[发明专利]一种人工关节软性磨粒流湍流精密加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及软性磨粒流抛光加工技术领域，更具体的说，涉及一种人工关节软性磨粒流湍流精密加工装置。

背景技术

人工关节是一种具有关节功能的器官，随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人工关节的需求将不断扩大。

经过成型烧结后的钛合金人工关节假体并不能直接适用于人体内部，还需要经过一系列的研磨、抛光等后续工艺处理，最终获得平滑、均匀、高质量表面并与人体骨头配合良好的人工关节。人工关节表面的光整程度对其功能和使用寿命有着至关重要的影响。钛合金以其高强度低模量的特性在人工关节设计中广泛被采用，但钛合金的表面光整加工中存在切削加工性差、导热系数低等缺陷，且人工关节表面多为复杂曲面，采用传统抛光方法难以对一些表面进行有效加工，现今，人工关节抛光主要由手工操作，抛光效率低且抛光质量难以稳定。

软性磨粒流是新兴的先进材料加工方法，近年来发展起来的软性磨粒流是一种可以实现先进材料工件高精度、高质量加工的方法，因此，本发明提出了一种人工关节软性磨粒流湍流精密加工装置，提高表面加工质量和加工效率、加工精度更高，且摆脱了传统方法中对工具的依赖。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的软性磨粒流抛光加工过程中磨粒易沉积以及磨粒分布不均匀、人工关节因其个体不同导致价格昂贵、加工质量不足可能直接影响人工关节使用寿命的问题，提供了一种人工关节软性磨粒流湍流精密加工装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种人工关节软性磨粒流湍流精密加工装置，包括约束构件、轴承、轴承座和驱动装置，所述约束构件包括约束底座和仿形型腔，约束底座内部设有安装人工关节的凹槽，仿形型腔内表面与人工关节外表面形状相同，所述仿形型腔内表面与人工关节外表面形成沿流体流动方向厚度逐渐减小的仿形流道，约束底座两端开有所述仿形流道的仿形流道入口和仿形流道出口；所述约束底座两端的仿形流道入口和仿形流道出口处分别连接空心轴，所述空心轴通过轴承固定在轴承座上；所述约束构件外表面为圆柱状，所述约束构件的外表面连接驱动装置并在驱动装置的带动下做周期性运动。

进一步的，所述驱动装置包括变速电机和平带，所述变速电机驱动所述平带带动约束构件做变速圆周运动。

进一步的，所述驱动装置包括驱动电机、凸轮和连杆，所述驱动电机通过凸轮和连杆驱动所述约束构件做来回摆动运动。

进一步的，所述仿形型腔内表面与人工关节外表面间形成的仿形流道厚度为3～5毫米。

进一步的，所述仿形流道入口和仿形流道出口处设有将所述空心轴与所述约束构件密封的密封圈。

本发明的有益效果在于：本发明结构简单紧凑，生产成本低；采用圆柱式约束构件旋转的方法，阻止磨粒颗粒沉积在人工关节加工表面上，并能使磨粒颗粒在磨粒流中的分布更均匀；采用万向节能够使约束构件旋转的同时连接仿形流道入口和仿形流道出口空心轴不随之转动，从而使仿形流道入口和仿形流道出口处的进水管和出水管不随之转动，同时能小范围的调整水管的放置方向；采用软性磨粒流与人工关节表面形成良好的接触，使人工关节的加工精度更高、效果更加均匀。

附图说明

图1是本发明一种人工关节软性磨粒流湍流精密加工装置进行变速圆周运动方案的结构示意图。

图2是本发明一种人工关节软性磨粒流湍流精密加工装置进行变速圆周运动方案的的剖视图。

图中，1-平带、2-约束构件、3-轴承、4-空心轴、5-轴承套、6-轴承座、7-变速电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例一：

如图1、图2所示，人工关节的上表面为待加工的曲面，本发明的技术方案一种人工关节软性磨粒流湍流精密加工装置，包括约束构件2、轴承3、轴承座6和驱动装置，所述约束构件2包括约束底座和仿形型腔，约束底座内部设有安装人工关节的凹槽，仿形型腔内表面与人工关节外表面形状相同，所述仿形型腔内表面与人工关节外表面形成厚度均匀的仿形流道，约束底座两端开有所述仿形流道的仿形流道入口和仿形流道出口；所述约束底座两端的仿形流道入口和仿形流道出口处分别连接空心轴4，所述空心轴4通过轴承3固定在轴承座6上；所述约束构件2外表面为圆柱状，所述约束构件2的外表面连接驱动装置并在驱动装置的带动下做周期性运动。所述空心轴的轴承3外侧套装有固定防止所述空心轴水平挪动和连接水管的轴承套5。