醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，醫(yī)用的骨髓內(nèi)釘、接骨螺釘?shù)榷嗖捎免伜辖鸩牧现谱?，鈦合金植入材料存在的主要問題是腐蝕，腐蝕一方面導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入人體，引起嚴(yán)重的生理危害，如組織毒化、細(xì)胞畸變等；另一方面造成植入假體的松脫、早期斷裂等失效行為。鈦合金的耐蝕性隨其表面粗糙度的提高而降低，其中平滑表面和微觀粗糙表面具有良好的耐腐蝕性和較低的離子釋放率。因此，對(duì)醫(yī)用鈦合金植入物進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻婀庹幚盹@得尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)，能夠有效解決現(xiàn)有醫(yī)用鈦合金螺釘表面拋光難的問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)，包括車床、含有磁流變液的拋光液、固定在車床刀架拖板上的磁性拋光組件和將拋光液噴灑在磁性拋光組件上的泵體；
[0005]所述磁性拋光組件包括固定在車床刀架拖板上的夾柄、設(shè)置在夾柄上的磁場(chǎng)發(fā)射器、設(shè)置在磁場(chǎng)發(fā)射器上的氣囊組件、活動(dòng)設(shè)置在氣囊組件上的導(dǎo)磁毛刷板，所述車床刀架拖板上還固定有氣泵，所述氣泵上接有一根穿過夾柄和磁場(chǎng)發(fā)射器與氣囊組件相通的通氣管。
[0006]優(yōu)選的，所述夾柄上開有設(shè)置槽，所述磁場(chǎng)發(fā)射器通過軸承設(shè)置在設(shè)置槽內(nèi)，所述夾柄上還設(shè)有將設(shè)置槽封閉的端蓋；使夾柄能轉(zhuǎn)動(dòng)，方便與待加工螺釘適配，同時(shí)采用端蓋進(jìn)行封閉，保護(hù)軸承長期穩(wěn)定運(yùn)行。
[0007]優(yōu)選的，所述氣囊組件包括氣囊架、放置在氣囊架內(nèi)的氣囊袋，所述氣囊架的前端開口，所述導(dǎo)磁毛刷板滑動(dòng)設(shè)置在氣囊架的前端，所述氣囊架的后端設(shè)有向后突出的密封部，所述磁場(chǎng)發(fā)射器穿過密封部伸入氣囊袋內(nèi)，所述密封部為圓柱形且設(shè)有外螺紋，所述密封部的端部設(shè)有緊固螺母，所述密封部的頂端與緊固螺母之間設(shè)有密封圈；氣囊架能很好的固定住氣囊袋的位置，同時(shí)利用緊固螺母固定與磁場(chǎng)發(fā)射器和氣囊架的相對(duì)位置。
[0008]優(yōu)選的，所述車床上設(shè)有夾緊待加工螺釘?shù)捻敿?；更好的固定待加工螺釘?br>[0009]優(yōu)選的，所述磁場(chǎng)發(fā)射器為圓柱形，所述通氣管沿磁場(chǎng)發(fā)射器的軸線穿過；防止通氣管扭曲被阻斷。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:①表面質(zhì)量高:通過氣囊組件和導(dǎo)磁毛刷板對(duì)工件表面層不會(huì)產(chǎn)生壓應(yīng)力，無損傷；②去除率可控:通過控制磁場(chǎng)強(qiáng)度控制磁流變刷的硬度效率高:在氣囊外部有大面積磁流變刷研磨工件；④消除/降低死角:工件多方位被研磨。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)的主視圖；
[0012]圖2位圖1的俯視圖；
[0013]圖3為本發(fā)明醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)中磁性拋光組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參閱圖1、圖2為本發(fā)明醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)的實(shí)施例，醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)，包括車床1、含有磁流變液的拋光液13、固定在車床I刀架拖板8上的磁性拋光組件和將拋光液13噴灑在磁性拋光組件上的泵體3。
[0015]如圖3所示，所述磁性拋光組件包括固定在車床I刀架拖板8上的夾柄12、設(shè)置在夾柄12上的磁場(chǎng)發(fā)射器2、設(shè)置在磁場(chǎng)發(fā)射器2上的氣囊組件4、活動(dòng)設(shè)置在氣囊組件4上的導(dǎo)磁毛刷板7，所述導(dǎo)磁毛刷板為采用導(dǎo)磁材料刷毛的毛刷，所述車床I刀架拖板8上還固定有氣泵11，所述氣泵11上接有一根穿過夾柄12和磁場(chǎng)發(fā)射器2與氣囊組件4相通的通氣管14，所述夾柄12上開有設(shè)置槽10，所述磁場(chǎng)發(fā)射器2通過軸承17設(shè)置在設(shè)置槽內(nèi)，所述夾柄12上還設(shè)有將設(shè)置槽10封閉的端蓋18，所述磁場(chǎng)發(fā)射器2為圓柱形，所述通氣管14沿磁場(chǎng)發(fā)射器2的軸線穿過，所述氣囊組件4包括氣囊架43、放置在氣囊架43內(nèi)的氣囊袋42，所述氣囊架43的前端開口，所述導(dǎo)磁毛刷板7滑動(dòng)設(shè)置在氣囊架43的前端，所述氣囊架43的后端設(shè)有向后突出的密封部，所述磁場(chǎng)發(fā)射器2穿過密封部伸入氣囊袋42內(nèi)，所述密封部為圓柱形且設(shè)有外螺紋，所述密封部的端部設(shè)有緊固螺母44，所述密封部的頂端與緊固螺母44之間設(shè)有密封圈45。
[0016]所述氣囊架43兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁內(nèi)側(cè)開有滑槽，所述導(dǎo)磁毛刷板7的兩端均固定有在滑槽內(nèi)滑動(dòng)的滑動(dòng)塊。
[0017]將導(dǎo)磁毛刷板7、氣囊組件4、磁場(chǎng)發(fā)射器2和夾柄12安裝后，將其整體安裝在刀架上，將待加工的醫(yī)用鈦合金螺釘9夾在頂架5上，啟動(dòng)氣泵11，使氣體通過通氣管14輸入到氣囊袋42內(nèi)，使導(dǎo)磁毛刷板7上的導(dǎo)磁刷毛與待加工的醫(yī)用鈦合金螺釘保持良好的接觸吻合度，啟動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)射器2，導(dǎo)磁刷毛產(chǎn)生磁性，同時(shí)啟動(dòng)泵體3，將帶有磁流變液的拋光液13噴射到導(dǎo)磁毛刷上，磁流變液顆粒和拋光磨粒會(huì)吸附在導(dǎo)磁毛刷上形成柔性磁流變刷，再啟動(dòng)電機(jī)15使醫(yī)用鈦合金螺釘旋轉(zhuǎn)，同時(shí)調(diào)節(jié)車床I刀架拖板8，啟動(dòng)車床內(nèi)設(shè)置的車削螺紋用的螺紋絲杠及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，帶動(dòng)車床I刀架拖板8沿著車螺紋軌跡運(yùn)行，柔性磁流變刷按照車削螺紋軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)柔性磁流變刷在醫(yī)用鈦合金螺釘切向力的作用下自轉(zhuǎn)，進(jìn)行螺紋各個(gè)部位的拋光。當(dāng)拋光工作結(jié)束，將磁場(chǎng)發(fā)射器2電源關(guān)閉，導(dǎo)磁毛刷失磁，拋光液13以液體形式被液體收集器6收集可再利用。
[0018]磁流變拋光是利用磁流變拋光液13在磁場(chǎng)中的固液相相互轉(zhuǎn)化的特性，通過控制外加磁場(chǎng)對(duì)磁流變拋光液13的剪切屈服應(yīng)力和局部形狀來進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，形成一個(gè)能夠與被加工工件表面相吻合的“柔性拋光刷”，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬脆材料的研磨、拋光。它克服了現(xiàn)有化學(xué)/電化學(xué)/磁性研磨/超聲波拋光技術(shù)易污染、效率低、可控性低等缺點(diǎn)，以其表面質(zhì)量高、表面損傷小、效率高、能耗低、材料去除率可控以及復(fù)雜曲面/難加工材料/超精密拋光等優(yōu)點(diǎn)引起了國內(nèi)外學(xué)者和工業(yè)界的廣泛研宄，近年來取得了顯著進(jìn)展，對(duì)較為規(guī)則的曲面形狀表面光整加工有良好的效果，如光學(xué)鏡片、硅、鍺半導(dǎo)體材等。因磁流變拋光是在拋光輪表面形成半固體狀的拋光工具，故對(duì)被加工零件的形狀有一定的要求無法用于工件非規(guī)則螺旋表面。
[0019]不同于現(xiàn)有的磁流變拋光方法與系統(tǒng)構(gòu)成，上述方案通過將磁流變液形成的磁流變刷與氣囊相結(jié)合拋光的新方法，即利用復(fù)合光整加工技術(shù)通過氣囊外覆蓋磁流變刷作為拋光工作面，與工件表面形成一個(gè)柔性研磨層，利用氣壓控制與曲率變化的復(fù)雜曲面形成大面積均勻仿形接觸，通過工件旋轉(zhuǎn)與拋光工作面移動(dòng)使柔性研磨層與工件表面發(fā)生復(fù)雜相對(duì)運(yùn)動(dòng)，希望由此消除或降低工件表面損傷、死角/螺牙不規(guī)則部位拋光有限等弊端，所形成的氣囊磁流變刷拋光技術(shù)是磁流變液拋光技術(shù)與氣囊拋光技術(shù)的融合與發(fā)展。
[0020]氣囊拋光動(dòng)適應(yīng)工件表面曲面形狀，與工件曲面保持良好的接觸吻合度，但拋光件邊緣去除特性不穩(wěn)定，而且小磨頭與工件接觸面積小，拋光效率低。磁流變拋光技術(shù)表面質(zhì)量高、材料去除率可控、效率高，但對(duì)被加工零件的形狀有一定的要求，難以加工復(fù)雜曲面。與其相比，本專利的氣囊磁流變刷拋光技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于:①表面質(zhì)量高:柔性毛刷對(duì)工件表面層不會(huì)產(chǎn)生壓應(yīng)力，無損傷；②去除率可控:通過控制磁場(chǎng)強(qiáng)度控制磁流變刷的硬度效率高:在氣囊外部有大面積磁流變刷研磨工件；④消除/降低死角:工件多方位被研磨。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)，其特征在于:包括車床(I)、含有磁流變液的拋光液、固定在車床(I)刀架拖板(8)上的磁性拋光組件和將拋光液噴灑在磁性拋光組件上的泵體⑶； 所述磁性拋光組件包括固定在車床(I)刀架拖板(8)上的夾柄(12)、設(shè)置在夾柄(12)上的磁場(chǎng)發(fā)射器(2)、設(shè)置在磁場(chǎng)發(fā)射器(2)上的氣囊組件(4)、活動(dòng)設(shè)置在氣囊組件(4)上的導(dǎo)磁毛刷板(7)，所述車床(I)刀架拖板(8)上還固定有氣泵(11)，所述氣泵(11)上接有一根穿過夾柄(12)和磁場(chǎng)發(fā)射器(2)與氣囊組件(4)相通的通氣管(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)，其特征在于:所述夾柄(12)上開有設(shè)置槽，所述磁場(chǎng)發(fā)射器(2)通過軸承(17)設(shè)置在設(shè)置槽內(nèi)，所述夾柄(12)上還設(shè)有將設(shè)置槽封閉的端蓋(18)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)，其特征在于:所述氣囊組件(4)包括氣囊架(43)、放置在氣囊架(43)內(nèi)的氣囊袋(42)，所述氣囊架(43)的前端開口，所述導(dǎo)磁毛刷板(7)滑動(dòng)設(shè)置在氣囊架(43)的前端，所述氣囊架(43)的后端設(shè)有向后突出的密封部，所述磁場(chǎng)發(fā)射器(2)穿過密封部伸入氣囊袋(42)內(nèi)，所述密封部為圓柱形且設(shè)有外螺紋，所述密封部的端部設(shè)有緊固螺母(44)，所述密封部的頂端與緊固螺母(44)之間設(shè)有密封圈(45)。
4.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)，其特征在于:所述車床(I)上設(shè)有夾緊待加工螺釘?shù)捻敿?5)。
5.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)，其特征在于:所述磁場(chǎng)發(fā)射器(2)為圓柱形，所述通氣管(14)沿磁場(chǎng)發(fā)射器(2)的軸線穿過。
【專利摘要】本發(fā)明公開了醫(yī)用鈦合金螺釘氣囊磁流變刷拋光機(jī)，包括車床、含有磁流變液的拋光液、固定在車床刀架拖板上的磁性拋光組件和將拋光液噴灑在磁性拋光組件上的泵體；所述磁性拋光組件包括固定在車床刀架拖板上的夾柄、設(shè)置在夾柄上的磁場(chǎng)發(fā)射器、設(shè)置在磁場(chǎng)發(fā)射器上的氣囊組件、活動(dòng)設(shè)置在氣囊組件上的導(dǎo)磁毛刷板，所述車床刀架拖板上還固定有氣泵，所述氣泵上接有一根穿過夾柄和磁場(chǎng)發(fā)射器與氣囊組件相通的通氣管。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：通過氣囊組件和導(dǎo)磁毛刷板對(duì)工件表面層不會(huì)產(chǎn)生壓應(yīng)力，無損傷，通過控制磁場(chǎng)強(qiáng)度控制磁流變刷的硬度，在氣囊外部有大面積磁流變刷研磨工件，工件多方位被研磨。
【IPC分類】B24B1-00
【公開號(hào)】CN104858725
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510293815
【發(fā)明人】王鴻云, 張忠華, 劉衛(wèi)東, 畢成, 孟國蓮
【申請(qǐng)人】浙江師范大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日