[發明專利]一種醫用鈦合金微小件超聲波磁流變復合拋光機

有效

• 申請號: 201610065476.2
• 申請日: 2013-09-28
• 公開（公告）號: CN105690185B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 王鴻云;方明;趙浩興
• 申請（專利權）人: 浙江科惠醫療器械股份有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明專利申請是發明創造名稱為“醫用鈦合金微小件超聲波磁流變復合拋光機”的發明專利的分案申請，原申請的申請日為2013年9月28日，原申請的申請號為2013104674564。

技術領域

本發明涉及一種打磨工具，具體為一種醫用鈦合金微小件超聲波磁流變復合拋光機。

背景技術

目前常用的拋光工藝有：電化學拋光、電解拋光、超聲波拋光等，能有效的解決鈦合金工件表面拋光難的問題，但它們卻各自有著難以解決的技術缺點和不足。電化學拋光與電解拋光不受工件材料硬度和韌性的限制，但不易獲得較高的加工精度，且加工時雜散腐蝕現象較嚴重。超聲波拋光適合拋光各種硬脆材料，且拋光質量高，表面粗糙度可達Ra 0.63～0.08μm，但超聲波拋光只能用于加工非導電材料，而且受超聲振幅和功率的限制，超聲波拋光僅適于窄槽圓角、棱角等局部加工，大面積的拋光效率較低。

磁流變液是將微米尺寸的磁性顆粒分散于絕緣載液中形成的具有可控流變行為的懸浮液體，其流變特性隨外加磁場變化而變化。磁流變液在未加磁場時流變特性與普通牛頓流體相似，當受到一定強度磁場作用時，在磁場的作用下能產生明顯的磁流變效應，其表觀粘度系數增加兩個數量級以上，會變成類似“固體”的狀態，一旦去掉磁場后，又變成可以流動的液體。在磁場作用下的磁流變效應，使磁流變液體在液態和固態之間發生轉換，具有可逆、可控、反應迅速的優點。磁流變液的剪切屈服應力比電流變液大一個數量級，而且磁流變液具有良好的動力學和溫度穩定性，因此，與電流變液相比，應用范圍更廣范。

1992年白俄羅斯的Kordonski等人最早將磁流變技術應用于光學加工。1995年美國羅切斯特大學光學制造中心和Kordonski合作，將磁流變拋光技術應用到光學加工中，使熔石英球面元件表面粗糙度降低到0.8nm(RMS)，面形誤差0.09μm，BK7非球面光學元件表面粗糙度降低到1nm(RMS)面形誤差0.86μm。Kordonsk等人還將射流拋光技術與磁流變拋光技術相結合，發明了一種新的拋光方法，磁流變射流拋光，這種加工方式可以有效解決深凹面或內腔的拋光加工。

我國近年來對磁流變拋光技術也進行了研究，長春光學精密機械研究所等單位對磁流變拋光理論進行了探討，研制了磁流變拋光設備，同時他們還和復旦大學合作研制出油基磁流變液，進行了磁流變拋光實驗。哈爾濱工業大學研制了適合于磁流變拋光的水基磁流變液，在自制的磁流變拋光實驗樣機上，對光學玻璃、微晶玻璃等材料進行了拋光實驗，初步研究了各拋光參數的影響，研究了拋光去除特性和面形控制技術。清華大學、國防科技大學研制了磁流變拋光設備。但這些都停留在實驗研究階段，尚未得到實際應用。

目前對鈦合金的拋光法的研究，西北有色金屬研究院自主設計開發出來一種新型醫用β型鈦合金，并對生物醫用TLM鈦合金毛細管的電化學拋光進行了研究。北京航空航天大學研究了鈦合金的環保電化學拋光工藝。大連大學在電解拋光鈦合金植入物的過程中引入功率超聲波，研究并分析了功率超聲波對電解拋光過程的作用及對拋光效果的影響。以上這些鈦合金拋光法目前還在理論研究階段，還沒有在生產實踐中得到大規模的應用。

雖然目前有一些可用于醫用鈦合金(如接骨板和接骨螺釘等)的傳統拋光方法，但很難達到要求的加工效果，而且效率較低。一方面由于拋光區域的尺寸較小，這就要求拋光工具的尺寸也要相應減小，微型拋光工具的制造有一定困難，而且將拋光區域限制在很小的范圍內在技術上也存在難度；另一方面，將盡可能多的游離磨料盡可能長時間地聚集在加工區域對提高拋光效率是極其重要的，然而由于拋光區域較小，游離磨料難以高密度地、長時間地局部集中在拋光工具和非球面的較小接觸區域，因此很難達到預期的研拋加工效果。另外，還必須克服拋光中工具的磨損，提高拋光工具與非球面區域的貼覆性或柔順性，以獲得高質量的拋光表面。

要滿足醫用鈦合金微小零件的高精度要求，并在此基礎上力求提高拋光加工效率柔順性，就必須在完善傳統的精密加工方法的同時，尋找采用新原理的鈦合金加工方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種醫用鈦合金微小件超聲波磁流變復合拋光機，能夠有效解決現有加工設備無法滿足鈦合金微小零件的高精度要求的問題。