【編者按】隨著市場的迅速增長和成熟泊藕，成本控制對(duì)于保持競爭力顯得尤為重要辅辩。膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)植入件在OEM中占有主導(dǎo)地位，山高刀具為此提供專業(yè)的解決方案娃圆，包含刀具設(shè)計(jì)和高品質(zhì)服務(wù)以確保產(chǎn)品的高品質(zhì)及成本節(jié)約娜振。

　　醫(yī)療行業(yè)中，由于齒科和整形外科植入件用于人體陷龟，故制造時(shí)有相當(dāng)嚴(yán)格的控制，以確保高品質(zhì)扑认。隨著市場的迅速增長和成熟逻事，成本控制對(duì)于保持競爭力顯得尤為重要》赣撸考慮到這個(gè)因素畜溺，膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)和齒科供應(yīng)商應(yīng)同時(shí)關(guān)注成本的降低和品質(zhì)的提高壮僵。

　　全膝關(guān)節(jié)置換

　　膝關(guān)節(jié)植入件(TKR)包含三個(gè)主要組件：股骨組件理章、脛骨托架以及高密度聚乙烯墊（圖1）。脛骨墊的工件材料為超高分子聚乙烯（UHMWPE）清腌，這種材料很軟厂均，因此切削力小。表面粗糙度應(yīng)不大于0.5μm帆摊，意味著需要高端的精加工專用刀具碱茁。山高的Jabro設(shè)計(jì)了一款“Premier Finish”整體硬質(zhì)合金銑刀，它能夠完全勝任此類加工仿贬。

　　圖1 膝關(guān)節(jié)植入件

　　股骨件和脛骨墊的加工難點(diǎn)在于它們獨(dú)特的形狀纽竣，尤其是脛骨墊的骨節(jié)曲面形狀更難加工。之前加工脛骨墊的方法是用一把拋光過的HSS成型刀或者傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金銑刀茧泪。除此以外蜓氨，刮削的方法也經(jīng)常被使用，這兩種方法均有缺陷队伟。

　　第一個(gè)方法通常會(huì)在表面產(chǎn)生明顯的尖點(diǎn)穴吹，另外為了獲得平滑的切削路徑，設(shè)備必須足夠快速嗜侮。這些刀具由于其零前角和小螺旋角刀荒，所以很難獲得良好的表面質(zhì)量。第二種方法只能用于具有圓弧表面的產(chǎn)品棘钞，但由于刀體限制和成形零件夾持等設(shè)計(jì)限制因素缠借，所以無法實(shí)現(xiàn)所有的圓弧加工。

　　為了獲得較高的表面質(zhì)量，必須增加可靠性較低的操作環(huán)節(jié)泼返。人工拋光或噴砂處理會(huì)帶來不可預(yù)計(jì)的加工時(shí)間等盏、成本和品質(zhì)效果。為了克服這些困難沥卦，山高Jabro開發(fā)了一款新的刀具Premier Finisher（圖2）缩睛，刀具的設(shè)計(jì)基于工件表面的凹凸面以及切線和連接的直線。

　　圖2 山高Jabro的Premier精加工刀具

　　在研磨過程中辩钢，全切削刃保持恒定的切削前角辉召，刃口圓弧約為5μm。切削速度在200~600m/min沛三，通常影虫，如果控制系統(tǒng)良好，能夠獲得更高進(jìn)給墩衍。每齒進(jìn)給為0.06~0.1mm/z跛农，刀具壽命通常為1000~2000件。

　　全髖關(guān)節(jié)置換

　　在全髖關(guān)節(jié)置換中谢市，髖關(guān)節(jié)臼杯（圖3）具有不同的尺寸和厚度沼币，是植入件的一個(gè)部件，其中要銑削的就是定位面和阻轉(zhuǎn)面寞奸，用于壓入髖臼杯中的聚乙烯墊呛谜。另一個(gè)要銑削的區(qū)域是孔的背面，特制螺釘用于連接臼杯和髖骨枪萄。

　　圖3 全髖關(guān)節(jié)置換臼杯

　　髖臼杯的材料是TiAl6V4呻率，這種材料在理想的切削條件下，可使用高達(dá)275m/min的切削速度呻引，可獲得的進(jìn)給速率與刀具直徑及切削寬度有關(guān)礼仗。

　　工件實(shí)際上是一個(gè)半球面，阻轉(zhuǎn)面在球形內(nèi)側(cè)逻悠，孔是從內(nèi)向外鉆銑（徑向）元践，同樣可以加工背面。加工受到工件設(shè)計(jì)形狀和裝卡方法的限制童谒，工件的裝卡部位是一個(gè)最后切除的圓柱狀工藝頭单旁。考慮到工件的幾何形狀以及薄的邊緣饥伊，可以使用直徑為4mm的JH910系列刀具象浑，使用Tribon涂層，可以用于銑削定位面陈谜。最適宜的線速度為120m/min庸尚，進(jìn)給量為0.05mm/z喇暴。要求之一是不同規(guī)格的臼杯必須用一把鉆頭進(jìn)行加工。配合工件的圓柱形/球形幾何結(jié)構(gòu)换乙，山高開發(fā)了一種特制的復(fù)合鉆頭倍熄，用于一次加工兩個(gè)特征。

　　鉆頭的線速度在40m/min時(shí)膀娱，使用壽命較長混检，加工工藝和孔公差的要求均可達(dá)到。背面加工刀具需根據(jù)不同的尺寸進(jìn)行定制稼注，這種新的設(shè)計(jì)是一種T形槽刀具写并，切削直徑為5.4mm。為了加工孔邊緣的1.8mm寬的區(qū)域栓堕，刀柄部直徑只有1.6mm于嚼，這當(dāng)然限制了參數(shù)的提高，但綜合優(yōu)化的硬質(zhì)合金基體以及幾何結(jié)構(gòu)和加工策略阶质，使線速度可以達(dá)到60m/min，應(yīng)用螺旋插補(bǔ)銑米苹。

　　定位面加工的老方法基于傳統(tǒng)刀具糕伐，刃長和幾何結(jié)構(gòu)沒有根據(jù)這種操作要求進(jìn)行優(yōu)化，加工參數(shù)受限蘸嘶。使用標(biāo)準(zhǔn)鉆頭分兩步鉆孔良瞧，再有一個(gè)球頭刀銑圓弧面，還需要一個(gè)額外的去毛刺步驟训唱。背部用一種鏜刀進(jìn)行加工褥蚯，一個(gè)操作可完成加工。采用新方法可以節(jié)省50%刀具成本况增，綜合起來能節(jié)省大約30%赞庶。

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