CN104802067B - 微细血管连接器内孔面抛光装置 - Google Patents

Abstract

一种微细血管连接器内孔面抛光装置，包括：支架平台（1）、从动轴滑动轴承（2）、从动轴（3）、从动线架（4）、润滑盒支杆（5）、润滑盒（6）、矫圆拉丝模（7）、拉丝模固定架（8）、喷水管（9）、套筒（10）、调节支柱（11）、橡胶夹套（12）、外夹套（13）、夹紧螺栓（14）、螺钉组（15）、定向支杆（16）、激光射灯（17）、射灯旋转架（18）、销轴（19）、射灯固定架（20）、主动线架（21）、主动轴（22）、主动轴滑动轴承（23）、联轴器（24）、减速电机（25）、锁紧螺柱（26）、水泵（27）、进水管（28）、水箱（29）、压力传感器（30）。本发明结构简单，加工过程中的铜丝损耗量小，加工成本较低，易于向设备生产企业推广。

Description

微细血管连接器内孔面抛光装置

技术领域

本发明涉及一种超小型零件直线内孔面抛光装置，尤其涉及一种微细血管连接器内孔面抛光装置。

背景技术

在人体医疗外科手术过程中，血管创伤后的连接愈合是一个较普遍的治疗工艺，主要过程是将断开的血管通过药线进行缝合连接，使血管保持通畅。对于内径大于1.2mm的血管，血管的药线缝合技术比较容易掌握，而对内径低于1.2mm的微细血管，由于血管太细，血管的缝合难度非常大，手术风险很高，很多医生难以熟练掌握此技术。由于微细血管缝合难度大，人们设计制作了一种血管连接器，通过血管连接器将微细血管进行连接，这种方案对医生的技术操作水平要求低，一般医生经过基本培训就可以完成，可以极大简化相关手术的难度。但是，血管连接器非常细小，没有统一的尺寸型号和执行标准，需要根据实际情况进行定制，传统的加工技术难以快速制造出各种规格的合格产品。随着增材制造技术的快速发展，利用3D打印技术快速制造各种外形和尺寸的血管连接器变成了现实，各种规格的血管连接器利用3D打印设备可以快速制造，效率很高，但是血管连接器的内孔面的抛光却非常难加工，其内孔径太小，壁太薄，抛光设备或者无法伸入孔内工作，并且在装夹打磨过程中，极易造成诸如夹持损伤、摩擦划伤等各种各样的物理损伤，而医疗实践对血管连接器的内孔粗糙度要求很高，仅通过3D打印加工不进行内孔抛光处理，无法达到所需求的粗糙度。目前，利用3D打印制造的血管连接器所用材料主要有两种，一种是以超高分子量聚乙烯为代表的非金属材料，适合连接微细血管内径在0.8-1.2mm，另一种是以钛合金为代表的金属材料，适合内径在0.3-0.8mm。基于以上原因，本发明应用冷摩擦原理，设计了一种微细血管连接器内孔面抛光装置，主要用于对非金属材料制作的超小型微型血管连接器内孔面（内孔为直通孔且内孔直径范围在0.8-1.2mm之间）进行抛光，使抛光后的内孔面粗糙度达到所需的技术要求。

发明内容

基于以上目的，本发明微细血管连接器内孔抛光装置主要包括：支架平台1、从动轴滑动轴承2、从动轴3、从动线架4、润滑盒支杆5、润滑盒6、矫圆拉丝模7、拉丝模固定架8、喷水管9、套筒10、调节支柱11、橡胶夹套12、外夹套13、夹紧螺栓14、螺钉组15、定向支杆16、激光射灯17、射灯旋转架18、销轴19、射灯固定架20、主动线架21、主动轴22、主动轴滑动轴承23、联轴器24、减速电机25、锁紧螺柱26、水泵27、进水管28、水箱29、压力传感器30。

支架平台1为长方形桌式结构，在支架平台1的左侧桌面平台上，开设一个通孔，从动轴3通过从动轴滑动轴承2安装在通孔内，在从动轴3的上端固联一个从动线架4，从动线架4和从动轴3能够在从动轴滑动轴承2内同步转动；润滑盒支杆5安装在从动轴3的右侧，润滑盒支杆5为长方体杆状结构，下端固定在桌面平台上，上端安装润滑盒6，润滑盒6为长方体空心盒状，润滑盒6自上至下开设左右贯通的窄凹槽；拉丝模固定架8为长方体杆状结构，安装在润滑盒支杆5的右侧，拉丝模固定架8的下端固定在桌面平台上，靠近上端的位置，开设圆形凹槽，圆形凹槽的直径和矫圆拉丝模7的外径一致，矫圆拉丝模7是拉丝孔圆度极高的拉丝模，安装在拉丝模固定架8的圆形凹槽内，圆形凹槽的中心，开设一个小圆孔，小圆孔和矫圆拉丝模7同轴，直径略大于矫圆拉丝模7圆孔的直径；套筒10为空心圆柱结构，安装在拉丝模固定架8的右侧，套筒10下端固定在桌面平台上，调节支柱11是圆柱型结构，套筒10的内径略大于调节支柱11的外径，调节支柱11的下端伸入套筒10内部，能够沿套筒10上下移动；在套筒10的中间位置，开设一个螺纹孔，螺纹孔上安装一个锁紧螺柱26，当调节支柱11和套筒10的相对高度调整好后，通过转动锁紧螺柱26对它们之间的相对位置进行调节与固定；在调节支柱11的上端，通过螺钉组15与外夹套13的下端固定在一起，外夹套13为环形弹簧片结构，环形弹簧片的两头为平行直板状，上面分别开设螺纹孔，能够通过夹紧螺栓14调整松紧，环形弹簧片的平行两头之间，安装一个压力传感器30；外夹套13的内部安装橡胶夹套12，橡胶夹套12为侧壁开口空心圆柱体，通过调整调节支柱11的高度，能够使橡胶夹套12的内孔与定向支杆16上的小圆孔同轴，橡胶夹套12的内孔处为血管连接器的夹持处，以上调节支柱11、橡胶夹套12、外夹套13、夹紧螺栓14、螺钉组15和压力传感器30组成了血管连接器的夹紧装置；定向支杆16为长方体结构，下端固定在桌面平台上，布置在套筒10的右侧，定向支杆16上侧，开设一个小圆孔，这个小圆孔和拉丝模固定架8上小圆孔的同轴；在定向支杆16的右侧安装射灯固定架20，射灯固定架20为长方体杆状形状，下端固定在桌面平台上，上端开凹槽；射灯旋转架18为长方体杆状结构，上端固定一个激光射灯17，下端为凸出结构，凸出部分上开设左右通孔，凸出部分正好能够深入射灯固定架20上端的凹槽内，凹槽结构处开设左右通孔，通过销轴19和射灯固定架20连接，射灯旋转架18能够绕销轴19旋转，以上激光射灯17、射灯旋转架18、销轴19和射灯固定架20组成射灯定位装置；当射灯旋转架18处于竖直状态时，激光射灯17发射的激光束中心点正好照射在定向支杆16上小圆孔的轴线位置，由于定向支杆16上小圆孔和拉丝模固定架8的小圆孔同轴，激光束穿过定向支杆16上的小圆孔后，再穿过橡胶夹套12的内孔中心，穿过拉丝模固定架8的小圆孔，照射到固定在拉丝模固定架8上安装的矫圆拉丝模7的中心；在支架平台1的右端桌面平台上，开设一个圆孔，孔内安装主动轴滑动轴承23，主动轴22穿过主动轴滑动轴承23固定在桌面平台上；主动轴22上端安装主动线架21，下端伸到桌面平台下，连接联轴器24，减速电机25的电机轴连接联轴器24，带动主动轴22转动；在支架平台1的桌面下侧，安装一个水泵27，在水泵27旁边，安装一个水箱29，水泵27和水箱29通过进水管28连接；在支架平台1上套筒10的一侧，安装一根喷水管9，喷水管9的上端出水口对着橡胶夹套12内孔的中心，下端伸入到桌面平台的下端和水泵27连接。

优点：本发明设备结构简单，加工过程中使用的铜丝损耗量小，加工成本较低，易于向医疗设备生产企业推广。

附图说明

图1是微细血管连接器内孔面抛光装置整体结构示意图；

图2是润滑盒6的A向视图；

图3是矫圆拉丝模7和拉丝模固定架8的B向视图；

图4是夹紧装置的C向视图；

图5是定向支杆16的D向视图；

图6是射灯定位装置的E向视图；

图7是微细血管连接器内孔面抛光装置俯视外观示意图。

具体实施例

本发明微细血管连接器内孔抛光装置主要包括：支架平台1、从动轴滑动轴承2、从动轴3、从动线架4、润滑盒支杆5、润滑盒6、矫圆拉丝模7、拉丝模固定架8、喷水管9、套筒10、调节支柱11、橡胶夹套12、外夹套13、夹紧螺栓14、螺钉组15、定向支杆16、激光射灯17、射灯旋转架18、销轴19、射灯固定架20、主动线架21、主动轴22、主动轴滑动轴承23、联轴器24、减速电机25、锁紧螺柱26、水泵27、进水管28、水箱29、压力传感器30。

本发明空间整体结构如图1所示：支架平台1为长方形桌式结构，在支架平台1的左侧桌面平台上，开设一个通孔，从动轴3通过从动轴滑动轴承2安装在通孔内，在从动轴3的上端固联一个从动线架4，从动线架4和从动轴3能够在从动轴滑动轴承2内同步转动；润滑盒支杆5安装在从动轴3的右侧，润滑盒支杆5为长方体杆状结构，下端固定在桌面平台上，上端安装润滑盒6，润滑盒6如图2所示，为长方体空心盒状，润滑盒6自上至下开设左右贯通的窄凹槽；拉丝模固定架8为长方体杆状结构，安装在润滑盒支杆5的右侧，拉丝模固定架8的下端固定在桌面平台上，靠近上端的位置，开设圆形凹槽，圆形凹槽的直径和矫圆拉丝模7的外径一致，矫圆拉丝模7是拉丝孔圆度极高的拉丝模，安装在拉丝模固定架8的圆形凹槽内，圆形凹槽的中心，开设一个小圆孔，小圆孔和矫圆拉丝模7同轴，直径略大于矫圆拉丝模7圆孔的直径；套筒10为空心圆柱结构，安装在拉丝模固定架8的右侧，套筒10下端固定在桌面平台上，调节支柱11是圆柱型结构，套筒10的内径略大于调节支柱11的外径，调节支柱11的下端伸入套筒10内部，能够沿套筒10上下移动；在套筒10的中间位置，开设一个螺纹孔，螺纹孔上安装一个锁紧螺柱26，当调节支柱11和套筒10的相对高度调整好后，通过转动锁紧螺柱26对它们之间的相对位置进行调节与固定；在调节支柱11的上端，通过螺钉组15与外夹套13的下端固定在一起，外夹套13结构如图4所示，为环形弹簧片结构，环形弹簧片的两头为平行直板状，上面分别开设螺纹孔，能够通过夹紧螺栓14调整松紧，环形弹簧片的平行两头之间，安装一个压力传感器30；外夹套13的内部安装橡胶夹套12，橡胶夹套12为侧壁开口空心圆柱体，通过调整调节支柱11的高度，能够使橡胶夹套12的内孔与定向支杆16上的小圆孔同轴，橡胶夹套12的内孔处为血管连接器的夹持处，以上调节支柱11、橡胶夹套12、外夹套13、夹紧螺栓14、螺钉组15和压力传感器30组成了血管连接器的夹紧装置；定向支杆16为长方体结构，下端固定在桌面平台上，布置在套筒10的右侧，定向支杆16上侧，开设一个小圆孔，这个小圆孔和拉丝模固定架8上小圆孔的同轴；在定向支杆16的右侧安装射灯固定架20，射灯固定架20为长方体杆状形状，下端固定在桌面平台上，上端开凹槽；射灯旋转架18为长方体杆状结构，上端固定一个激光射灯17，下端为凸出结构，凸出部分上开设左右通孔，凸出部分正好能够深入射灯固定架20上端的凹槽内，，凹槽结构处开设左右通孔，通过销轴19和射灯固定架20连接，射灯旋转架18能够绕销轴19旋转，以上激光射灯17、射灯旋转架18、销轴19和射灯固定架20组成射灯定位装置；当射灯旋转架18处于竖直状态时，激光射灯17发射的激光束中心点正好照射在定向支杆16上小圆孔的轴线位置，由于定向支杆16上小圆孔和拉丝模固定架8的小圆孔同轴，激光束穿过定向支杆16上的小圆孔后，再穿过橡胶夹套12的内孔中心，穿过拉丝模固定架8的小圆孔，照射到固定在拉丝模固定架8上安装的矫圆拉丝模7的中心；在支架平台1的右端桌面平台上，开设一个圆孔，孔内安装主动轴滑动轴承23，主动轴22穿过主动轴滑动轴承23固定在桌面平台上；主动轴22上端安装主动线架21，下端伸到桌面平台下，连接联轴器24，减速电机25的电机轴连接联轴器24，带动主动轴22转动；在支架平台1的桌面下侧，安装一个水泵27，在水泵27旁边，安装一个水箱29，水泵27和水箱29通过进水管28连接；在支架平台1上套筒10的一侧，安装一根喷水管9，喷水管9的上端出水口对着橡胶夹套12内孔的中心，下端伸入到桌面平台的下端和水泵27连接。

本发明的工作程序：

首先是定位程序，将内径尺寸与血管连接器内孔径尺寸相同的矫圆拉丝模7安装进拉丝模固定架8上开设的圆孔内；将血管连接器外表面涂抹粘性胶，放入橡胶夹套12内裹紧，将橡胶夹套12放入外夹套13内，利用夹紧螺栓14将橡胶夹套12夹紧，通过压力传感器30测量夹紧力量，防止血管连接器被夹坏，夹紧力的大小可以根据血管连接器的尺寸和孔的壁厚计算确定；血管连接器夹好后，将调节支柱11放入套筒10内，然后射灯旋转架18调整到竖直状态，打开激光射灯17，由于激光射灯17发射的激光束正好和拉丝模固定架8和定向支杆16上开设的小圆孔同轴，当打开激光射灯17后，调整调节支柱11在套筒10内的高度，当血管连接器的内孔圆心与激光束中心一致时，激光束穿过血管连接器照射到矫圆拉丝模7的中心位置，此时代表矫圆拉丝模7的轴心、血管连接器的内孔轴心、定向支杆16上小圆孔的轴心在同一条直线上，通过锁紧螺柱26固定套筒10和调节支柱11的相对位置。关闭激光射灯17，将射灯旋转架18绕销轴19旋转一定角度，使射灯旋转轴18不再保持竖直状态；在水箱29内灌入玻璃水，在润滑盒6内放入青蜡。

其次是穿丝程序，选择与血管连接器内孔径尺寸相同且外表面光滑的圆截面铜丝缠绕在从动线架4上，将铜丝的另一端用木锉将直径磨小一些，然后将铜丝穿过润滑盒6的窄凹槽，穿过矫圆拉丝模7，穿过拉丝模固定架8的小圆孔，穿过血管连接器内孔，穿过定向支杆16，将铜丝一端固定在主动线架21上。

最后是抛光程序，打开水泵27，水箱29内的玻璃水通过进水管28被水泵27输送到喷水管9处流出，喷到血管连机器的左端；打开减速电机25，通过联轴器24带动主动轴22旋转，主动轴22带动主动线架21旋转，从而拉动铜丝自从动线架4向主动线架21做直线运动，运动过程中，圆形铜丝和血管连接器内孔壁发生相对摩擦，由于铜丝的外表面光滑、质地较软且圆截面直径与血管连接器内径一致，因此，相对摩擦的过程中，起到了抛光的作用。将铜丝首先穿过装有青蜡的润滑盒6，是因为青蜡有润滑作用，保证铜丝外表面的润滑；将铜丝穿过矫圆拉丝模7，是为了保证铜丝截面的圆度，并且能够去除铜丝外表面可能存在的杂质瑕疵，使铜丝外表面光滑，矫正拉丝模就是传统的拉丝模，只是对中心孔的圆度要求较高；在铜丝和血管连接器内孔面摩擦打磨过程中，喷水管9将玻璃水喷到铜丝和血管连接器上，是因为玻璃水有比较好的润滑作用，减少了铜丝和血管连接器内孔面之间的不均匀摩擦，使抛光过程更加精细，获得更好的粗糙度质量，玻璃水冲刷不但能起到降温的作用，而且能将摩擦过程中产生的杂质冲走，不会进入到血管连接器内孔内，从而进一步保证抛光效果；让铜丝经过定向支杆16上的小圆孔后再固定在主动线架21上，是为了避免铜丝对血管连接器的右端孔边缘造成损害，这是因为铜丝很长，铜丝在主动线架21上缠绕过程中，随着铜丝缠绕圈数的累积，铜丝会沿着主动线架21的竖直方向上下移动，而当铜丝与血管连接器内孔圆心不在一条水平线上时，铜丝不但会和血管连接器的右侧孔边缘发生斜向摩擦，造成右端孔边缘损伤，而且斜向拉力，也会造成血管连接器内孔内部右端圆形截面处产生不均匀摩擦力，造成抛光效果不好；在血管连接器外表面涂抹粘性胶，是因为血管连接器非常细小，如果外夹套13的夹紧力过大，会对血管连接器造成损伤，因此通过涂抹粘性胶，将血管连接器首先粘在橡胶夹套12，然后再通过外夹套13夹紧，获得较好的装夹效果，在工件加工完成后，通过物理或化学方法，很容易将粘性胶去除，不会影响血管连接器的质量；使用橡胶夹套12，是因为橡胶材料相对较软，不容易夹伤零件，并且很多血管连接器外表面是异性构造，而橡胶材料容易加工，能够根据血管连接器的异性构造进行相应的加工改造，以适应各种异性构造，保证夹持效果；铜丝每使用一遍，要检查铜丝外表面的光滑度，当光滑度不达标时，及时更换新铜丝。

Claims (1)

1.一种微细血管连接器内孔抛光装置，该装置适用于对非金属材料制作的超小型微型血管连接器内孔表面进行抛光，所加工内孔为直径范围在0.8-1.2mm之间的直通孔，抛光丝采用与血管连接器内孔直径相同且外表面光滑的圆截面铜丝，该装置包括：支架平台（1）、从动轴滑动轴承（2）、从动轴（3）、从动线架（4）、润滑盒支杆（5）、润滑盒（6）、矫圆拉丝模（7）、拉丝模固定架（8）、喷水管（9）、套筒（10）、调节支柱（11）、橡胶夹套（12）、外夹套（13）、夹紧螺栓（14）、螺钉组（15）、定向支杆（16）、激光射灯（17）、射灯旋转架（18）、销轴（19）、射灯固定架（20）、主动线架（21）、主动轴（22）、主动轴滑动轴承（23）、联轴器（24）、减速电机（25）、锁紧螺柱（26）、水泵（27）、进水管（28）、水箱（29）、压力传感器（30）；其特征在于，支架平台（1）为长方形桌式结构，在支架平台（1）的左侧桌面平台上，开设一个通孔，从动轴（3）通过从动轴滑动轴承（2）安装在通孔内，在从动轴（3）的上端固联一个从动线架（4），从动线架（4）和从动轴（3）能够在从动轴滑动轴承（2）内同步转动；润滑盒支杆（5）安装在从动轴（3）的右侧，润滑盒支杆（5）为长方体杆状结构，下端固定在桌面平台上，上端安装润滑盒（6），润滑盒（6）为长方体空心盒状，润滑盒（6）从上至下开设左右贯通的窄凹槽；拉丝模固定架（8）为长方体杆状结构，安装在润滑盒支杆（5）的右侧，拉丝模固定架（8）的下端固定在桌面平台上，靠近拉丝模固定架（8）上端的位置，开设圆形凹槽，圆形凹槽的直径和矫圆拉丝模（7）的外径一致，矫圆拉丝模（7）安装在拉丝模固定架（8）的圆形凹槽内，圆形凹槽的中心，开设一个小圆孔，小圆孔和矫圆拉丝模（7）同轴，直径略大于矫圆拉丝模（7）圆孔的直径；套筒（10）为空心圆柱结构，安装在拉丝模固定架（8）右侧，套筒（10）下端固定在桌面平台上，调节支柱（11）是圆柱型结构，套筒（10）的内径略大于调节支柱（11）的外径，调节支柱（11）的下端伸入套筒（10）内部，能够沿套筒（10）上下移动；在套筒（10）的中间位置，开设一个螺纹孔，螺纹孔上安装一个锁紧螺柱（26），当调节支柱（11）和套筒（10）的相对高度调整好后，通过转动锁紧螺柱（26）对支柱（11）和套筒（10）之间的相对位置进行调节与固定；在调节支柱（11）的上端，通过螺钉组（15）与外夹套（13）的下端固定在一起，外夹套（13）为环形弹簧片结构，环形弹簧片的两头为平行直板状，上面分别开设螺纹孔，能够通过夹紧螺栓（14）调整松紧，环形弹簧片的平行两头之间，安装一个压力传感器（30）；外夹套（13）的内部安装橡胶夹套（12），橡胶夹套（12）为侧壁开口空心圆柱体，通过调整调节支柱（11）的高度，能够使橡胶夹套（12）的内孔与定向支杆（16）上的小圆孔同轴，橡胶夹套（12）的内孔处为血管连接器的夹持处，调节支柱（11）、橡胶夹套（12）、外夹套（13）、夹紧螺栓（14）、螺钉组（15）和压力传感器（30）组成了血管连接器的夹紧装置；定向支杆（16）为长方体结构，下端固定在桌面平台上，布置在套筒（10）的右侧，定向支杆（16）上侧，开设一个小圆孔，定向支杆（16）上的小圆孔和拉丝模固定架（8）上的小圆孔同轴；在定向支杆（16）的右侧安装射灯固定架（20），射灯固定架（20）为长方体杆状形状，下端固定在桌面平台上，上端开凹槽；射灯旋转架（18）为长方体杆状结构，上端固定一个激光射灯（17），下端为凸出结构，凸出部分上开设左右通孔，凸出部分正好能够深入射灯固定架（20）上端的凹槽内，凹槽结构处开设左右通孔，通过销轴（19）和射灯固定架（20）连接，射灯旋转架（18）能够绕销轴（19）旋转，激光射灯（17）、射灯旋转架（18）、销轴（19）和射灯固定架（20）组成射灯定位装置；当射灯旋转架（18）处于竖直状态时，激光射灯（17）发射的激光束中心点正好照射在定向支杆（16）上小圆孔的轴线位置，由于定向支杆（16）上小圆孔和拉丝模固定架（8）的小圆孔同轴，激光束穿过定向支杆（16）上的小圆孔后，再穿过橡胶夹套（12）的内孔中心，穿过拉丝模固定架（8）的小圆孔，照射到固定在拉丝模固定架（8）上安装的矫圆拉丝模（7）的中心；在支架平台（1）的右端桌面平台上，开设一个圆孔，孔内安装主动轴滑动轴承（23），主动轴（22）穿过主动轴滑动轴承（23）固定在桌面平台上；主动轴（22）上端安装主动线架（21），下端伸到桌面平台下，连接联轴器（24），减速电机（25）的电机轴连接联轴器（24），带动主动轴（22）转动；在支架平台（1）的桌面下侧，安装一个水泵（27），在水泵（27）旁边，安装一个水箱（29），水泵（27）和水箱（29）通过进水管（28）连接；在支架平台（1）上套筒（10）的一侧，安装一根喷水管（9），喷水管（9）的上端出水口对着橡胶夹套（12）内孔的中心，下端伸入到桌面平台的下端和水泵（27）连接。