上散休,就像滾齒機(jī)那般加工。值得一提的還有出蛾,這款復(fù)合加工中心的盤式刀庫也頗具特色促讶,它不同於普通立加的斗笠式刀庫,而是分上馁惨、下兩層神翁,能裝48把刀愈苛。
展望
人類總是不斷在發(fā)展與前進(jìn)业弊,醫(yī)療器械當(dāng)然同樣如此。記得20多年前伶门,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于哩,而今此物已被椎弓鉤取代,其強(qiáng)度也不知擴(kuò)大了多少倍棵擂,手術(shù)亦相當(dāng)簡單安全见炫,這就是技術(shù)進(jìn)步造福人類的一個例子。
還需指出的是拙达,以往骨科得稼、齒科植入件腐蛀,是富人的專利。然而病痛是不分窮富的回溺,因此對中國這個發(fā)展中的人口大國來說春贸,此類精密零件的需求非常大,故多軸聯(lián)動車銑復(fù)合加工中心的市場面應(yīng)該很廣遗遵,它的進(jìn)一步普及應(yīng)用勢必給人類健康帶來福音萍恕。
據(jù)統(tǒng)計,在過去幾年中车要,中國骨科設(shè)備市場經(jīng)歷了迅速增長允粤,增幅高達(dá)14-16%。其中翼岁,膝關(guān)節(jié)植入占據(jù)整個骨科設(shè)備市場份額的50%类垫,位列第一;而外傷及髖關(guān)節(jié)手術(shù)設(shè)備則平分另外半壁江山登澜。目前阔挠,中國骨科設(shè)備市場的贈書趨於平緩,但據(jù)估測脑蠕,仍將保持8%左右的增速购撼。
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