小型手术刀刃磨机开发

发布时间：2020-05-09 01:26

【摘要】：手术刀具有治病救人的特殊属性,且在我国的医疗器械产业中占据重要地位。手术刀经过长期的发展和演变,其功能一直在不断地改进和优化。手术刀功能的实现主要取决于刀片的形状,因此,在通常情况下手术刀刀片的形状多种多样,而手术刀的刃口质量是其能否实现预期功能的关键所在。在我国,对于一些刃口形状小且复杂的手术刀刃口磨削技术仍与发达国家存在一定差距。目前,相当一部分医疗器械企业手术刀片磨削设备主要依靠进口或者手工磨削开刃。前者提高了企业生产成本,后者则严重影响企业的生产效率,产品质量把控困难,缺乏市场竞争力。不仅如此,手术刀属于消耗品,我国又是人口大国,因此手术刀需求量很大。国内的大中型医疗机构对国产手术刀质量缺乏信心,为了保证手术质量,一般会选择进口手术刀,这样不仅增加了手术成本同时也给患者造成了不小的经济压力。本文针对上述问题,开发了用于小型手术刀的刃口磨削机床,主要针对形状小、刃口的几何和形位公差要求较高的手术刀刃口自动化磨削。本文首先根据所要实现的磨削功能,提出机床主体结构设计方案。主要包括床身、立柱、床鞍和工作台的机械结构设计,并针对工件结构特点,开发了机床夹具。本机床共有三个直线运动轴和两个旋转轴,直线运动系统由导轨滑块和丝杠螺母副等机构构成,并配备了直线光栅尺,两个旋转轴由双轴转台实现,最后对机床的内、外防护进行了设计。对机床所用的诸如导轨、丝杠、驱动电机、光栅尺以及电主轴等机械标准件进行了选型和校核工作。基于ANSYS Workbench15.0有限元分析软件,对机床结构进行了有限元静动力学分析。在有限元静力学分析中,重点研究了机床结构的变形量和应力变化。在动力学分析中,对机床整体结构进行了模态和谐响应分析,获取了机床前几阶固有频率和振型,对机床的静动态特性有了较全面的认识。搭建机床控制系统,设计了机床主电路并对伺服控制系统、主轴控制系统、数控系统I/O接口等控制电路进行了接线设计。最后,完成了机床磨削工艺实验,采用理论计算和实验数据分析等手段最终确定了最佳刃口磨削工艺参数。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH777

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