[发明专利]人体膝关节胫骨板加工用精铣刀

说明书

本发明涉及一种铣刀，尤其是人体膝关节胫骨板加工用精铣刀，该精铣刀排屑槽采用三段圆弧线相切成形结构，改变铁屑形状并顺利排出，同时兼顾铣刀强度；采用周刃不等高度设计，减少侧刃切削时的切削力，降低振动的风险；采用不对称端刃凹角起到一次加工二次切削的作用，提高被加工零件表面粗糙度；第一刀齿和第四刀齿修光刃设计，增加端刃铣削时接触面积，提高被加工零件表面粗糙度；第一刀齿和第四刀齿上设有挤光刃增加后刀面与工件表面的接触面积，增加阻尼，减少振动，提高加工精度。

技术领域

本发明涉及一种铣刀，尤其是人体膝关节胫骨板加工用精铣刀。

背景技术

人体膝关节是最容易被破坏的关节之一，因此，人工膝关节假体需求量很大。人工膝关节胫骨部件由胫骨板、胫骨衬垫组成。胫骨板表面不允许有刀痕、凹陷、毛刺、锋棱等缺陷，否则会影响到胫骨衬垫件和胫骨板锁紧后的密封性，导致人工膝关节的过早失效。

胫骨板常用钴铬钼材料和钛合金等，这些合金是高强度、高硬度的生物相容性材料，随之带来的就是机械加工中精度要求难以保证，往往出现胫骨板表面粗糙度差、有刀痕，胫骨板四周有毛刺等现象，需要后续增加手动抛光操作来保证表面质量。

常规的铣刀铣胫骨板侧面凸台时，由于对铣刀侧面冲击性较大，导致侧刃崩缺在凸台上有明显划痕；由于胫骨板材料抗拉强度很高，导致铣削后胫骨板表面有一圈圈的刀痕，有时胫骨板表面边缘处有毛刺。当刀痕不明显，毛刺不大时，增加手动抛光可以去除，但是增加了生产成本，降低了效率；当刀痕严重、毛刺过大时，增加手动抛光时间会导致胫骨板厚度超差，这样的胫骨板不能满足要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种通过对排屑槽形、切削刃结构的优化，减小铣刀加工时的切削力，提高胫骨板表面质量的人体膝关节胫骨板加工用精铣刀，具体技术方案为：

人体膝关节胫骨板加工用精铣刀，包括同轴设置的均为圆柱形的刀体和刀柄，刀体上设有螺旋形的排屑槽，排屑槽不少于两个，排屑槽与刀体相交形成周刃刃背，排屑槽将刀体分成多个刀齿；所述排屑槽不等分设置，即刀齿的分度角均不相同，所述分度角之间相差2°～10°。

通过采用上述技术方案，排屑槽不等分设计能够在切削时产生交变的切削频率，不易与机床发生共振，抑制铣削中刀具的振动。通常设计为分度角相差2°～10°，可根据被加工材料及机床的共振频率设计。

优选的，所述排屑槽对应的芯厚的直径为刀体直径的0.6～0.7倍。

通过采用上述技术方案，芯厚截面积比普通排屑槽增加6％～8％。

优选的，所述排屑槽的径向剖面由三段圆弧线依次相切组成，包括第一圆弧线、第二圆弧线和第三圆弧线；所述第一圆弧线位于前刀面，第一圆弧线的直径为刀体直径的0.2～0.25倍，第一圆弧线的径向前角为3°～5°；所述第二圆弧线位于排屑槽的底部，第二圆弧线的直径为刀体直径的0.12～0.15倍；所述第三圆弧线位于后刀面，第三圆弧线的直径为刀体直径的0.18～0.2倍。

通过采用上述技术方案，三段圆弧线相切而成使铁屑排出顺畅，附加变形小，铁屑温度较低，铣刀的刚性增强。

第一圆弧线位于前刀面，用于改变铁屑形状，增强刀具的强度，防止侧刃断续铣削时发生崩刃现象。

第二圆弧线位于槽底用于增加排屑空间。

第三圆弧线位于后刀面用于保证刀具刚性。

优选的，所述刀体的周刃的高度不同，周刃的后角为8°～12°。

通过采用上述技术方案，周刃的高度不同能减少侧刃切削时的切削力，降低振动的风险。

周刃的后角可根据被加工材料进行调整。