一种克氏针加工及骨钻削实验平台的制作方法

本发明属于医疗刀具加工技术领域，具体涉及一种克氏针加工及骨钻削实验平台。

背景技术：

克氏针钻骨过程中会产生粉末状骨屑，不易排出，容易造成钻削温度升高。而目前，应用的克氏针大多是没有分屑槽的，在钻削过程中产生的高温会损伤骨细胞。针对这一主要问题，本发明设计了一种新型的克氏针加工及骨钻削实验平台，用于磨削克氏针尖端斜面、在克氏针尖端加工各种形状分屑槽以及骨钻削实验，以实现及时排出骨屑，降低骨钻削温度以及进行骨钻削实验研究的目的。

技术实现要素：

本发明设计了一种克氏针加工及骨钻削实验平台，其目的在于能够根据加工工艺以及钻削机理，加工克氏针尖端斜面，在克氏针斜面上加工出各种形状的分屑槽，进行骨钻削实验研究。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种克氏针加工及骨钻削实验平台，主要包括：工作台、三坐标直角机器人、电主轴、基座、z轴滑台、微锯片、微锯片连接杆、三爪夹盘、铝型材支架、水平旋转分度台、可倾斜旋转分度台、底座导轨、碳化钨磨头；克氏针骨钻削实验系统主要包括：铝型材支架、平口钳、摇柄、已加工克氏针；工件：待加工克氏针、骨。

所述的z轴滑台通过底座导轨竖直固定在三坐标直角机器人上，电主轴通过基座竖直固定在z轴滑台上，碳化钨磨头固定于电主轴的端部，微锯片通过微锯片连接杆固定于电主轴的端部，可倾斜旋转分度台固定在水平旋转分度台上，水平旋转分度台固定在铝型材支架上，三爪夹盘固定在可倾斜旋转分度台上，待加工克氏针通过三爪夹盘固定于可倾斜旋转分度台上。

所述的已加工克氏针固定于电主轴上，平口钳固定于铝型材支架上，骨通过摇柄固定在平口钳上。

本发明的有益效果

对于克氏针加工及骨钻削实验平台，它最大的效果为可实现加工克氏针尖端斜面以及在尖端斜面上加工各种形状分屑槽，提高克氏针加工效率，避免更换刀具带来的不便，保证碳化钨磨头，微锯片，以及克氏针之间相对位置关系，提高加工克氏针的精度。

可实现骨钻削实验研究，有助于分析各种分屑槽形状对骨钻削温度的影响，以及圆弧槽尺寸对骨钻削温度的影响，研究有利于及时排出骨屑，降低温度，减少骨细胞损伤的方法。

图1为本发明中碳化钨磨头加工克氏针尖端斜面系统的结构示意图。

其中：工作台（1）、三坐标直角机器人（2）、电主轴（3）、基座（4）、z轴滑台（5）、三爪夹盘（8）、铝型材支架（9）、水平旋转分度台（10）、可倾斜旋转分度台（11）、底座导轨（12）和碳化钨磨头（18）。

图2为本发明中微锯片加工克氏针分屑槽系统的结构示意图。

其中：z轴滑台（5）、微锯片（6）、微锯片连接杆（7）、三爪夹盘（8）、铝型材支架（9）、水平旋转分度台（10）、可倾斜旋转分度台（11）和待加工克氏针（16）。

图3为本发明中克氏针骨钻削实验系统的结构示意图。

其中：电主轴（3）、基座（4）、z轴滑台（5）、铝型材支架（9）、底座导轨（12）、平口钳（13）、摇柄（14）、已加工克氏针（15）和骨（17）。

具体实施方式

本文所设计的一种克氏针加工及骨钻削实验平台，主要包括：克氏针加工系统、克氏针骨钻削实验系统和工件，克氏针加工系统主要包括：工作台（1）、三坐标直角机器人（2）、电主轴（3）、基座（4）、z轴滑台（5）、微锯片（6）、微锯片连接杆（7）、三爪夹盘（8）、铝型材支架（9）、水平旋转分度台（10）、可倾斜旋转分度台（11）、底座导轨（12）、碳化钨磨头（18）；克氏针骨钻削实验系统主要包括：铝型材支架（9）、平口钳（13）、摇柄（14）、已加工克氏针（15）；工件：待加工克氏针（16）、骨（17）。

本发明的具体工作过程为：

通过伺服电机控制x、y、z三轴方向滑轨运动，来调节碳化钨磨头（18）和微锯片（6）的位置，通过调节水平旋转分度台（10）和可倾斜旋转分度台（11）来控制待加工克氏针（16）的位置，首先将碳化钨磨头（18）与待加工克氏针（16）端部接触，进行待加工克氏针（16）尖端斜面的磨削，待待加工克氏针（16）斜面磨削结束后，将碳化钨磨头（18）替换为微锯片（6），将微锯片（6）与待加工克氏针（16）尖端斜面接触，进行待加工克氏针（16）尖端斜面的磨削；将已加工克氏针（15）固定到电主轴上，将骨（17）通过摇柄（14）固定在平口钳（13）上，控制电主轴旋转，进而带动已加工克氏针（15）旋转，沿z轴方向向下运动，进行克氏针骨钻削实验。

技术特征：

技术总结
克氏针（K‑wire）钻骨过程中会产生粉末状骨屑，不易排出，容易造成钻削温度升高。而目前，应用的克氏针大多是没有分屑槽的，在钻削过程中产生的高温会损伤骨细胞。针对这一主要问题，本发明设计了一种克氏针加工及骨钻削实验平台，主要包括：克氏针加工系统和克氏针骨钻削实验系统，克氏针加工系统主要包括：工作台、三坐标直角机器人、电主轴、基座、Z轴滑台、微锯片、微锯片连接杆、三爪夹盘、铝型材支架、水平旋转分度台、可倾斜旋转分度台、底座导轨、碳化钨磨头；克氏针骨钻削实验系统主要包括：铝型材支架、平口钳、摇柄、已加工克氏针。对于克氏针加工及骨钻削实验平台，其工作原理为，加工分屑槽克氏针并使用加工后的分屑槽克氏针钻骨，该平台提高了克氏针加工效率及骨钻削实验效果。

技术研发人员：王义文;娄德钰;付鹏强;闫克攀;单纪坤
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2019.01.07
技术公布日：2019.03.29