用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，包括：根據(jù)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形狀尺寸設(shè)計(jì)要求構(gòu)造三維結(jié)構(gòu)模型，并生成用于三維掃描軌跡的數(shù)控加工代碼；根據(jù)數(shù)控加工代碼，利用具有三軸數(shù)控功能的微細(xì)電火花加工裝置采用兩軸聯(lián)動(dòng)和一軸伺服控制運(yùn)動(dòng)的微細(xì)電火花伺服掃描加工工序在鎳鈦合金管上加工出所設(shè)計(jì)的三維結(jié)構(gòu)；采用超聲振動(dòng)輔助酸基電解液電化學(xué)拋光方法去除三維結(jié)構(gòu)的表面重熔層，得到鎳鈦合金主動(dòng)導(dǎo)管。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)在鎳鈦合金難加工材料上加工出管狀復(fù)雜微三維驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可克服現(xiàn)有基于光刻工藝的加工深度、復(fù)雜度及加工精度受限問(wèn)題，有利于提高血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)加工成形精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微細(xì)特種加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]血管介入式微創(chuàng)手術(shù)是借助微細(xì)導(dǎo)管和導(dǎo)絲，通過(guò)血管管腔到達(dá)體內(nèi)較遠(yuǎn)的病變部位，實(shí)施相應(yīng)的微創(chuàng)診斷或治療的醫(yī)療技術(shù)。傳統(tǒng)的導(dǎo)管插管過(guò)程依賴(lài)于操作人員手工經(jīng)驗(yàn)，而且血管內(nèi)部的復(fù)雜環(huán)境使得插管控制困難。為了克服這些不足，在介入裝置前端集成微小的介入導(dǎo)管機(jī)器人，以實(shí)現(xiàn)一種能隨血管環(huán)境主動(dòng)變形的毫米級(jí)微細(xì)主動(dòng)導(dǎo)管，可使插管及微創(chuàng)手術(shù)操作具有控制精確、靈活、安全等優(yōu)點(diǎn)。但介入式導(dǎo)管機(jī)器人的尺寸微小，其設(shè)計(jì)制造都比較困難，特別是驅(qū)動(dòng)零部件中復(fù)雜的三維驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)加工是關(guān)鍵制造難題之一。
[0003]鎳鈦合金作為形狀記憶合金應(yīng)用于主動(dòng)導(dǎo)管的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)通電溫控變形做功即可實(shí)現(xiàn)較大輸出力，具有易于控制、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，而且鎳鈦合金材料還有耐腐蝕、生物兼容性好特性，因此在主動(dòng)導(dǎo)管驅(qū)動(dòng)技術(shù)中具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。如圖1所示為一種較為理想的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，該主動(dòng)導(dǎo)管的外形尺寸直徑在Imm左右，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸在30-100μπι之間，屬于微小薄壁復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)主動(dòng)導(dǎo)管伸長(zhǎng)、彎曲等動(dòng)作的精確控制，加工需滿(mǎn)足較高的尺寸精度，保證結(jié)構(gòu)的完整性和一致性。
[0004]然而，由于鎳鈦合金本身的難加工性，傳統(tǒng)切削加工難以實(shí)現(xiàn)微小薄壁復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的加工。目前國(guó)內(nèi)外研究已提出兩種加工工藝方案。
[0005]工藝方案一:基于平面光刻的電化學(xué)刻蝕工藝。此工藝通過(guò)光刻掩膜的雙面電化學(xué)刻蝕方法，在鎳鈦合金薄板上先加工出三個(gè)獨(dú)立的二維“S形”結(jié)構(gòu)，然后拼接裝配到導(dǎo)管其它部件上。這種工藝的問(wèn)題在于利用二維結(jié)構(gòu)的拼接構(gòu)造三維結(jié)構(gòu)，微小“S形”結(jié)構(gòu)難于操作和難于保證拼接裝配精度和可靠性，從而影響驅(qū)動(dòng)控制的精確性和可靠性。此外，基于光刻刻蝕加工的深度受到限制，只能加工出二維的薄結(jié)構(gòu)。
[0006]工藝方案二:基于多角度位置光刻的電化學(xué)刻蝕與化學(xué)刻蝕相結(jié)合的工藝。此工藝以鎳鈦合金微管作為加工對(duì)象，通過(guò)光刻掩膜的電化學(xué)刻蝕出一定深度“S形”結(jié)構(gòu)，再?gòu)膬?nèi)表面化學(xué)刻蝕進(jìn)行減薄，形成最終微小的“S形”彎曲結(jié)構(gòu)。這種工藝雖然可直接加工出整體的結(jié)構(gòu)，但由于采用平面掩膜版光刻圓管微結(jié)構(gòu)時(shí)曝光距離不同必然會(huì)造成微結(jié)構(gòu)加工誤差，難以保證“S形”微小結(jié)構(gòu)各部位加工精度的一致性，從而影響驅(qū)動(dòng)控制的精確性。
[0007]總之，這種基于光刻加工原理的上述兩種工藝，無(wú)法從根本上解決復(fù)雜微小三維結(jié)構(gòu)的加工問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。
[0009]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了一種用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，包括以下步驟:S1:根據(jù)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形狀尺寸設(shè)計(jì)要求構(gòu)造三維結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)所述三維結(jié)構(gòu)模型生成用于三維掃描軌跡的數(shù)控加工代碼;S2:根據(jù)所述數(shù)控加工代碼，利用具有三軸數(shù)控功能的微細(xì)電火花加工裝置采用兩軸聯(lián)動(dòng)和一軸伺服控制運(yùn)動(dòng)的微細(xì)電火花伺服掃描加工工序在鎳鈦合金管上加工出所設(shè)計(jì)的三維結(jié)構(gòu)；S3:采用超聲振動(dòng)輔助酸基電解液電化學(xué)拋光方法去除所述三維結(jié)構(gòu)的表面重熔層，得到具有復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)且無(wú)微觀損傷表面的鎳鈦合金主動(dòng)導(dǎo)管。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，可實(shí)現(xiàn)在鎳鈦合金難加工材料上加工出管狀復(fù)雜微三維驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可克服現(xiàn)有基于光刻工藝的加工深度、復(fù)雜度及加工精度受限問(wèn)題，有利于提高血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)加工成形精度。
[0012]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0013]進(jìn)一步地，在步驟SI中，所述三維結(jié)構(gòu)模型的尺寸為最終目標(biāo)結(jié)構(gòu)尺寸與步驟S3中拋光所去除的加工余量之和。
[0014]進(jìn)一步地，在步驟SI中，所述三維掃描軌跡的掃描方式為沿著S形結(jié)構(gòu)內(nèi)外單次多層掃描。
[0015]進(jìn)一步地，在步驟S2中，通過(guò)加在工具電極或工件上的第一坐標(biāo)軸，與加在工件上的第二坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行加工以形成所述S形結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)加在工具電極或工件上的第三坐標(biāo)軸伺服運(yùn)動(dòng)保持放電間隙來(lái)補(bǔ)償工具電極損耗，并在加工過(guò)程中附加工具電極上的第四坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以均化電極端部損耗，所述第一坐標(biāo)軸與主動(dòng)導(dǎo)管的中心軸線(xiàn)重合，所述第二坐標(biāo)軸繞所述第一坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)，所述第三坐標(biāo)軸與所述第一坐標(biāo)軸垂直正交，所述第四坐標(biāo)軸繞所述第三坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)。
[0016]進(jìn)一步地，步驟S3進(jìn)一步包括:在工件和電解液上附加低幅值的超聲振動(dòng)來(lái)加強(qiáng)電解液更新及加工產(chǎn)物排出，在所述電解液恒溫控制下，通過(guò)調(diào)控電流密度和拋光時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)精確去除電火花加工后表面重熔層和表面拋光。
[0017]進(jìn)一步地，在步驟S3的拋光工序中，采用管狀陰極旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、帶有微三維結(jié)構(gòu)的鎳鈦合金管陽(yáng)極豎直固定的拋光工藝措施，以加強(qiáng)拋光過(guò)程中電解液更新并均化微結(jié)構(gòu)各位置的拋光去除量;或采用管狀陰極豎直固定、帶有微三維結(jié)構(gòu)的鎳鈦合金管陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的拋光工藝措施，以加強(qiáng)拋光過(guò)程中電解液更新并均化微結(jié)構(gòu)各位置的拋光去除量。
[0018]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0019]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0020]圖1是相關(guān)技術(shù)中的鎳鈦合金主動(dòng)導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法的流程圖；
[0022]圖3(a)是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造三維結(jié)構(gòu)模型的示意圖；
[0023]圖3(b)是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電極軌跡示意圖；
[0024]圖3(c)是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)控代碼示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微細(xì)工具電極在線(xiàn)制作過(guò)程示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微細(xì)電火花伺服掃描加工工序過(guò)程示意圖；
[0027]圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的超聲振動(dòng)輔助酸基電解液電化學(xué)拋光工序示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0029]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0030]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0031]參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來(lái)表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書(shū)的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0032]以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法。
[0033]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法的流程圖。
[0034]請(qǐng)參考圖2，一種用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，包括以下步驟:
[0035]S1:根據(jù)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形狀尺寸設(shè)計(jì)要求構(gòu)造三維結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)三維結(jié)構(gòu)模型生成用于三維掃描軌跡的數(shù)控加工代碼。
[0036]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟SI中，三維結(jié)構(gòu)模型的尺寸為最終目標(biāo)結(jié)構(gòu)尺寸與步驟S3中拋光所去除的加工余量之和。
[0037]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟SI中，三維掃描軌跡的掃描方式為沿著S形結(jié)構(gòu)內(nèi)外單次多層掃描。
[0038]S2:根據(jù)數(shù)控加工代碼，利用具有三軸數(shù)控功能的微細(xì)電火花加工裝置采用兩軸聯(lián)動(dòng)和一軸伺服控制運(yùn)動(dòng)的微細(xì)電火花伺服掃描加工工序在鎳鈦合金管上加工出所設(shè)計(jì)的三維結(jié)構(gòu)。
[0039]在步驟S2中，通過(guò)加在工具電極或工件上的第一坐標(biāo)軸，與加在工件上的第二坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行加工以形成S形結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)加在工具電極或工件上的第三坐標(biāo)軸伺服運(yùn)動(dòng)保持放電間隙來(lái)補(bǔ)償工具電極損耗，并在加工過(guò)程中附加工具電極上的第四坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以均化電極端部損耗，所述第一坐標(biāo)軸與主動(dòng)導(dǎo)管的中心軸線(xiàn)重合，所述第二坐標(biāo)軸繞所述第一坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)，所述第三坐標(biāo)軸與所述第一坐標(biāo)軸垂直正交，所述第四坐標(biāo)軸繞所述第三坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)。
[0040]S3:采用超聲振動(dòng)輔助酸基電解液電化學(xué)拋光方法去除三維結(jié)構(gòu)的表面重熔層，得到具有復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)且無(wú)微觀損傷表面的鎳鈦合金主動(dòng)導(dǎo)管。
[0041]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟S3進(jìn)一步包括:在工件和電解液上附加低幅值的超聲振動(dòng)來(lái)加強(qiáng)電解液更新及加工產(chǎn)物排出，在電解液恒溫控制下，通過(guò)調(diào)控電流密度和拋光時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)精確去除電火花加工后表面重熔層和表面拋光。
[0042]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟S3的拋光工序中，采用管狀陰極旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、帶有微三維結(jié)構(gòu)的鎳鈦合金管陽(yáng)極豎直固定的拋光工藝措施，以加強(qiáng)拋光過(guò)程中電解液更新并均化微結(jié)構(gòu)各位置的拋光去除量;或采用管狀陰極豎直固定、帶有微三維結(jié)構(gòu)的鎳鈦合金管陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的拋光工藝措施，以加強(qiáng)拋光過(guò)程中電解液更新并均化微結(jié)構(gòu)各位置的拋光去除量。
[0043]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，將通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0044]根據(jù)圖3所示的一種典型主動(dòng)導(dǎo)管驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)加工技術(shù)要求，利用Pro/Engineer三維CAD/CAM軟件設(shè)計(jì)出主動(dòng)導(dǎo)管驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的三維造型(圖3a)，具體實(shí)施例以尺寸a =
0.060mm、Rib = 0.1501111]1、尺寸0 = 0.200mm為實(shí)例，此三維造型尺寸為后續(xù)電化學(xué)拋光留有加工余量0.010_。沿著“S形”結(jié)構(gòu)規(guī)劃出微細(xì)電火花伺服掃描(銑削)加工用內(nèi)外單次多層掃描加工軌跡(圖3b)，生成并轉(zhuǎn)換為符合要求的X軸(或Y軸)、A軸(或B軸)、Z軸的數(shù)控加工代碼(圖3c，本例中分層厚度0.004_為例)。
[0045]根據(jù)圖3所示主動(dòng)導(dǎo)管驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的“S形”結(jié)構(gòu)內(nèi)部尺寸(0.090mm)，考慮微細(xì)電火花伺服掃描(銑削)加工側(cè)向加工間隙(本例中以1wii加工為例)，利用現(xiàn)有成熟的在線(xiàn)制作技術(shù)(比如圖4所示，線(xiàn)放電磨削WEDG技術(shù))制作出直徑為0.070mm的微細(xì)工具電極。
[0046]根據(jù)生成的數(shù)控加工代碼，利用具有三軸數(shù)控功能的微細(xì)電火花加工裝置，如圖5
(a)所示采用已制作好的安裝在Z軸上的微細(xì)工具電極，將管狀鎳鈦合金工件軸線(xiàn)(X軸)相對(duì)于微細(xì)工具電極軸線(xiàn)(Z軸)垂直安裝;本例中通過(guò)加在工件上的X軸平移與A軸旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)、加在工具電極上Z軸伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、以及附加工具電極上的C軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，采用正極性加工方式(工件接脈沖電源正極)、水基或油基工作液作為電介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)微細(xì)電火花伺服掃描(銑削)加工工序過(guò)程，在鎳鈦合金管上加工出所設(shè)計(jì)的三維結(jié)構(gòu)。
[0047]將微細(xì)電火花伺服掃描(銑削)加工出的帶有“S形”結(jié)構(gòu)鎳鈦合金管件(圖5b)，安裝到超聲振動(dòng)輔助酸基電解液電化學(xué)拋光系統(tǒng)中，如圖6所示采用管狀結(jié)構(gòu)作為電解拋光過(guò)程的陰極旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(本示例)，鎳鈦合金管件作為電解拋光過(guò)程的陽(yáng)極豎直固定(本示例)，以及采用恒溫(本例中以20°C為例)控制酸基電解液(本例中氫氟酸、濃硝酸、去離子水成分的電解液為例)，通過(guò)調(diào)控電流密度和控制拋光時(shí)間(本例中以30s為例)的工藝措施，精確去除電火花加工后表面重熔層并進(jìn)行表面拋光，實(shí)現(xiàn)預(yù)留加工余量0.0lOmm去除，最終加工出具有復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)且無(wú)微觀損傷表面的鎳鈦合金主動(dòng)導(dǎo)管，達(dá)到血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的最終形狀和表面精度加工技術(shù)要求。
[0048]本發(fā)明實(shí)施例的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，具有以下有益效果:
[0049]采用兩軸聯(lián)動(dòng)和一軸伺服控制運(yùn)動(dòng)的微細(xì)電火花伺服掃描(銑削)加工，可實(shí)現(xiàn)在鎳鈦合金難加工材料上加工出管狀復(fù)雜微三維驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可克服現(xiàn)有基于光刻工藝的加工深度、復(fù)雜度及加工精度受限問(wèn)題，有利于提高血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)加工成形精度。
[0050 ]在微細(xì)電火花伺服掃描(銑削)加工工序中，規(guī)劃為沿著“ S形”結(jié)構(gòu)內(nèi)外單次掃描軌跡方式，可有效減少工件材料加工蝕除量，可提高血管主動(dòng)導(dǎo)管鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的加工效率。
[0051 ]在微細(xì)電火花伺服掃描(銑削)加工工序中，通過(guò)X軸(或Y軸)與A軸(或B軸)的聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制方式，以及Z軸伺服運(yùn)動(dòng)控制并附加工具電極的C軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的控制方式，使得電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制更方便且易于實(shí)現(xiàn)電極損耗補(bǔ)償?shù)膶?shí)時(shí)性。
[0052]采用超聲振動(dòng)輔助酸基電解液電化學(xué)拋光，不僅可以有效去除微細(xì)電火花加工后的重熔層，而且有利于更新電解液和排出加工產(chǎn)物，有利于提高微結(jié)構(gòu)表面的拋光精度。
[0053]在超聲振動(dòng)輔助酸基電解液電化學(xué)拋光工序中，采用電解液恒溫控制工藝措施，有利于拋光過(guò)程的穩(wěn)定性和拋光去除速度的線(xiàn)性化控制，可提高拋光去除厚度的可控性精度，從而提高血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的拋光精度。
[0054]在超聲振動(dòng)輔助酸基電解液電化學(xué)拋光工序中，采用管狀陰極旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(或豎直固定)、帶有微三維結(jié)構(gòu)的鎳鈦合金管陽(yáng)極豎直固定(或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))的拋光工藝措施，可減少或避免由于電流密度不均勻造成的微結(jié)構(gòu)各位置去除厚度不均勻問(wèn)題，即可提高提高血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的拋光精度。
[0055]另外，本發(fā)明實(shí)施例的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法的其它構(gòu)成以及作用對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言都是已知的，為了減少冗余，不做贅述。
[0056]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0057]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:根據(jù)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形狀尺寸設(shè)計(jì)要求構(gòu)造三維結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)所述三維結(jié)構(gòu)模型生成用于三維掃描軌跡的數(shù)控加工代碼； S2:根據(jù)所述數(shù)控加工代碼，利用具有三軸數(shù)控功能的微細(xì)電火花加工裝置采用兩軸聯(lián)動(dòng)和一軸伺服控制運(yùn)動(dòng)的微細(xì)電火花伺服掃描加工工序在鎳鈦合金管上加工出所設(shè)計(jì)的三維結(jié)構(gòu)； S3:采用超聲振動(dòng)輔助酸基電解液電化學(xué)拋光方法去除所述三維結(jié)構(gòu)的表面重熔層，得到具有復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)且無(wú)微觀損傷表面的鎳鈦合金主動(dòng)導(dǎo)管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，其特征在于，在步驟SI中，所述三維結(jié)構(gòu)模型的尺寸為最終目標(biāo)結(jié)構(gòu)尺寸與步驟S3中拋光所去除的加工余量之和。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，其特征在于，在步驟SI中，所述三維掃描軌跡的掃描方式為沿著S形結(jié)構(gòu)內(nèi)外單次多層掃描。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，其特征在于，在步驟S2中，通過(guò)加在工具電極或工件上的第一坐標(biāo)軸，與加在工件上的第二坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行加工以形成所述S形結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)加在工具電極或工件上的第三坐標(biāo)軸伺服運(yùn)動(dòng)保持放電間隙來(lái)補(bǔ)償工具電極損耗，并在加工過(guò)程中附加工具電極上的第四坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以均化電極端部損耗，所述第一坐標(biāo)軸與主動(dòng)導(dǎo)管的中心軸線(xiàn)重合，所述第二坐標(biāo)軸繞所述第一坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)，所述第三坐標(biāo)軸與所述第一坐標(biāo)軸垂直正交，所述第四坐標(biāo)軸繞所述第三坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，其特征在于，步驟S3進(jìn)一步包括: 在工件和電解液上附加低幅值的超聲振動(dòng)來(lái)加強(qiáng)電解液更新及加工產(chǎn)物排出，在所述電解液恒溫控制下，通過(guò)調(diào)控電流密度和拋光時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)精確去除電火花加工后表面重恪層和表面拋光。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于血管主動(dòng)導(dǎo)管的鎳鈦合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)特種加工方法，其特征在于，在步驟S3的拋光工序中，采用管狀陰極旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、帶有微三維結(jié)構(gòu)的鎳鈦合金管陽(yáng)極豎直固定的拋光工藝措施，以加強(qiáng)拋光過(guò)程中電解液更新并均化微結(jié)構(gòu)各位置的拋光去除量;或 采用管狀陰極豎直固定、帶有微三維結(jié)構(gòu)的鎳鈦合金管陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的拋光工藝措施，以加強(qiáng)拋光過(guò)程中電解液更新并均化微結(jié)構(gòu)各位置的拋光去除量。
【文檔編號(hào)】A61L29/02GK106078113SQ201610575464
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月19日
【發(fā)明人】佟浩, 劉雪玲, 李勇, 劉國(guó)棟
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)