Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki powierzchni kulistych z materialów ceramicz¬ nych! zwlaszcza endoprotez.Powierzchnie kuliste znajduja zastosowanie miedzy innymi w konstrukcji sztucznych sta¬ wów zwanych endoprotezami. Do -endoprotez z powierzchnia kulista slizgowa mozna zaliczyc ta¬ kie sztuczne przeguby jak: barkowy, lokciowy, biodrowy, kolanowy i skokowy. Ze wzgledów eksploatacyjnych w warunkach fizjologicznych normy ISO zaleoaja dla stawów biodrowych, jako najbardziej obciazonych i skomplikowanych pod wzgledem kinematycznym^ odchylke ksztaltu nie wieksza jak 3/b w dowolnym przekroju powierzchni kulistej, zas chropowatosc nie wieksza jak 0,04 fin. Parametry te zostaly ustalone w oparciu o badania kliniczne i symulaoyjne.Znany jest z polskiego zgloszenia patentowego nr P-218464 sposób obróbki powierzohni kulistych, zwlaszcza endoprotez, polegajaoy na tym, ze obrabiany przedmiot zamooowany w obro¬ towym wrzecionie obrabiarki poddaje sie kolejno: frezowaniu przy uzyciu freza o katach na¬ tarcia i pochylenia glównej krawedzi skrawajacej równyoh zero stopni, szlifowaniu i nagnia- taniu narzedziem sztywno polaczonym z wrzecionem obrabiarki i zaopatrzonym w elementy stoz¬ kowe. W sposobie tym os obrotu przedmiotu obrabianego lezy w tej samej plaszczyznie co osie wszystkich narzedzi obróbozyoh i jest do nich nachylona w poszczególnych fazach obi£bkixpod stalym katem, który dobiera sie tak, aby os glówna przedmiotu obrabianego byla prostopadla do krawedzi skrawajacych i nagniatajacy oh narzedzi obróbozyoh. Wielkosc kata pochylenia osi obrotu przedmiotu obrabianego do osi narzedzi obróbozyoh okresla sie w zaleznosci od wielko¬ sci przestrzennego kata rozwarcia obszaru kulistego. Szlifowanie uprzednio frezowanego ob¬ szaru kulistego przeprowadza sie sciernica garnkowa lub w przypadku duzych srednic powierz¬ ohni kulis tyoh glowioa z segmentami sciernymi, z wyprofilowanym w poozatkowej fazie szlifo¬ wania wewnetrznym stozkiem szlifujacym, którego tworzaca jest prostopadla do osi obrotu przedmiotu obrabianego.2 137 100 Sposób ten, z uwagi na wystepowanie w nim operacji frezersklej oraz nagniatania, znaj¬ duje zastosowanie tylko w przypadku obróbki metalowych powierzchni kulistyoh, polaczonych na stale z ozescia walcowa* Celem wynalazku jest opracowania sposobu obróbki powierzchni kulistych z materialów ceramicznych, pozwalajacego na uzyskania wysokiej jakosci obrobionej powierzchnia zarówno pod wzgledem ksztaltowo-wymiarowym jak i gladkosciowym.Istota wynalazku polega na tymf ze we wstepnie wypalonej walcowej przygotówoe ceramicz¬ nej toczy sie jedna powiorzchnie ozolowa oraz otwór stozkowy, pozostawiajac w nim naddatek pod dalsza obróbke, po ozym w otworze tym osadza sie trzpien stozkowy i po zamocowaniu go we wrzecionie przedmiotowym szlifierki rozpoczyna sie w znany sposób ksztaltowanie powierz¬ chni kulistej za pomoca sciernicy, pozostawiajac na calej powierzchni kulistej naddatek pod dalsza obróbke. Proces szlifowania wstepnego prowadzi sie przy uzyoiu elektrokorundowej sciernicy, przy ozym tworzaoa stozka roboczej powierzchni tej sciernicy jest prostopadla do osi obrotu przedmiotu. Z kolei otrzymany pólwyrób kulisty poddaje sie wypalaniu ostateczne¬ mu, a nastepnie umieszcza sie go w przyrzadzie specjalnym i za pomoca trzpienia stozkowego ustawia sie wspólosiowosó otworu stozkowego tego pólwyrobu z osia obrotu przyrzadu, po ozym mocuje sie w tym przyrzadzie ustawiony pólwyrób kulisty i szlifuje ostateoznie soiernioa diamentowa o spoiwie brazowym jego otwór stozkowy. Po osadzeniu w tym otworze trzpienia stozkowego i zamooowaniu go we wrzeolonie przedmiotowym szlifierki, szlifuje sie ostateoz¬ nie powierzchnie kulista przedmiotu za pomoca segmentowej soiernioy diamentowej.Stosowanie zestawu sciernic o róznyoh wielkosciach ziarna umozliwia zmniejszenie czasu polerowania powierzohni kulistej, przy zalozonej docelowej jej ohropowatosoi wynoszacej Ra ^ 0904 yum oraz odohyloe okraglos oi równej A R^ K 3 }**• Stosowanie tej samej bazy moco¬ wania przedmiotu kulistego we wszystkich zabiegach zapewnia równomierny rozklad usuwanego naddatku w poszozególnyoh zabiegaoh, jak równiez wysoka dokladnosc ksztaltowa w dowolnej plaszczyznie, wynoszaoa A R^ <[ 1 jum, a ponadto wymagany rozklad ohropowatosoi na oalej powierzchni kulistej. Sprawdzianem wizualnym tych parametrów jest pojawienie sie na obro¬ bionej powierzohni kulistej przecinajacych sie sladów obróbkowych.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia pólwyrób endoprotezy z wykonanym bazowym otworem stozkowym w prze¬ kroju osiowym, fig. 2 - schematyczne usytuowanie kulistego przedmiotu obrabianego wzgledem sciernicy garnkowej, fig. 3 - przyrzad specjalny w przekroju osiowym, do ustawiania wspól- oslowosoi otworu stozkowego, fig. 4 « schematyczne usytuowanie kulistego przedmiotu obra¬ bianego wzgledem soiernioy segmentowej, a fig. 5 - sohematyczne usytuowanie przedmiotu obrabianego wzgledem sciernicy polerskiej.W uprzednio wykonanym i wstepnie wypalonym pólwyrobie 1 ceramioznym toczono srednice D i dlugosc L oraz powierzchnie fiy faze 3 i otwór stozkowy 4, pozostawiajao naddatek q pod dalsza obróbke. Nastepnie pólwyrób 1 zalozono na stozek trzpienia 5, zachowujac przy tym odpowiednia odleglosc h od plaszozyzny 2 do srodka kuli 0^, po ozym rozpoczeto w znany sposób ksztaltowanie powierzohni kulistej pólwyrobu 6 endoprotezy za pomoca elektrokorun- dowej soiernioy garnkowej 7 o strukturze wielkoporowej i spoiwie ceramioznym oraz ziarni- stosoi oznaozonej numerem 30, pozostawiajac naddatek q^ pod dalsza obróbke wykanczajaca.Katy Lf i f * dobrano tak, aby mozliwa byla obróbka oalego obszaru kulistego endoprote¬ zy, a kat wierzcholkowy stozka trzpienia 5 byl identyczny z katem wierzcholkowym otworu stozkowego 4, przy ozym wymiary stozka trzpienia 5 uwzglednialy wartosc naddatku q pod dal¬ sza obróbke otworu stozkowego 4. Z kolei pólwyrób 6 endoprotezy poddano wypalaniu ostate¬ cznemu w znany sposób, a nastepnie umieszozono go w przyrzadzie 8 specjalnym i za pomoca trzpienia 9 stozkowego ustawiono wspólosiowosó otworu stozkowego 4 z osia przyrzadu, po czym pólwyrób ten zamocowano za pomoca stozkowych powierzchni 10 i 11 oraz tulei 12 przy¬ rzadu 8, a po wyjeciu trzpienia 9 stozkowego z przyrzadu 8 szlifowano ostateoznie otwór stozkowy 4. Nastepnie w otworze tym osadzono trzpien 13 stozkowy o kaoie wierzcholkowym równym katowi wierzcholkowemu otworu stozkowego 4 i po zamooowaniu go we wrzecionie przed-137100 3 mlotowym szlifierki szlifowano ostatecznie powierzchnie kulista pólwyrobu 6 endoprotezy za pomoca segmentowej sciernioy 14 diamentowej o spoiwie brazowym i ziarnistosci 3. Szlifowa¬ nie to prowadzono przy predkosci obwodowej okreslonej w stosunku do srednicy szlifowanej czaszy kulistej, wynoszaoej 8 m/s, oraz przy predkosoi obwodowej pólwyrobu 6 kulistego, wy¬ noszacej 12 m/min. Z kolei powierzchnie kulista pólwyrobu 6 poddano polerowaniu sciernica 15 z wkladka filcowa 16, przy uzyciu pasty diamentowej z ziarnem o wielkosci 2 /mi i predkosci obwodowej wynoszacej 1,5 m/s, przy czym w czasie polerowania prowadzono ohlodzenie strumie¬ niem powietrza. Przed szlifowaniem ostatecznym oraz polerowaniem powierzchni kulistej pól- & wyrobu 6 narzedzia obróboze 14 i 15 po zamooowaniu ioh we wrzeolonie narzedziowym wyrówno- wazono, zaostrzono i zaprofilowano pod katem wierzoholkowym 2, dostosowanym do wielkosci przestrzennego kata rozwarcia obrabianej kuli endoprotezy* Stozkowa robocza powierzchnie trzpienia 13- dobrano tak, ze srednica VQ zetkniecia narzedzia obróbozego 14 i 15 z powierz¬ chnia kulista znajdowala sie w odleglosci 2,5 mm od czola narzedzia. We wszystkich fazach obróbki powierzchni kulistej endoprotezy os jej obrotu lezala w tej samej plaszczyznie co osie sciernic 7, 14 i 15. Na obrobionej powierzchni widoczne byly slady obróbkowe narzedzi w postaci tak zwanej "kratki"? Zastrzezenie patentowe Sposób obróbki powierzchni kulistych z materialów ceramicznych, zwlaszcza endoprotez, przy uzyoiu narzedzi skrawajacych, polegajacy na tym, ze we wszystkich fazach obróbki os obrotu przedmiotu obrabianego lezy w tej samej plaszczyznie co osie wszy stkioh narzedzi obróbozyoh ksztaltujaoyoh powierzchnie kulista i je&t 3© nich nachylona pod stalym katem, który dobiera sie tak, aby os glówna przedmiotu obrabianego byla prostopadla do krawedzi skrawajacyoh narzedzi obróbozyoh, znamienny tym, ze we wstepnie wypalonym walcowym pólwyrobie (1) oeramioznym toozy sie powierzchnie (2) czolowa, faze (3) i otwór stozkowy (4)» pozostawiajac naddatek (q) pud dalsza obróbke, po czym w otworze stozko¬ wym (4) osadza sie trzpien stozkowy (5) i rozpoczyna w znany sposób ksztaltowanie powierz¬ chni kulistej za pomoca sciernicy elektrokorundowej garnkowej (7), pozostawiajac na calej powierzchni kulistej naddatek (qk) pod dalsza obróbke, przy ozym tworzaoa stozka roboczej powierzchni soiernioy jest prostopadla do osi obrotu przedmiotu, a nastepnie pólwyrób (6) kulisty poddaje sie wypalaniu ostateoznemu, po ozym umieszcza sie go w przyrzadzie speojal- nym (8) i za pomoca trzpienia (9) stozkowego ustawia sie wspólosiowosó otworu stozkowe¬ go (4) z osia przyrzadu (8), w którym z kolei moouje sie pólwyrób (6) kulisty i szlifuje ostatecznie sciernioe diamentowa o spoiwie brazowym otwór stozkowy (4)9 a po osadzeniu w nim trzpienia stozkowego (9) i zamocowaniu go we wrzecionie przedmiotowym szlifierki szli¬ fuje sie ostatecznie diamentowa soiernioa segmentowa powierzchnie kulista pólwyrobu (6), a nastepnie poleruje sie ja soiernica polerska (15) z wkladka filoowa (16).F/B.1137 100 Fte.Z FIG. 3 Ff&.4 FfG. & Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 130 zl PL