接骨板加工

医疗器械常使用难切削材料,具有特征复杂、细节要求高等特点,对路径质量及加工效率有较高要求。下面,以用于治疗骨折的带孔状骨折内固定器件(接骨板)为例,介绍使用JDSoft SurfMill的解决方案。

材料:Ti6Al4V

硬度:HRC35

尺寸:157.2×17.6×37.5mm

产品加工部位:正反曲面、椭圆孔(4个)、小圆孔(5个)、大圆孔(1个,重点孔位)和锥螺纹孔(12个,锥度为12°)等

加工要求

① 一次装夹完成所有特征加工,加工时间需控制在2.5小时以内。

② 表面光洁度<Ra0.8μm,产品表面不能有缺陷和振刀纹。

③ 重点孔位的圆柱段直径尺寸要求ф4.00±0.05mm,高度尺寸要求0.30±0.05mm;5个小圆孔中,3个小圆孔尺寸要求ф1.65±0.02mm,2个小圆孔尺寸要求ф1.70±0.05mm;椭圆孔的长度尺寸要求9.02±0.13mm;锥螺纹孔需满足特殊检具要求。

JDSoft SurfMill 解决方案

1. 构建虚拟加工环境

本案例加工使用JDGR400_A15SH五轴高速加工中心,采用五轴专用自定心台钳夹紧方案。将接骨板及夹具模型导入软件,选择加工使用的机床、刀具和刀柄,完成虚拟加工环境的构建。

2. 优化加工方案

工装设计:通过机床模拟验证工装设计方案,得到在无干涉情况下,零件总安装高度为202mm,二次工装高度为95mm。

工件装卡:利用机床模拟和干涉检查计算发现,将工件偏心安装可缩短加工接骨板正面时的刀长,于是将工件沿Y轴负方向偏心30mm。优化后,加工正面的刀柄长度由185mm缩短到155mm。

3. 锥螺纹孔加工

接骨板造型中有12个锥度为12°的锥螺纹孔,采用铣削方式加工锥螺纹。

加工效果

本案例中接骨板加工时间为2.5h。表面余量在-0.003~-0.008mm,粗糙度值Ra在0.3~0.6μm。加工效率和质量均得到客户认可。

尺寸编号 表面余量(mm) 粗糙度值Ra/Rz(μm)
1 -0.0057 0.456/3.074
2 -0.0039 0.529/3.931
3 -0.0035 0.605/10.482
4 -0.0047 0.498/3.013
5 -0.0032 0.281/2.489
6 -0.0052 0.383/3.339
7 -0.0054 0.421/2.465
8 -0.0073 0.482/4.321