一种用于骨折复位引导器的复合加工设备及其加工方法与流程

本发明涉及引导器加工，更具体地说，它涉及一种用于骨折复位引导器的复合加工设备及其加工方法。

背景技术：

1、骨折复位引导器是股骨骨折复位手术机器人末端执行器的核心功能构件，主要在骨折断端精准复位后，对骨段夹持机构进行稳定锁止与活动导向，同时为后续髓内钉植入提供空间定位基准，骨折复位引导器主要由固定基座与活动锁止臂两部分组成，二者通过圆弧面与对应凹槽构成回转配合副，配合面的加工精度直接影响锁止机构的动作间隙、承载稳定性与长期耐磨性能，针对配合面的加工需求开发的骨折复位引导器复合加工设备，以常规机加工机床为载体，完成配合面的铣削加工。

2、现有加工设备采用单动力铣头换位加工的工艺模式，即铣头对配合面上的各个槽和仿形面进行加工，其中，配合面的圆弧面铣削完成后，铣头移动至圆弧面一侧，径向进给完成单侧平面的铣削，随后铣头沿横向导轨切换至对侧加工位置，再加工另一侧平面，通过圆弧面上的两个平面加工，在固定基座与活动锁止臂配合时能够减少圆弧面的磨损。

3、然而在圆弧面两侧对称加工两个平面时，即便工件装夹已实现初始定位，加工过程中持续产生的加工热量仍会引发工件热胀冷缩效应，造成圆弧面的轴线位置与径向尺寸产生动态偏差，进而导致两个对称的平面加工误差，直接影响配合面减少磨损的目的。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于骨折复位引导器的复合加工设备及其加工方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，包括设备主体。

3、升降加工机构，安装于设备主体一侧且设置可摆动调位的加工头，所述升降加工机构用于对工件机构进行加工。

4、刀盘机构，安装于设备主体的顶部，所述刀盘机构的底部一侧转动有换刀机械手。

5、移动组件，安装于设备主体的内部且用于对工件机构进行夹持，所述移动组件包括第一移动滑轨、滑动于第一移动滑轨顶部的第二移动滑轨以及滑动于第二移动滑轨顶部电动转台，所述电动转台的顶部转动有移动台，所述第一移动滑轨和第二移动滑轨交错设置，所述移动台的顶部安装有调节机构，所述工件机构包括工件主体以及设置于工件主体顶部需要加工的圆弧面、搭接平面、加工槽和弧形槽。

6、定位组件，定位组件用于对工件主体顶部配合面进行辅助定位，所述定位组件包括贴合于圆弧面表面的卡模以及设置于卡模两侧的仿形板，两个所述仿形板贴合于圆弧面两侧圆弧位置，当卡模贴合于圆弧面表面时，两个所述仿形板配合对两个搭接平面待加工位置进行定位并标定。

7、本发明进一步设置为：所述调节机构包括安装于移动台顶部一侧的两个驱动箱，两个所述驱动箱之间转动有调节座，所述调节座的顶部设置有气动夹盘，所述工件主体通过气动夹盘夹持定位。

8、本发明进一步设置为：两个所述仿形板的顶部均开设有仿形槽，所述仿形槽的内径大于搭接平面的直径。

9、本发明进一步设置为：所述卡模的一侧连接有连接板，所述连接板的底部开设有中空部。

10、本发明进一步设置为：所述连接板远离卡模的一侧对称一体成型有两个顶块，所述连接板的底部且靠近顶块的位置安装有两个配重块。

11、本发明进一步设置为：所述连接板的顶部对称安装有两个支架，两个所述支架之间滑动有插块，所述插块靠近卡模的一侧上方和下方开设有倾斜部。

12、本发明进一步设置为：所述连接板的底部开设有气道，所述连接板的侧壁设置有与气道连通的气管，两个所述顶块远离连接板的一侧均开设有与气道连通的气口，所述连接板的底部且位于对应顶块的一侧位置连通有排气嘴。

13、本发明进一步设置为：两个所述顶块的外部套设有橡胶套，所述橡胶套的侧壁开设有与气口内径相同的通孔。

14、一种用于骨折复位引导器的复合加工方法，使用上述所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，包括以下步骤：

15、s1、将需要加工的工件主体整体放置在调节机构的顶部夹持，然后通过第一移动滑轨和第二移动滑轨配合调整工件主体的位置，致使工件主体整体被置于升降加工机构的加工位下方，调节机构带动工件主体摆动，进而调整工件主体的角度，工件主体在变位后，升降加工机构对工件主体上的圆弧面、加工槽和弧形槽进行加工，在各个待加工位置通过升降加工机构、刀盘机构和换刀机械手配合完成换刀，适配不同加工位置的加工作业。

16、s2、圆弧面、加工槽和弧形槽加工完成后，工件恢复至竖直状态，然后升降加工机构再次进行换刀作业，此过程中，工作人员将定位组件装在工件主体的顶部，进而对圆弧面上需要加工搭接平面的位置进行标定。

17、s3、之后升降加工机构带动加工头倾斜摆动预设定角度，并利用移动台整体旋转预设定角度，配合第一移动滑轨和第二移动滑轨的移动，进而使加工头朝向搭接平面的待加工位，随后针对一个搭接平面进行加工，加工完成后，通过上述步骤反向调整工件主体和加工头角度，进而对另一个搭接平面进行加工，全部加工完成后，各组件复位，定位组件从工件主体顶部提出，工作人员将工件机构整体拆下更换即可。

18、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

19、（1）通过设置定位组件，在需标定搭接平面加工位置时，定位组件置于工件上，使卡模贴合于热变形后的圆弧面实际表面，两侧仿形板随卡模同步适配圆弧轮廓，通过仿形槽将热膨胀引起的位置偏移量直接映射为待加工位的空间基准，避免坐标漂移带来的定位盲区，保证搭接平面与圆弧面相对位置准确度。

20、（2）定位组件整体在下降放置过程中顶块优先接触工件并滑移嵌入已加工弧形槽形成第一重定位基准，卡模随连接板自适应偏转贴合圆弧面形成第二重定位基准，通过两处特征基准耦合，减少非均匀热胀缩的单一面定位误差，提升搭接平面加工位标定准确性。

21、（3）通过设置气道、气口和排气嘴，在顶块滑移定位接触工件主体前及滑移过程中，外部高压气体经气管导入气道内分流，分别从顶块端部气口吹扫弧形槽内部残留切屑、从排气嘴吹扫工件顶面残留切削液，橡胶套随顶块接触工件形成柔性缓冲，进而达到同步清洁定位基准面、避免固体碎屑占据定位间隙影响配合精度、同时防止硬接触划伤工件表面、满足医用零件无损伤表面要求的效果。

1.一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于：包括设备主体（1）；

2.根据权利要求1所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于：所述调节机构（44）包括安装于移动台（43）顶部一侧的两个驱动箱（441），两个所述驱动箱（441）之间转动有调节座（442），所述调节座（442）的顶部设置有气动夹盘（443），所述工件主体（61）通过气动夹盘（443）夹持定位。

3.根据权利要求1所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于：两个所述仿形板（72）的顶部均开设有仿形槽（73），所述仿形槽（73）的内径大于搭接平面（63）的直径。

4.根据权利要求3所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于：所述卡模（71）的一侧连接有连接板（74），所述连接板（74）的底部开设有中空部。

5.根据权利要求4所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于：所述连接板（74）远离卡模（71）的一侧对称一体成型有两个顶块（77）。

6.根据权利要求4所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于：所述连接板（74）的底部且靠近顶块（77）的位置安装有两个配重块（701）。

7.根据权利要求5所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于：所述连接板（74）的顶部对称安装有两个支架（75），两个所述支架（75）之间滑动有插块（76），所述插块（76）靠近卡模（71）的一侧上方和下方开设有倾斜部。

8.根据权利要求7所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于：所述连接板（74）的底部开设有气道（704），所述连接板（74）的侧壁设置有与气道（704）连通的气管（78），两个所述顶块（77）远离连接板（74）的一侧均开设有与气道（704）连通的气口（702），所述连接板（74）的底部且位于对应顶块（77）的一侧位置连通有排气嘴（703）。

9.根据权利要求8所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于：两个所述顶块（77）的外部套设有橡胶套（79），所述橡胶套（79）的侧壁开设有与气口（702）内径相同的通孔。

10.一种用于骨折复位引导器的复合加工方法，使用如权利要求1-9任一所述的一种用于骨折复位引导器的复合加工设备，其特征在于，包括以下步骤：