一種醫(yī)用針頭電化學(xué)加工設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種醫(yī)用針頭電化學(xué)成型加工設(shè)備及方法，屬于用于醫(yī)用針頭微細(xì)導(dǎo) 向槽和導(dǎo)流孔加工的專用特種設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對(duì)一種醫(yī)用針頭的加工主要有兩種，其一是在直徑為1.8mm的針頭上加工 寬0· 5mm、長(zhǎng)98mm以及深度為0· 25mm的導(dǎo)向槽，其二是在直徑為0· 5mm的針頭上加工寬 0· 22mm、長(zhǎng)0· 8mm以及深度為0· 25mm的矩形導(dǎo)流孔。目前，醫(yī)用針頭導(dǎo)向槽的加工主要由 中、快走絲線切割機(jī)床實(shí)現(xiàn)，線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)與加工工藝決定了針頭導(dǎo)向槽的生產(chǎn)具有如 下特點(diǎn)：①由于線切割機(jī)床鑰絲使用長(zhǎng)度有限，因此單次加工針頭的數(shù)量有限，導(dǎo)致加工效 率低下；②加工過(guò)程中，由于鑰絲的振動(dòng)、介質(zhì)放電的不穩(wěn)定以及走絲的來(lái)回運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致微 細(xì)導(dǎo)向槽表面光潔度較差，需要后續(xù)工序處理來(lái)保證導(dǎo)向槽表面光潔度，增加人力與生產(chǎn) 成本;③由于是中、快走絲機(jī)床，加工過(guò)程鑰絲與電能消耗大，能耗較高；④由于導(dǎo)流孔 不是通孔，線切割機(jī)床無(wú)法實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流孔的加工，導(dǎo)致針頭加工工序分散，多次對(duì)刀動(dòng)作影響 加工精度。
[0003] 電化學(xué)成型加工的原理是利用成型電極和工件之間脈沖性電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來(lái) 蝕除多余的金屬，以達(dá)到預(yù)定的零件尺寸、形狀及表面加工要求。電化學(xué)成型加工能加工小 至幾十微米的孔和槽，并同時(shí)獲得高尺寸精度和高表面質(zhì)量。因此，采用電化學(xué)成型加工方 法，可在設(shè)備工作臺(tái)面上設(shè)置多工位實(shí)現(xiàn)針頭的批量生產(chǎn)，提高加工效率；可無(wú)需后續(xù)處理 工序即獲得較高的導(dǎo)向槽表面光潔度，降低人力與生產(chǎn)成本；可省去線切割機(jī)床中鑰絲的 消耗，節(jié)約能耗；可實(shí)現(xiàn)針頭導(dǎo)向槽與導(dǎo)流孔的在同一設(shè)備上的分步生產(chǎn)，保證工序集中， 提高加工精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有線切割機(jī)床生產(chǎn)時(shí)存在的加工效率低、槽表面光潔度較差、使用成 本高及工序不集中等不足，本發(fā)明提供一種醫(yī)用針頭電化學(xué)加工設(shè)備及方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種醫(yī)用針頭電化學(xué)加工設(shè)備，包 括控制柜、脈沖電源、上下滑板、導(dǎo)向立柱、Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、成型電極、夾具、液位開關(guān)、多夾具 支撐臺(tái)、水泵、過(guò)濾網(wǎng)、電解液過(guò)濾池、Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)備底座、工作臺(tái)、電解 液槽、針頭、PLC控制系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0006] 所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)置于控制柜內(nèi)并與控制柜電連接；脈沖電源與 控制柜電連接，脈沖電源的正負(fù)極分別與多夾具支撐臺(tái)、成型電極電連接；X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)底 部固定在設(shè)備底座上，X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的頂部與Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底部連接且可以沿著X軸方 向滑動(dòng)，Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)頂部與工作臺(tái)連接且能夠沿著Y軸方向滑動(dòng)；X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)和Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均通過(guò)通信控制線與控制柜電連接；所述工作臺(tái)上設(shè)有電解液槽，所 述多夾具支撐臺(tái)置于電解液槽內(nèi)部，并與工作臺(tái)固定連接；導(dǎo)向立柱固定在設(shè)備底座上，Z 軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在導(dǎo)向立柱上；上下滑板連接在導(dǎo)向立柱上，且能夠沿導(dǎo)向立柱上下滑動(dòng)； 所述成型電極固定在上下滑板上；所述夾具可根據(jù)需要多排多列地固定于多夾具支撐臺(tái) 上，夾具上固定有針頭；液位開關(guān)固定在電解液槽內(nèi)部且距離電解液槽底部一定距離；在 電解液過(guò)濾池內(nèi)設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)；電解液槽的進(jìn)水口通過(guò)進(jìn)液管連接電解液過(guò)濾池，電解液槽 的出水口通過(guò)出液管連接電解液過(guò)濾池，在進(jìn)液管上設(shè)有水泵；水泵、液位開關(guān)均與控制柜 電連接。
[0007] 進(jìn)一步地，所述成型電極為多排結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)固定于單個(gè)夾具中的多根針頭的同時(shí) 加工。
[0008] 進(jìn)一步地，所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)為DSP，所述DSP結(jié)合插補(bǔ)芯片控制X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y 軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)精確定位運(yùn)動(dòng)。
[0009] -種利用上述設(shè)備進(jìn)行醫(yī)用針頭電化學(xué)加工的方法，包括以下步驟： 第一步：將用于加工的初始進(jìn)給速度、再次進(jìn)給速度衰減比例、回退距離、回退速度、力口 工電流、加工電壓、加工深度、加工間隙、退刀距離以及退刀速度參數(shù)輸入控制柜； 第二步：脈沖電源開啟，根據(jù)加工電壓和加工電流參數(shù)，輸出與之對(duì)應(yīng)的電壓和電流， 同時(shí)控制柜根據(jù)輸入的參數(shù)控制Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)上下滑板帶動(dòng)成型電極向針 頭表面運(yùn)動(dòng)，隨著成型電極與針頭之間間隙的減小，電化學(xué)腐蝕加工開始； 第三步：當(dāng)初始進(jìn)給速度設(shè)置過(guò)快時(shí)，導(dǎo)致腐蝕速度小于成型電極進(jìn)給速度，使成型 電極與針頭之間間隙不斷減小，同時(shí)，電解的電流不斷變大；當(dāng)電解電流超過(guò)最大電流閥值 時(shí)，為防止短路現(xiàn)象發(fā)生，脈沖電源關(guān)閉，同時(shí)，Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)作，驅(qū)動(dòng)上下滑板帶動(dòng)成型 電極以回退速度向上移動(dòng)到回退距離，從而增大成型電極與針頭之間的間隙； 第四步：進(jìn)給速度根據(jù)再次進(jìn)給速度衰減比例的參數(shù)數(shù)值進(jìn)行衰減； 第五步：重復(fù)第二步至第四步，直至加工至設(shè)置的加工深度； 第六步：脈沖電源關(guān)閉，控制柜控制Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)作，驅(qū)動(dòng)上下滑板帶動(dòng)成型電極以 退刀速度向上運(yùn)動(dòng)至退刀距離。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種用于醫(yī)用針頭微細(xì)導(dǎo)向槽和導(dǎo)流孔加工 的專用設(shè)備，該設(shè)備采用電化學(xué)成型加工方法，可實(shí)現(xiàn)針頭的批量生產(chǎn)，提高加工效率；無(wú) 需后續(xù)處理工序即可獲得導(dǎo)向槽較高的表面光潔度，降低人力與生產(chǎn)成本；可省去線切割 機(jī)床中鑰絲的消耗，節(jié)約能耗；可實(shí)現(xiàn)針頭導(dǎo)向槽與導(dǎo)流孔的在同一設(shè)備上的分步生產(chǎn)，從 而保證生產(chǎn)過(guò)程的工序集中，有效提高了加工精度。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明電氣控制原理圖； 圖中：控制柜1、脈沖電源2、導(dǎo)線3、上下滑板4、導(dǎo)向立柱5、Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6、成型電極 7、夾具8、液位開關(guān)9、多夾具支撐臺(tái)10、進(jìn)液管11、水泵12、過(guò)濾網(wǎng)13、電解液過(guò)濾池14、Y 軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)15、X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16、設(shè)備底座17、通信控制線路18、工作臺(tái)19、電解液槽20、 針頭21、PLC控制系統(tǒng)22、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)23、出液管24。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0013] 如圖1所示，本發(fā)明一種醫(yī)用針頭電化學(xué)加工設(shè)備，包括控制柜1、脈沖電源2、上 下滑板4、導(dǎo)向立柱5、Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6、成型電極7、夾具8、液位開關(guān)9、多夾具支撐臺(tái)10、水 泵12、過(guò)濾網(wǎng)13、電解液過(guò)濾池14、Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)15、X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16、設(shè)備底座17、工作臺(tái) 19、電解液槽20、針頭21、PLC控制系統(tǒng)22和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)23。
[0014] 所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)23與PLC控制系統(tǒng)22置于控制柜1內(nèi)并與控制柜1電連接； 脈沖電源2與控制柜1電連接，脈沖電源2的正負(fù)極分別與多夾具支撐臺(tái)10、成型電極7電 連接；X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16底部固定在設(shè)備底座17上，X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16的頂部與Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 15的底部連接且可以沿著X軸方向滑動(dòng)，Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)15頂部與工作臺(tái)19連接且能夠沿 著Y軸方向滑動(dòng)；X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16、Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)15和Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6均通過(guò)通信控制線 18與控制柜1電連接；所述工作臺(tái)19上設(shè)有電解液槽20,所述多夾具支撐臺(tái)10置于電解 液槽20內(nèi)部，并與工作臺(tái)19固定連接；導(dǎo)向立柱5固定在設(shè)備底座17上，Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6 固定在導(dǎo)向立柱5上；上下滑板4連接在導(dǎo)向立柱5上，且能夠沿導(dǎo)向立