CN103801993B - 医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机，包括滚筒、将滚筒左端封闭的可拆卸的左盖、将滚筒右端封闭且的右盖、底座及设置在底座上驱动滚筒转动的驱动装置，所述滚筒内设有导磁棒，所述导磁棒右端固定在右盖上且导磁棒的轴线与滚筒的轴线重合，所述导磁棒的圆周面上设有若干导磁刷毛；还包括存储磁流变液和磨料混合物的储液罐、将储液罐中液体喷入滚筒内的液压泵，所述左盖上与导磁棒相对应的位置设有磁场发生器。本发明的优点是：使磁流变液作为粘接剂将磨料固定在导磁刷毛上，从而可以对零件细小的部分都进行抛光处理，抛光效果好，可以抛光到螺钉牙根等部分，不留死角，对产品无损伤，自动化操作方便、环保。

Description

医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机
技术领域
本发明涉及医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机。
背景技术
钛及钛合金因为具有质量轻、强度高、抗腐蚀性能优异，并且对人体皮肤不会产生过敏等特性成为继钢、铝、镁之后的21世纪的新型金属，被广泛的应用在生物医学领域如接骨螺钉等，接骨螺钉是医学骨科不可缺少的，但医用接骨螺钉的品种规格多、牙型特殊(非标准)多为弧型、几何尺寸小且细长，直径小到1.5mm，长度5mm，甚至更小等特点，给后续的抛光工序带来了挑战。
钛及钛合金的抛光方法可分为机械抛光、化学抛光。
机械抛光，是指抛光轮高速旋转，抛光件与抛光轮摩擦产生高温，使抛光件金属塑性提高，在抛光力的作用下，抛光件表面产生塑性变形，凸起的部分被压入并流动，凹进的部分被填平，从而使不平的表面得到改善。但是一般的机械抛光后有比较严重的抛光纹的弊端。
化学抛光即酸腐蚀，所采用的主要物质为氢氟酸或氟离子的溶液。其机理为：金属在化学抛光液中，由于酸的氧化作用，表面形成一层较厚的粘液膜，这层粘液膜在金属表面较凸的部位较薄，较凹的部分较厚。同时，由于酸的还原作用，使金属表面发生溶解反应，溶解的金属离子向溶液中扩散时，在金属表面较凸的部位则相反，这种化学反应反复进行，从而金属表面达到整平的目的。对钛或钛合金基体进行化学抛光处理时会发生剧烈反应，氟离子与钛离子的络合物稳定性很强，能够紧密吸附在钛或钛合金的表面，使钛或钛合金基体与空气隔绝，因此钛或钛合金基体表面也就无法生成钝化膜，这也是大部分钛及钛合金的电镀及其他表面处理用含有氢氟酸的溶液腐蚀作为前处理的原因。但是，氢氟酸是一种高毒物质，极易挥发到空气中，不环保。
在以往报道的磁流变抛光机，对较为规则的曲面形状表面(如光学镜片等)光整加工有良好的效果，但是却在形状更为复杂的机械零件部件表面特别是象螺钉等小尺寸的抛光加工中遇到了很大的困难，甚至是不可能的事。
发明内容
本发明的目的在于提供医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机，能够有效解决医用钛合金微型接骨螺钉难以抛光达到规定要求或者对环境有严重污染的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机，包括滚筒、将滚筒左端封闭的可拆卸的左盖、将滚筒右端封闭且的右盖、底座及设置在底座上驱动滚筒转动的驱动装置，所述滚筒内设有导磁棒，所述导磁棒右端固定在右盖上且导磁棒的轴线与滚筒的轴线重合，所述导磁棒的圆周面上设有若干导磁刷毛；
还包括存储磁流变液和磨料混合物的储液罐、将储液罐中液体喷入滚筒内的液压泵，所述左盖上与导磁棒相对应的位置设有磁场发生器。
优选的，还包括超声波聚能器，所述超声波聚能器包括设置在导磁棒内的工具杆、设置在导磁棒内右端与工具杆相连的变幅杆、固定在右盖上的固定端盖、设置在右盖上的换能器；进一步可以进行超声波抛光，提供抛光效果。
优选的，所述滚筒的内壁上开有若干条与滚筒轴线平行的凹槽；使滚筒内的零件更好的动起来进行抛光。
优选的，所述左盖上开有便于磁流变液和磨料混合物注入滚筒内的注入孔，所述液压泵通过可拆卸导管与注入孔相连；方便将磁流变液和磨料混合物注入滚筒内。
优选的，所述左盖的直径和右盖的直径均大于滚筒的直径，所述驱动装置包括驱动电机、由驱动电机带动的两根转轴，两根转轴转动固定在底座上，所述左盖架设在两根转轴左端之间，所述右盖架设在两根转轴右端之间；便于滚筒的装卸，也便于驱动滚筒转动对零件进行抛光。
与现有技术相比，本发明的优点是：利用磁流变液遇磁固化的特点，使磁流变液作为粘接剂将磨料固定在导磁刷毛上，从而可以对零件细小的部分都进行抛光处理，抛光效果好，可以抛光到螺钉牙根等部分，不留死角，对产品无损伤，特别适合微小产品，而且磨损后利用磁流变液的特定可以自动修复，形成可以连续进行光整加工的“柔性磁流变刷”，自动化操作方便、环保。
附图说明
图1为本发明医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机未加入磁流变液时的结构示意图；
图2为本发明医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机加入磁流变液磁化后的结构示意图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为本发明医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机的俯视图。
具体实施方式
参阅图1、图2为本发明医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机的实施例，医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机，包括滚筒1、将滚筒1左端封闭的可拆卸的左盖2、将滚筒1右端封闭且的右盖3、底座4及设置在底座4上驱动滚筒1转动的驱动装置，所述滚筒1内设有导磁棒5，所述导磁棒5右端固定在右盖3上且导磁棒5的轴线与滚筒1的轴线重合，所述导磁棒5的圆周面上设有若干导磁刷毛6；
还包括存储磁流变液和磨料8混合物的储液罐7、将储液罐7中液体喷入滚筒1内的液压泵10，所述左盖2上与导磁棒5相对应的位置设有磁场发生器11。
还包括超声波聚能器12，所述超声波聚能器12包括设置在导磁棒5内的工具杆13、设置在导磁棒5内右端与工具杆13相连的变幅杆14、固定在右盖3上的固定端盖15、设置在右盖3上的换能器16。
如图3所示，所述滚筒1的内壁上开有若干条与滚筒1轴线平行的凹槽17，所述左盖2上开有便于磁流变液和磨料8混合物注入滚筒1内的注入孔18，所述液压泵10通过可拆卸导管19与注入孔18相连，所述左盖2的直径和右盖3的直径均大于滚筒1的直径，所述驱动装置包括驱动电机、由驱动电机带动的两根转轴20，如图4所示，两根转轴20转动固定在底座4上，所述左盖2架设在两根转轴20左端之间，所述右盖3架设在两根转轴20右端之间。
使用时，现将需要抛光的微型接骨螺钉放入滚筒1内，然后盖上左盖2，将滚筒1放在驱动装置上，使左盖2位于两根转轴20左端之间，右盖3架设在两根转轴20右端之间，通过驱动电机带动转轴20转动从而使滚筒1转动起来，在滚筒1转动前，先使磁场发生器11工作，使导磁刷毛6带磁，然后通过注入孔18向滚筒1内注入磁流变液和磨料8的混合物，进入滚筒1内的混合物收到导磁刷毛6磁场的作用，磁流变液颗粒9会迅速极化和磨料8按照一定规律排列在导磁刷毛6上，并且导致液体的流变学性能迅速发生变化，其剪切屈服应力和硬度值也将大为提高，形成一种类似固体的Binghaln物质。磁流变液颗粒9就像普通砂轮中的粘接剂一样，将非磁性磨料8夹持在磁性链之间，由导磁刷毛6、磁流变液颗粒9和磨料8形成磁流刷，如果在加工过程中形成磁流刷被破坏，在磁场的作用下新的磁流刷会重新迅速生成，从而形成可以连续进行光整加工的“柔性磁流变刷”。因此可以适应复杂形面弓箭的精密光整加工，在磁流变液和磨料8的混合物加注完毕后，需要将主入口封闭。
加注完磁流变液和磨料8的混合物后，再启动驱动装置，通过设置在底座4上的调速开关，调节转轴20到合适的转速，转轴20带动左盖2和右盖3转动，滚筒1也就转动起来，滚筒1内壁上的凹槽17带动微型工件旋转，磁流刷进行对微型工件抛光，磁流刷可以抛光到微型工件的各个部位包括螺纹的齿牙和牙根。为了更好的抛光效果，将超声波聚能器12开启，通过换能器16及变幅杆14调节工具杆13振幅，使导磁刷毛6、磁流变液颗粒9和磨料8震动同事产生空化效应，对微型工件进行超声波抛光。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (4)

1.医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机，其特征在于：包括滚筒(1)、将滚筒(1)左端封闭的可拆卸的左盖(2)、将滚筒(1)右端封闭的右盖(3)、底座(4)及设置在底座(4)上驱动滚筒(1)转动的驱动装置，所述滚筒(1)内设有导磁棒(5)，所述导磁棒(5)右端固定在右盖(3)上且导磁棒(5)的轴线与滚筒(1)的轴线重合，所述导磁棒(5)的圆周面上设有若干导磁刷毛(6)；
还包括存储磁流变液和磨料(8)混合物的储液罐(7)、将储液罐(7)中液体喷入滚筒(1)内的液压泵(10)，所述左盖(2)上与导磁棒(5)相对应的位置设有磁场发生器(11)；
还包括超声波聚能器(12)，所述超声波聚能器(12)包括设置在导磁棒(5)内的工具杆(13)、设置在导磁棒(5)内右端与工具杆(13)相连的变幅杆(14)、固定在右盖(3)上的固定端盖(15)、设置在右盖(3)上的换能器(16)。
2.如权利要求1所述的医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机，其特征在于：所述滚筒(1)的内壁上开有若干条与滚筒(1)轴线平行的凹槽(17)。
3.如权利要求1所述的医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机，其特征在于：所述左盖(2)上开有便于磁流变液和磨料(8)混合物注入滚筒(1)内的注入孔(18)，所述液压泵(10)通过可拆卸导管(19)与注入孔(18)相连。
4.如权利要求1所述的医用微型接骨螺钉磁刷式磁流变复合抛光机，其特征在于：所述左盖(2)的直径和右盖(3)的直径均大于滚筒(1)的直径，所述驱动装置包括驱动电机、由驱动电机带动的两根转轴(20)，两根转轴(20)转动固定在底座(4)上，所述左盖(2)架设在两根转轴(20)左端之间，所述右盖(3)架设在两根转轴(20)右端之间。
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