[发明专利]一种精密胫骨平台人工关节植入物的锻造成型方法

说明书

本发明提供了一种精密胫骨平台人工关节植入物的锻造成型方法，其能解决现有胫骨平台人工关节植入物的精密锻造方法不能很好的适用于底板上下端面均要求精锻的胫骨平台加工，且各工步变形量分配通用性较差的问题。其包括下料、闭式镦粗成型、闭式正挤压预锻成型、闭式正挤压终锻成型。

技术领域

本发明涉及人工关节锻造加工领域，具体为一种精密胫骨平台人工关节植入物的锻造成型方法。

背景技术

胫骨平台人工关节植入物为人体膝关节中胫骨平台损伤后的替代物，可以通过手术进行植入从而恢复关节功能，提高患者生活质量。

图1和图2为一种胫骨平台人工关节植入物的结构示意图，其包括杆部1、翼部2和底板3，底板的侧面开有U形槽4，底板上端面5有花纹6，底板下端面7有凹槽8，其中杆部1、翼部2以及底板下端面7为主要承力部位。

目前胫骨平台人工关节植入物绝大部分为模锻件，其锻造过程包括下料、制坯、预锻、终锻，模锻一般是杆部及翼部的脱模角比较大，一般为3°或以上，脱模角越大，形成的余料越多，且工件整体留有1mm~2mm的余量，最后需通过数控机械加工、抛光等方法将产品加工到符合设计要求。这种方法加工的胫骨平台，由于主要承力部位需要经过后期机械加工，故破坏了锻造金属流线的完整性，导致其抗拉强度、屈服强度等力学性能降低，使用寿命降低，并且，此种加工方式材料利用率低，制造周期长，生产成本较高。

公开号为CN110369654A的发明专利公开了一种钛合金胫骨平台人工关节植入物的锻造方法，其采用精密锻造加工胫骨平台，主要成型工步为闭式镦粗成型、闭式正挤压预锻成型和开式正挤压终锻成型，能够实现胫骨平台杆部粗圆柱段、翼部和底板上平面等关键承力部位的无切削加工成型，从而保证锻造金属流线沿工件轮廓完整顺畅的分布，提高工件的抗拉强度、屈服强度等力学性能，延长工件使用寿命，提高生产效率，生产成本低。但是，此种精密锻造方法仍存在以下缺点：1）其终锻采用开式锻造，会在终锻件的底板一周形成飞边，并且对于底板上、下端面均要求精锻的胫骨平台，开式锻造无法同时完成底板上下端面的精锻，以图1和图2中底板上端面有花纹、下端面有凹槽的胫骨平台为例，开式锻造无法保证凹槽精度，必须辅以机加工，这样就破坏了锻造金属流线的完整性，降低底板承力性能；2）其各工步中对杆部、翼部和底板的变形量分配不能适用大部分的胫骨平台，通用性较差。

发明内容

针对现有胫骨平台人工关节植入物的精密锻造方法不能很好的适用于底板上下端面均要求精锻的胫骨平台加工，且各工步变形量分配通用性较差的技术问题，本发明提供了一种精密胫骨平台人工关节植入物的锻造成型方法，其能同时成型胫骨平台底板上下精锻面，且各工步变形量设计合理，通用性强。

其技术方案是这样的：一种精密胫骨平台人工关节植入物的锻造成型方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、下料，根据胫骨平台的体积确定所需棒料长度和直径，将医用植入物棒材下料，并将棒料上下两端倒圆角；

步骤2、闭式镦粗成型，将棒料进行闭式镦粗成型获得镦头件，镦头件不成型杆部和翼部，其法向投影轮廓为近似方形且包括两侧直边轮廓、前侧轮廓以及背侧轮廓，所述前侧轮廓上带有U形槽且其单侧开口角为100°~120°，所述前侧轮廓的两端与两侧所述直边轮廓的连接处倒圆角，且其圆角半径为5mm~8mm；所述背侧轮廓的弧度与终锻件的底板背侧轮廓弧度一致；镦头件的法向投影区域覆盖预锻件的杆部和翼部沿相同方向投影的区域；镦头件的侧壁与底面转接处倒圆角，且其圆角半径为5mm~10mm；镦头件尾部末端允许留有成型产生的尾部余料；锻造方向沿棒料轴线向下；