刀具在人工髋关节假体零件的加工

仿照人体髋关节的结构,将制作的假体柄部插入股骨髓腔内,利用其头部与关节臼或假体金属杯间可旋转,从而实现股骨的曲伸和运动。髋关节假体的各个主要零件。

股骨头柄材料可采用:钛合金、钴铬钼合金、超低碳不锈钢等。内外金属杯材料可采用钛合金、超低碳不锈钢等。髋臼材料采用无毒超高分子聚乙烯。钛合金毛坯多采用热静压力加工方法制造。钴铬钼合金材料的毛坯采用铸造方法制造。不锈钢毛坯则采用锻造方法制造。但其成品均需经精密的切削加工。三菱综合材料公司的先进刀具可顺利实现对其精密的切削加工。

以上各零件的内外回转表面,包括内外圆柱表面、圆锥表面、球面均可用车削的方法。车刀刀片基体可采用导热性良好的RT9005、RT9010特殊硬质合金,其表面涂以AlTiN涂层,刀片材料牌号为VP05RT、VP10RT。

车刀刀片的断屑槽结构应易使切屑生成和排除,其专用型号为FJ和MJ,两断屑槽形成的前角很大,并具有曲线形的刀刃,最适宜切削钛合金及耐热合金材料,加工表面质量高。金属杯内球面车削一般较难,但用这种刀片尽管切削深度不断变化,仍可使切屑顺利排出。在假体零件上的孔可用MWS型整体硬质合金钻头加工,其特点是主刀刃是波形,改变了过去近中心是负前角结构,均衡了主刀刃的锋利性和耐磨性。修磨制出钻头的三重后刀面,使横刃长度为“零”,这样既减少了后刀面的摩擦磨损,又减少了轴向力,提高了定心性。故切削时,既锋利又耐磨。同时做出双曲率的螺旋槽,使卷屑排屑好、发热少、寿命提高,且在内球面钻孔时,减少了毛刺。内球面加工尚可用VF-4SVB型特殊R形刃不等距减振球头立铣刀。它的基体材料是超细微粒硬质合金,表面涂层是高硬度超耐磨以IMPACT MIRACLE技术形成的(Al,Ti,Si)N单相纳米涂层,硬度高达HV3700,氧化开始温度达1300℃,耐热性好,在800℃对高硬钢的摩擦系数仅为0.48。大大提高了抗缺损、破损等异常损伤能力。假体零件上的槽加工可用三向锁紧刀片,安装刚性极高的GY系列切槽刀,减少了振动,使加工质量更加可靠。合理使用以上刀具,均能保证顺利完成各主要假体零件表面的加工。


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