CN103212883A - 一种激光微加工中夹持支架管材的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光微加工中夹持支架管材的设备，包括有安装于操作台上的旋转轴整体、安装于旋转轴整体一端的夹头、设置于夹头一端的二指夹钳、以及衬套与衬套座；其中，所述衬套安装在衬套座的座孔内，管材穿过夹头和衬套，由夹头和衬套两点支撑夹持管材，以实现两端夹持；在切割过程中，于靠近衬套的一端对管材进行末端切割，切割点设置在衬套的右侧，衬套距切割点的距离S足够短。本发明能够减少切割点处管材的扰动，保证管材稳定有效夹持，以解决支架管材切割点处因为工艺气体、水流等引起的管材扰动导致支架筋宽一致性差等问题，使得切割出来的支架符合客户提出的精度要求，减少管材报废率和支架不合格率。

Description

一种激光微加工中夹持支架管材的设备

 

技术领域

本发明属于激光精细加工技术领域，尤其涉及一种用于医用支架激光切割的激光微加工中夹持支架管材的设备。

 

背景技术

随着各种急慢性血管阻塞疾病严重威胁人类生命安全和健康，心脑血管阻塞疾病成了各种急慢性血管阻塞疾病中最大的危害。支架是一种植入到血管病变部位的金属网状结构，用以改善病变部位的血流状况，对血管起到永久性支撑的作用。激光微加工由于具备加工效率高、切割残渣少、非接触加工、易实现加工过程的自动化等特点，可精确切割形状复杂的微细零件，所以成为支架加工的主要加工方法。

医用支架激光微加工工艺有干切和湿切两种工艺，干切工艺是将辅助气体吹在激光与材质作用区域,用于去除切口的碎渣并冷却激光作用区。采用干切工艺时，从激光切割头中将有气压0.5Mpa以上的工艺气体不断从切割嘴中吹出，这些气体直接吹向管材。如果采用湿切工艺，除有工艺气体不断冲击管材外，还有一定压力的水从管材中流出。无论是干切还是湿切，气压和水压均可能导致管材的扰动，进而影响支架的筋宽一致性。而支架的筋宽决定支架的支撑力和支架的柔顺性，同时也是影响支架形状系数的一个重要因素。在支架激光切割过程中，如果存在筋宽不均匀现象，这将导致支架在撑开过程中，出现血管支架网状变形不均匀，甚至发生局部变形和应力集中，加剧病变部位血管内壁的内皮细胞损伤，手术后再狭窄的几率增大。     因此，如何保证支架切割点处管材夹持的稳定性，避免管材切割后支架筋宽一致性差，避免管材切割时产生后续工艺无法处理掉的磨损导致所加工支架的报废，这已成为支架激光微加工设备提供商的一大难题。

故，业界急需开发研究提供一种激光微加工中夹持支架管材的设备，以解决支架管材切割点处因为工艺气体、水流等引起的管材扰动导致支架筋宽一致性差等问题。

 

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种激光微加工中夹持支架管材的设备 。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种激光微加工中夹持支架管材的设备，包括有安装于操作台上的旋转轴整体、安装于旋转轴整体一端的夹头、设置于夹头一端的二指夹钳、以及衬套与衬套座；其中，所述衬套安装在衬套座的座孔内，管材穿过夹头和衬套，由夹头和衬套两点支撑夹持管材，以实现两端夹持；在切割过程中，于靠近衬套的一端对管材进行末端切割，切割点设置在衬套的右侧，衬套距切割点的距离S足够短。

进一步地，所述旋转轴整体具有两个自由度，在夹头夹紧管材的同时可以带动管材作旋转运动，并能够进行水平直线运动，随着激光切割头的切割，以实现管材进给运动。

进一步地，所述平行二指夹持机构由减震性能突出的铝镁合金制作而成，其具有很好的吸振能力。

进一步地，所述切割点设置在衬套的右侧，衬套能通过与管材的高精度配合来使得管材在切割过程中尽可能减小扰动。

本发明激光微加工中夹持支架管材的设备通过设置衬套，由夹头和衬套两点支撑夹持管材，以实现两端夹持、一端切割，在切割过程中，于靠近衬套的一端对管材进行末端切割，能够减少切割点处管材的扰动，保证管材稳定有效夹持，以解决支架管材切割点处因为工艺气体、水流等引起的管材扰动导致支架筋宽一致性差等问题，使得切割出来的支架符合客户提出的精度要求，减少管材报废率和支架不合格率。

附图说明

图1为本发明的组合图示。

图2为本发明的原理视图。

图3为本发明同一端夹持末端切割的示意图。

其中，

    旋转轴整体1，夹头2，管材3，平行二指夹钳4，衬套座5，衬套6，切割头7

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

请参照图1-图3所示，本发明激光微加工中夹持支架管材的设备包括有安装于操作台上的旋转轴整体、安装于旋转轴整体一端的夹头、设置于夹头一端的二指夹钳、以及衬套与衬套座。其中，所述衬套安装在衬套座的座孔内，管材穿过夹头和衬套，由夹头和衬套两点支撑夹持管材，以实现两端夹持。在切割过程中，于靠近衬套的一端对管材进行末端切割，切割点设置在衬套的右侧，衬套距切割点的距离S足够短。其中，夹持管材的只有夹头和衬套，夹头与管材间在切割过程中是通过适量的抱紧力将管材抱紧的。

所述旋转轴整体具有两个自由度，在夹头夹紧管材的同时可以带动管材作旋转运动，并能够进行水平直线运动，随着激光切割头的切割，以实现管材进给运动。所述平行二指夹持机构由减震性能突出的镁合金制作而成，因为铝镁合金自身具有优越的减震性能，所以采用新型镁合金材料加工的夹持机构具有很好的吸振能力，作为支撑管材的夹具材料，将可使加工精度进一步提高。

如图2所示，本发明激光微加工中夹持支架管材的设备采用两端夹持，一端切割，即同一端夹持，末端切割，只要把切割头的喷嘴下陷到防水密封装置中进行切割，即使有水飞溅，也不会影响到切割头的正常工作，同时方便水回收。

切割点设置在衬套的右侧，衬套能通过与管材的高精度配合来使得管材在切割过程中尽可能减小扰动，实验证明，切割点离衬套右端越近，该点在切割过程中扰动越小，筋宽一致性也越好。因此，在设计时要考虑控制衬套右端离切割点的距离，使该距离尽可能小。但是该距离也要保证在切割时切割嘴不能与衬套等结构干涉，因此引入算例，获得衬套离切割点的最优距离。如图2所示：令夹头孔径（管材外径）为d1，夹头离切割点最大距离Lmax，最小距离为Lmin，衬套孔径为d2，衬套孔径加工误差在0~fum间，衬套右端离切割点距离为S，则切割过程中管材在切割点位置的刚性扰动量λ可通过如下公式算得：

刚性扰动量λ在（fS）/[2（Lmax-S）]和（fS）/[2（Lmin-S）]之间

其中d2=d1+f；

由上述公式可知，管材在切割点的扰动只与夹头右端离切割点之间的距离L、衬套距切割点的距离S、衬套孔的加工误差f有关，而与衬套孔或夹头孔的孔径无关。在设计时，为了尽可能减少扰动，同时考虑到切割头下端的切割嘴不与衬套右端发生干涉，设计时在保证切割头不与衬套等结构干涉的前提下尽可能将S设计为最小。

应用时，由于心血管支架是高精密微小尺寸的医用器件，且支架管材最近的夹持端距离切割头的间距很小，同时支架管材管径多为2mm的薄壁管材，因此，在管材末端产生挠度和弯矩等载荷作用对切割质量影响微小。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种激光微加工中夹持支架管材的设备，包括有安装于操作台上的旋转轴整体、安装于旋转轴整体一端的夹头，其特征在于：还包括有设置于夹头一端的二指夹钳、以及衬套与衬套座；其中，所述衬套安装在衬套座的座孔内，管材穿过夹头和衬套，由夹头和衬套两点支撑夹持管材，以实现两端夹持；在切割过程中，于靠近衬套的一端对管材进行末端切割，切割点设置在衬套的右侧，衬套距切割点的距离S足够短。

2.如权利要求1所述的激光微加工中夹持支架管材的设备，其特征在于：所述旋转轴整体具有两个自由度，在夹头夹紧管材的同时可以带动管材作旋转运动，并能够进行水平直线运动，随着激光切割头的切割，以实现管材进给运动。

3.如权利要求1所述的激光微加工中夹持支架管材的设备，其特征在于：所述平行二指夹持机构由减震性能突出的镁合金制作而成，其具有很好的吸振能力。

4.如权利要求3所述的激光微加工中夹持支架管材的设备，其特征在于：所述切割点设置在衬套的右侧，衬套能通过与管材的高精度配合来使得管材在切割过程中尽可能减小扰动。

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