一种牙齿矫正托槽的加工方法与流程

本发明属于牙齿矫正器加工工艺技术领域，具体涉及一种牙齿矫正托槽的加工方法。

背景技术：

牙齿矫正器是用来矫正牙齿整齐度的工具，在牙齿矫正中起着至关重要的作用。牙齿矫正器一般由矫正托槽、托槽底板、矫正钢丝组成，矫正托槽焊接在托槽底板背面，矫正钢丝设置在矫正托槽的凹槽内，在生产矫正托槽时，需要在矫正托槽上加工安装矫正钢丝的凹槽。

现有技术中为了保证其矫正托槽的精度，在生产矫正托槽时，往往都是用多轴加工中心将矫正托槽的外形以及凹槽加工出来，而长时间使用多轴加工中心的成本较高。

在国内也有部分企业为了降低加工成本，采用线切割机床将矫正托槽的外形以及凹槽一次性加工出来，这样加工出来的矫正托槽的凹槽为上宽下窄的结构，凹槽底部两边的倒角在r0.09mm左右，其精度较差，而矫正钢丝的截面为方形结构，矫正钢丝的边角倒角为r0.035mm左右，这样的矫正钢丝嵌入凹槽内时，矫正钢丝两侧不能完全嵌入凹槽底部，使用这样的牙齿矫正器一段时间后，矫正托槽上的凹槽底部两边的倒角位置与矫正钢丝之间会发生磨损，使矫正钢丝往凹槽底部移动，这就造成了牙齿矫正器的结构不稳固，容易松动，不利于牙齿的矫正。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中用加工中心加工矫正托槽的成本高以及用线切割机床加工矫正托槽上凹槽的精度差的弊端，提供一种牙齿矫正托槽的加工方法，该开槽工艺用卧式铣床加工矫正托槽上的凹槽，能有效降低工艺成本，且加工出凹槽的精度较好。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种牙齿矫正托槽的加工方法，其步骤包括：

第一步：选用方块结构的钢材作为分度块，将分度块的下端面加工成一个倾斜面，倾斜面与分度块的上端面所成角度为θ°；

第二步：采用方块结构的不锈钢作为生产矫正托槽的工件，将工件的下端面焊接在分度块的上端面；

第三步：将焊接有工件的分度块用卧式铣床上设有分度头的夹具夹紧，分度块上的倾斜面朝下水平放置，此时工件的上端面为倾斜状态，通过分度头调整工件上端面的位置，使工件上端面朝向或背对卧式铣床上设有圆片铣刀的z轴工作台，工件上端面与水平面所成的倾斜角度为θ°；

第四步：用卧式铣床上纵向设置的圆片铣刀在工件的上端面加工出若干条互相平行且沿着工件上端面横向设置的凹槽，凹槽上端与底部之间所在平面与工件上端面之间的角度为（90-θ）°。

第五步：将焊接有工件的分度头从卧式铣床的夹具上拆卸下来安装到线切割机床的夹具上，用线切割机床根据凹槽的位置将工件上端面加工出多个互相连接的矫正托槽单元；

第六步：用线切割机床将加工好的矫正托槽单元分割成独立单元。

第七步：用线切割机床将工件上端面切割平整，使工件上端面仍旧与工件下端面平行，重复第三步到第六步。

本发明工艺采用设置了倾斜面的分度块作为工件的安装座，倾斜面的倾斜角度θ根据矫正托槽上凹槽的倾斜角度设定，方块结构的工件焊接在分度块的上端面，即倾斜面的倾斜角度θ°等于工件安装在卧式铣床的夹具上时工件上端面的倾斜角度，此时再用卧式铣床上圆片铣刀在工件的上端面上加工出若干互相平行的凹槽，采用圆片铣刀加工出来的凹精度较高，经过多次试验得出的数据，凹槽底部两边的倒角在r0.03mm左右，小于矫正钢丝r0.035mm的倒角，矫正钢丝能完全嵌入凹槽底部，长时间使用后，矫正钢丝与凹槽底部之间产生的磨损较小，不影响使用，所以能提升牙齿矫正器整体的稳定性。采用卧式铣床加工凹槽的加工成本相对于多轴数控加工中心的成本更低。

当工件上的凹槽加工好后，用线切割机床根据凹槽的位置加工出矫正托槽的外形，矫正托槽的外形对牙齿矫正器整体的安装精度影响十分小，不会影响结构安装的稳定性，而采用线切割机床加工矫正托槽的外形，加工成本相对于多轴数控加工中心的成本也更低。当矫正托槽加工完成后，使用线切割机床将工件上端面切割掉一块，使工件新形成的上端面仍旧与下端面平行，即刻将工件再次放置在卧式铣床上进行下一次开槽；当工件所生剩余材料不能进行下一次开槽时，将分度块上剩余的工件材料敲掉，在分度块上端面再焊接一块方形工件即刻继续使用分度块。

作为优选，所述卧式铣床在工件上端面上加工凹槽时，卧式铣床上的排屑气管朝着工件上的加工位置吹气排出废屑。卧式铣床加工凹槽时会产生很多金属屑，金属屑多了以后会影响圆片铣刀加工凹槽的精度，使用排屑气管及时排出金属屑可以保证加工质量。

作为优选，所述排屑气管间断性喷气，即喷一下停一下，排屑气管每隔1-3秒喷气2-3秒。在使用卧式铣床加工凹槽时一般都是使用冷却油对加工位置降温，若是持续性喷气会直接将刚流到加工位置的冷却油也迅速喷走，从而使冷却油起到的降温效果较差，要保证降温效果，就需要喷更多的冷却油同时使用低压气流，从而增加加工成本，同时低压气流也难以吹走混有冷却油的金属屑。而间断性喷气可以使延长冷却油停留在加工位置的时间，能节约大量冷却油，间断性喷气可以使用较为高压的气流，将混有冷却油的金属屑吹走。

作为优选，所述卧式铣床在工件上端面上加工凹槽时，卧式铣床上的冷却油管朝着工件上的加工位置喷冷却油降温。使用卧式铣床在工件上端面上加工凹槽时，加工位置会产生大量的热量，会导致工件氧化，而及时喷冷却油可以对加工位置进行降温，同时，冷却油也能防止工件加工时被氧化。

作为优选，所述卧式铣床的z轴工作台上的圆片铣刀对工件的上端面加工凹槽时，卧式铣床的x轴工作台的移动控制凹槽的长度，卧式铣床的y轴工作台的移动控制相邻凹槽的水平距离a。

作为优选，相邻凹槽之间的水平距离a相等，相邻凹槽底部的高度差为atanθ°，即水平距离a乘以正切函数tanθ°。当凹槽之间的水平距离a相等时，对各个凹槽的定位计算起来更为容易且快速，有利于降低使用卧式铣床和线切割机床的编程难度。

作为优选，所述卧式铣床加工出来的凹槽两端与工件上端面两侧的侧面连通。

作为优选，所述分度块为45号钢制成。

作为优选，所述工件为医疗级别的304不锈钢制成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的加工方法使用卧式铣床对工件进行凹槽的加工，其加工成本低于多轴加工中心的加工成本，加工出来的凹槽的精度高于线切割机床加工出来的精度，加工出来的矫正托槽的凹槽底部倒角在r0.03mm左右，小于矫正钢丝r0.035mm的倒角，矫正钢丝能完全嵌入使用本发明生产工艺生产的矫正托槽的凹槽底部，使用这种工艺生产的牙齿矫正器在长时间使用后，矫正钢丝与矫正托槽上凹槽底部之间产生的磨损较小，不影响使用，所以能提升牙齿矫正器整体的稳定性。

综上所述，本发明生产工艺生产的矫正托槽上的凹槽精度高，能使矫正钢丝完全嵌入凹槽底部，组装起来的牙齿矫正器的结构稳定性更好。

附图说明

图1为开槽后的工件结构示意图；

图2为图1中a处放大图；

图3为本发明使用卧式铣床加工工件的结构示意图；

图中标记：1、分度块，2、倾斜面，3、工件，4、卧式铣床，5、夹具，6、圆片铣刀，7、z轴工作台，8、凹槽，9、排屑气管，10、冷却油管，11、x轴工作台，12、y轴工作台。

具体实施方式

下面结合附图所表示的实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

如图1-3所示，一种牙齿矫正托槽的加工方法，其步骤包括：

第一步：选用方块结构的45号钢材作为分度块1，将分度块1的下端面加工成一个倾斜面2，倾斜面2与分度块1的上端面所成角度为θ°；

第二步：采用方块结构的医疗级别的304不锈钢作为生产矫正托槽的工件3，将工件3的下端面焊接在分度块1的上端面；

第三步：将焊接有工件3的分度块1用卧式铣床4上设有分度头的夹具5夹紧，分度块1上的倾斜面2朝下水平放置，此时工件3的上端面为倾斜状态，通过分度头调整工件3上端面的位置，使工件3上端面朝向或背对卧式铣床4上设有圆片铣刀6的z轴工作台7，工件3上端面与水平面所成的倾斜角度为θ°；

第四步：用卧式铣床4上纵向设置的圆片铣刀6在工件3的上端面加工出多条互相平行且沿着工件3上端面横向设置的凹槽8，凹槽8上端与底部之间所在平面与工件3上端面之间的角度为（90-θ）°。相邻凹槽8之间的水平距离a相等，相邻凹槽8底部的高度差为atanθ°。所述卧式铣床4加工出来的凹槽8两端与工件3上端面两侧的侧面连通。所述卧式铣床4在工件3上端面加工凹槽8时，卧式铣床4上的排屑气管9朝着工件3上的加工位置吹气排出废屑，所述排屑气管为间断性喷气，即喷一下停一下，排屑气管每隔3秒喷气3秒。卧式铣床4上的冷却油管10朝着工件3上的加工位置喷冷却油降温。

分度块上倾斜面角度θ°即工件上端面与水平面所成角度为θ°、相邻凹槽8的水平距离a和相邻凹槽8底部的高度差值atanθ°三者部分数值：

第五步：将焊接有工件3的分度头从卧式铣床4的夹具5上拆卸下来安装到线切割机床的夹具上，用线切割机床根据凹槽8的位置将工件3上端面加工出多个互相连接的矫正托槽单元；

第六步：用线切割机床将加工好的矫正托槽单元分割成独立单元。

第七步：用线切割机床将工件上端面切割平整，使工件3上端面仍旧与工件3下端面平行，重复第三步到第六步。

所述卧式铣床4的z轴工作台7上的圆片铣刀6对工件3的上端面加工凹槽8时，卧式铣床4的x轴工作台11的移动控制凹槽8的长度，卧式铣床4的y轴工作台12的移动控制相邻凹槽8的水平距离a。

在卧式铣床4加工工件3上端面的凹槽8时，z轴工作台7控制圆片铣刀6下移，通过控制进刀深度控制凹槽8的深度，然后夹具5随着x轴工作台11移动，此时圆片铣刀6沿着工件3上端面横向加工凹槽8，接着z轴工作台7控制圆片铣刀6退刀，夹具5随着y轴工作台12移动距离a，距离a即相邻凹槽之间的水平距离，z轴工作台7控制圆片铣刀6进刀加工第二条凹槽8，直至加工出工件3上端面上的所有凹槽。

在实际生产中对开槽后三个批次的矫正托槽进行凹槽8底部倒角的检测，其中，第一个批次共三百件，凹槽8底部两边的倒角为r0.029mm的有4件，凹槽8底部两边的倒角为r0.030mm的有135件，凹槽8底部两边的倒角为r0.031mm的有98件，凹槽8底部两边的倒角为r0.032mm的有63件。第二个批次共二百件，凹槽8底部两边的倒角为r0.029mm的有29件，凹槽8底部两边的倒角为r0.030mm的有122件，凹槽8底部两边的倒角为r0.031mm的有39件，凹槽8底部两边的倒角为r0.032mm的有10件。第三个批次共三百件，凹槽8底部两边的倒角为r0.029mm的有33件，凹槽8底部两边的倒角为r0.030mm的有119件，凹槽8底部两边的倒角为r0.031mm的有103件，凹槽8底部两边的倒角为r0.032mm的有10件，凹槽8底部两边的倒角为r0.033mm的有25件，凹槽8底部两边的倒角为r0.034mm的有10件。经过检测，采用本发明生产工艺生产的矫正托槽，矫正托槽上的凹槽8的倒角为r0.030mm左右，其误差在0.004mm内，凹槽8的倒角都小于矫正钢丝的倒角r0.035mm，能达到预期的发明效果。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。