[發明專利]一種微型刀具的刃磨工藝

在審

• 申請號: 202011214479.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112318215A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 樊成;張雷;薛曹陽;丁晨;王可軍;王倩
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B3/36
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 周仁青

本發明微型刀具的刃磨工藝，包括如下步驟，A、依據待加工產品選擇機床加工的磨削方式；B、建立X?Y?Z坐標系，模擬加工運動軌跡，進行加工運動學研究；C、依據坐標系，建立對刀模型，確定對刀誤差以及誤差補償；D、對待加工產品進行磨削加工。通過對刀具的材質、形狀等進行建模，從而對磨削方式、加工機床的運動學等進行分析，從而提供了一種有效的自動化加工磨削的方法，從而在極大程度上提高磨削效率的同時，又滿足了同一類型刀具磨削的可重復性，而保證批次產品加工的穩定性。

技術領域

本發明屬于醫療器械技術領域，具體涉及一種微型刀具的刃磨工藝。

背景技術

微型手術刀，以其切口流暢、視野無盲區、交叉感染率低、安全風險低、對患者造成的損傷小等優勢，在心血管、神經外科、眼科、耳鼻喉科以及病理檢驗等領域得到廣泛應用。如狹窄性腱鞘炎、周圍神經卡壓綜合征、慢性損傷粘連性疾病、關節僵硬、慢性勞損等疾病十分廣而多，這些疾病保守治療無效后，多要采取外科軟組織松解治療，是這些疾病最主要的外科手段之一，也是近年來外科治療的主流。微創手術離不開微創工具，目前用于微創松解軟組織的工具主要有小針刀與關節鏡。一些用于顯微外科的精微手術刀刃口需要雙面磨削成形，傳統方法采用圓柱形刀柄，配以轉夾頭進行裝夾。傳統磨削方式多為手動磨削，產品一致性差、效率低。

發明內容

本發明的微型刀具的刃磨工藝針對傳統磨削方式的弊端自行搭建自動化四軸聯動機床，研究了微型手術刀的刃磨方法及工藝，對工件加工可能出現的誤差進行分析，而提出了一種新型刃磨方法，對解決微型手術刀磨拋問題獲得有效改善。

本發明的微型刀具的刃磨工藝，包括如下步驟(需要注意的是，這里的步驟A、B、C、D并非嚴格的指明先后順序，可以依據實際操作進行調整)，

A、依據待加工產品選擇機床加工的磨削方式，待加工產品包括有一個刃或者兩個刃；

B、建立X-Y-Z坐標系，模擬加工運動軌跡，進行加工運動學研究，確定磨削刀觸點軌跡(坐標系為以待加工產品的刃部的頂點為原點O，以主軸軸線所在方向為X軸方向，以O點與砂輪中心連線所在方向為Y軸方向，Z軸則垂直于X-Y，具體方向選擇視需求而定)，其中原點O坐標表示為例如，當代加工產品具有對稱的兩個刃時，Y軸經過該兩個刃之間的中心線；

C、依據坐標系，建立對刀模型，確定對刀誤差以及誤差補償，獲得刀觸點坐標向量為其中x_i、y_i、z_i分別為刀觸點在機床中的位置表示，l_i、m_i、n_i則為刀觸點法向量在x軸、y軸、z軸方向各自的分量，并確定刀觸點的加工運動模型：并獲得各軸的運動量為其中，d_x、d_y、d_z分別為機床x軸、y軸、z軸的運動數學表達式，γ則為機床C軸轉角，R_p為機床所使用的砂輪外徑；θ為所加工微型刀具的刃傾角，L為砂輪中心到旋轉中心的距離；

D、對待加工產品進行磨削加工。

本發明的微型刀具的刃磨工藝的一種改進，步驟C中刀觸點在X-Y-Z坐標系做平移變換時，采用D-H變換并滿足A_j＝Trans(d_x,d_y,d_z)A_i，其中

本發明的微型刀具的刃磨工藝的一種改進，步驟C中刀觸點在做繞Z軸做旋轉變換時，采用D-H變換并滿足A_j＝Rot(z,γ)A_i，其中

本發明的微型刀具的刃磨工藝的一種改進，步驟C中對刀誤差的確認包括：在X軸方向的對刀誤差和/或在Y軸方向的對刀誤差和/或在Z軸方向的對刀誤差。

本發明的微型刀具的刃磨工藝的一種改進，步驟C中對刀誤差主要為在Y軸方向的對刀誤差Δy。