管状医疗器械的精加工装置及方法与流程

本发明属于医疗器械精密加工技术领域，尤其涉及一种管状医疗器械的精加工装置及方法。

背景技术：

在医疗领域，经常使用长管型套筒(长度通常大于150mm)用于骨针的定位和导向。发明人在采用注塑技术制备长管型套筒的研究过程中发现，由于注塑压力非常大(达到2吨左右)，注塑中需要增加对钢管内壁的支撑以及浇口数量，但这会导致长管型套筒对应支撑孔及浇口的位置出现外径变大、产生毛刺的问题，降低产品的尺寸精度。采用当前广泛应用的机床走刀法修正外表面及尺寸精度时，由于切割中的振动，造成修正后的产品仍不能满足对长管型套筒尺寸高精度的要求。

技术实现要素：

本发明提供一种管状医疗器械的精加工装置及方法，旨在提高管状医疗器械的加工精度。

本发明一方面提供一种管状医疗器械的精加工装置，管状医疗器械用于体内植入构件的导向和定位，精加工装置包括：

基体部，包括两个端面和在两个端面之间延伸的通孔，管状医疗器械能够穿过通孔；

刃部，设置于通孔的孔口处，刃部为环状且刃口位于内环，刃口环绕通孔分布且刃口的边沿与通孔的壁面共面。

根据本发明的一个方面，刃部由壁面与端面相交形成。

根据本发明的一个方面，壁面与两个端面中的一者或两者相交形成刃部。

根据本发明的一个方面，壁面与端面相交的角度小于或等于90度，优选为10度～60度。

根据本发明的一个方面，刃部的材质为钢材、陶瓷或金刚石。

根据本发明的一个方面，通孔为柱状孔，管状医疗器械能够贴合于壁面穿过通孔。

根据本发明的一个方面，壁面的粗糙度为1.0μm以下，优选为0.8μm以下。

根据本发明的一个方面，通孔的轴向尺寸与管状医疗器械的径向尺寸之比大于或等于2。

根据本发明的一个方面，还包括导向部件，导向部件包括本体部和贯通本体部的贯穿孔，贯穿孔包括沿自身轴向分布且同轴设置的锥形孔和柱形孔，且柱形孔的孔径与基体部的通孔的孔径相匹配。

根据本发明的一个方面，还包括支撑架和推动部件，基体部和推动部件设置于支撑架上，以通过推动部件推动管状医疗器械穿过通孔。

本发明另一方面提供一种管状医疗器械的精加工的方法，管状医疗器械用于体内植入构件的导向和定位，方法包括以下步骤：

提供上述的管状医疗器械精加工装置；

提供待加工的所述管状医疗器械；

加工步骤，使管状医疗器械穿过通孔，以使刃部对管状医疗器械进行精加工。

根据本发明的另一个方面，加工步骤中，管状医疗器械穿过通孔的速度为0.5m/s～20m/s，优选为1m/s～10m/s。

根据本发明的另一个方面，提供待加工的管状医疗器械的步骤中，管状医疗器械的材质为塑料，管状医疗器械的温度为室温～80℃，优选为35℃～80℃。

本发明提供的管状医疗器械的精加工装置及方法，通过管状医疗器械的待加工外表面与刃部之间在基体部轴向上的相对运动，实现刃部对管状医疗器械的待加工外表面的加工余量和毛刺的切削处理，从而提高管状医疗器械的加工精度，使得管状医疗器械具有较高的圆柱度和表面光洁度。本发明的管状医疗器械精加工装置结构简单且操作方便，能够提高加工效率、降低加工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种管状医疗器械的精加工装置的结构示意图。

图2为图1沿轴向的剖面图。

图3为本发明实施例提供的另一种管状医疗器械的精加工装置沿轴向的剖面图。

图4为本发明实施例提供的又一种管状医疗器械的精加工装置的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的再一种管状医疗器械的精加工装置的结构示意图。

图6为一种管状医疗器械的结构示意图。

图7为采用本发明实施例提供的一种管状医疗器械的精加工装置对管状医疗器械进行加工的示意图。

标号说明：

100、基体部；

110、壁部；120、通孔；121、壁面；122、外侧面；131、第一端面；132、第二端面；

200、刃部；

210、刃口；

300、导向部件；

310、本体部；320、贯穿孔；321、锥形孔；322、柱形孔；

400、支撑架；

500、推动部件；

600、管状医疗器械；

610、待加工段；611、支撑口；612、浇口。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“若干”的含义是一个或者一个以上；“多个”的含义是两个以上；“以上”、“以下”为包括本数；术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

管状医疗器械用于医疗手术中体内植入构件的导向和定位，因此对其尺寸精度具有较高的要求。例如用于外科手术中骨针的导向和定位的长管型套筒，要求其长度大于150mm，圆柱度公差至少满足0.1mm。

另外，用于人体内的管状医疗器械通常为一次性医用耗材，因此还要求加工成本低。

本发明实施例提供了一种管状医疗器械精加工装置及方法，能够满足上述加工要求。为了更好地理解本发明，下面结合图1至图7对本发明实施例所提供的管状医疗器械精加工装置及方法进行详细介绍。

图1示意性地显示了本发明一个实施例提供的一种管状医疗器械的精加工装置；图2为图1的剖视图。请一并参照图1和图2，本发明一个实施例提供的管状医疗器械的精加工装置包括基体部100和设置于基体部100上的刃部200。

基体部100包括壁部110和由壁部110围合形成的通孔120。基体部100具有沿自身轴向(如图1中的x方向)相对的第一端面131和第二端面132，通孔120在第一端面131和第二端面132之间延伸，管状医疗器械600(参见图5)能够穿过通孔120。

刃部200设置于壁部110上，具体地，刃部200设置于通孔120的孔口处，刃部200为环状且刃口210位于内环，刃口210环绕通孔120分布且刃口210的边沿与通孔120的壁面121共面。

待加工的管状医疗器械600可以为圆管状结构，也可以为多边形管状结构，例如三角形管状结构、方管状结构、五边形管状结构等。

环状刃口210的内环形状与管状医疗器械600的待加工外表面的形状相同，环状刃口210的内径尺寸等于或基本上等于管状医疗器械600的额定外径尺寸。

在本文中，“基本上等于”指的是允许存在对管状医疗器械600精加工时可被接受的尺寸偏差。

本发明实施例提供的管状医疗器械的精加工装置，使管状医疗器械600穿过通孔120，通过管状医疗器械600的待加工外表面与刃部200之间在基体部100轴向上的相对运动，实现刃部200对管状医疗器械600待加工外表面的加工余量和毛刺的切削处理，从而提高管状医疗器械600的加工精度，使得管状医疗器械600具有额定的外径尺寸，满足圆柱度公差为0.1mm以下的要求，同时还使得管状医疗器械600具有较高的表面光洁度。

并且，本发明实施例的管状医疗器械的精加工装置结构简单且操作方便，使得加工操作的时间大为降低，从而提高加工效率、降低加工成本。

在一些实施例中，刃部200可以是具有环状刃口210的加工刀具，将该加工刀具设置于基体部100上，并使其刃口210环绕通孔120分布且刃口210的边沿与通孔120的壁面121共面。

可以理解的是，加工刀具的数量可以是一个，该一个加工刀具可以设置于基体部100的第一端面131上，也可以设置于第二端面132上。加工刀具的数量还可以是两个，该两个加工刀具分设于基体部100的第一端面131和第二端面132上。在每次轴向运动的行程中，两个加工刀具可以对管状医疗器械600进行两次精加工处理，更加提高加工效率。

进一步地，加工刀具的背离基体部100的表面与通孔120的壁面121之间形成小于或等于90度的夹角，优选为小于90度，如10度～60度。通过使加工刀具的背离基体部100的表面与壁面121之间形成上述角度范围内的夹角，即使得加工刀具的背离基体部100的表面由壁面121至基体部100的外侧面122的高度逐渐降低，形成倾斜面，可以使切削处理的碎屑沿该倾斜面滑落，防止碎屑进入通孔120中，有利于提高管状医疗器械600的尺寸精度和表面光洁度，并能够显著减少对装置的清洁次数，有利于进一步提高加工效率。

请一并参照图3，在另一些实施例中，刃部200由通孔120的壁面121与基体部100的端面相交而形成。

使通孔120的壁面121与基体部100的端面相交形成尖锐的夹角a，获得刃部200，前述尖锐的夹角a即为刃口210，更加简化了装置的结构，节约了加工刀具的成本。另外，当由于长期使用造成尖锐夹角a被磨损后，可以直接对基体部100的端面进行打磨加工，重新使通孔120的孔壁面121与基体部100的端面相交形成尖锐的夹角a，更加方便、高效。

可以理解的是，刃部200可以是由壁面121与第一端面131相交形成，也可以是由壁面121与第二端面132相交形成。还可以是由壁面121与第一端面131和第二端面132分别相交形成两个刃部200。

进一步地，通孔120的壁面121与基体部100的端面相交的夹角a的角度为小于或等于90度，优选为小于90度，例如10度～60度。通过使壁面121与基体部100的端面之间形成上述角度范围内的夹角a，即使得基体部100的端面为倾斜面，该倾斜面由壁面121至基体部100的外侧面122的高度逐渐降低，可以使得切削处理的碎屑沿该倾斜面滑落，防止碎屑进入通孔120中，有利于提高管状医疗器械600的尺寸精度和表面光洁度，并能够显著减少对装置的清洁次数，有利于进一步提高加工效率。

进一步地，通孔120为柱状孔。通孔120的壁面121的形状与管状医疗器械600的待加工外表面的形状相同，且通孔120的内径尺寸等于或基本上等于管状医疗器械600的额定外径尺寸，管状医疗器械600能够贴合于通孔120的壁面121穿过该通孔120，使得通孔120起到导向的作用，保证管状医疗器械600沿自身轴线所在直线运动，防止其运动轨迹发生偏移，从而提高管状医疗器械600的加工精度。同时，壁面121还能够将管状医疗器械600的待加工外表面进行压实和/或整平，更加提高表面光洁度。

优选地，通孔120的轴向尺寸与管状医疗器械600的径向尺寸之比大于或等于2，例如为2～10，再例如为3～6，更加保证管状医疗器械600沿自身轴线所在直线运动，防止其运动轨迹发生偏移。

进一步地，通孔120的壁面121为光滑面，防止壁面121对管状医疗器械600形成摩擦损伤，保证对管状医疗器械600较高的加工精度。优选地，壁面121的粗糙度为1.0μm以下，进一步为0.8μm以下。

本发明实施例的管状医疗器械精加工装置，至少刃部200的材质为钢材、陶瓷或金刚石，保证刃部200较高的刚度和硬度，提高对管状医疗器械600的切削效果。

基体部100的材质可以为硬质塑料、钢材、陶瓷或金刚石，确保基体部100具有较高的刚度和硬度，保证管状医疗器械600沿自身轴线所在直线运动的运动轨迹，提高对管状医疗器械600的待加工外表面的压实和/或整平作用。

待加工的管状医疗器械600，可以采用塑料材料、金属材料及无机材料中的一种或多种，其中管状医疗器械600的硬度应小于刃部200的硬度，以便刃部200对管状医疗器械600进行切削。

请一并参照图4，本发明实施例的管状医疗器械精加工装置，还可选地包括导向部件300。导向部件300包括本体部310和贯通本体部310的贯穿孔320，贯穿孔320包括沿自身轴向相继分布的锥形孔321和柱形孔322，锥形孔321和柱形孔322同轴设置，其中柱形孔322的孔径等于或基本上等于基体部100的通孔120的孔径。

导向部件300与上述的基体部100和刃部200可以配合使用，通过使导向部件300中的柱形孔322相对靠近刃部200、且柱形孔322的轴线与通孔120的轴线在一条直线上，锥形孔210引导管状医疗器械600进入柱形孔322，确定其运动方向，使管状医疗器械600能够准确、快速地穿过通孔120。

可以理解的是，上述配合使用，导向部件300可以是独立于基体部100和刃部200的部件，也可以是连接于基体部100的部件，只要在对管状医疗器械600进行精加工处理时，导向部件300能够配合于基体部100，以引导管状医疗器械600穿过通孔120即可。

请一并参照图5，本发明实施例的管状医疗器械的精加工装置还可选地包括支撑架400和推动部件500，基体部100和推动部件500设置于支撑架400上，通过推动部件500推动管状医疗器械600穿过通孔120。

基体部100的外侧面122上可以进行粗糙化处理，例如外侧面122为凹凸表面，再例如外侧面122上形成有滚花，能够增大基体部100设置于支撑架400时的摩擦力，提高基体部100的安装稳固性。

推动部件500可以是液压缸、驱动缸或电动缸，将推杆连接于管状医疗器械600，从而使推杆推动管状医疗器械600运动。

当装置包括上述的导向部件300时，导向部件300也可以设置于支撑架400上，通过推动部件500推动管状医疗器械600经由导向部件300的引导而穿过通孔120。通过将导向部件300和基体部100均安装在支撑架400上，可以一次性调准两者之间的相对位置，节省了后续加工中调整导向部件300与基体部100的相对位置的操作。

本发明实施例还提供一种管状医疗器械的精加工的方法，方法包括以下步骤：

s10，提供上述任一种管状医疗器械的精加工装置。

s20，提供待加工的管状医疗器械600。

s30，使管状医疗器械600穿过通孔120，以使刃部200对管状医疗器械600进行精加工。

由于采用了本发明实施例上述的管状医疗器械的精加工装置，因此能够提高管状医疗器械600的加工精度，使得管状医疗器械600具有额定的外径尺寸，满足圆柱度公差为0.1mm以内的要求，同时还使得管状医疗器械600具有较高的表面光洁度。并且，本发明实施例的管状医疗器械精加工方法简单且操作方便，使得加工操作的时间大为降低，从而提高加工效率、降低加工成本。

在一些实施例中，步骤s20中，管状医疗器械600的材质为塑料，且温度为室温～80℃，优选为35℃～80℃，进一步地为35℃～60℃。此时管状医疗器械600基本硬化，但仍具有一定的软度，能够具有更好的精加工效果。

在一些实施例中，步骤s30中，管状医疗器械600穿过通孔120的速度为0.5m/s～20m/s，优选为1m/s～10m/s。管状医疗器械600穿过通孔120的速度在上述范围内，能够提高管状医疗器械600的加工精度。

请一并参照图6和图7，作为一个具体的示例，用于外科手术中骨针的导向和定位的长管型套筒为采用注塑工艺制备而成，注塑压力达到2吨。由于注塑中增加了两个支撑口611以及两个浇口612，长管型套筒对应支撑口611及浇口612的位置外径变大(在该位置的外表面产生加工余量)、并具有毛刺，降低了产品的尺寸精度。其中，长管型套筒的待加工段610呈圆柱状结构，待加工段610的长度为120mm、外径尺寸为8mm。

采用如图1和图2所示的管状医疗器械的精加工装置，刃部200为通孔120的壁面121与基体部100的两个端面相交为90度尖锐的夹角a而形成，刃口210呈圆形，圆形直径与长管型套筒的额定直径相等；通孔120为圆柱孔，通孔120的内径等于长管型套筒的额定直径。

塑料材质的长管型套筒注塑完成后，待其温度降低至35℃～45℃，长管型套筒已基本硬化，但仍具有一定的软度，此时使长管型套筒以1m/s的速度、贴合于通孔120的壁面121穿过通孔120，在行程过程中，两个刃部200分别对长管型套筒的待加工段610的外表面的加工余量和毛刺切削处理，同时壁面121对待加工段610的外表面进行压实、整平，最终得到的长管型套筒的圆柱度公差为0.1mm以下，且外表面圆润、光洁。

采用本发明的装置及方法对长管型套筒进行精加工处理，具有较高的加工效率及加工质量，并且加工成本比传统机床磨削处理成本降低了90％以上。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。