基于UG的介入導(dǎo)管擠出模CAD系統(tǒng)開(kāi)發(fā).pdf

模具C A D C A M 號(hào) 毛 芋 懸 S T E L ONG 網(wǎng) 址 WWW s t elo n g c o m 基于U G的介入導(dǎo)管擠出模C A D 系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 山東青島 2 6 6 1 0 9 隋鵬舉 東南大學(xué) 郭麗華 摘要 針對(duì)介入 導(dǎo)管的特點(diǎn)設(shè)計(jì) 了其專用擠 出模 并選擇UG N X 2 0 作為介入導(dǎo)管擠 出模 C A D系統(tǒng) 的二 次開(kāi)發(fā) 平 臺(tái) 完成 了基 于U G的介入 導(dǎo) 管擠 出模C AD系統(tǒng) 的開(kāi)發(fā) 關(guān)鍵詞 介入 導(dǎo)管 擠 出模 U G 二 次開(kāi)發(fā) De v e l o p me n t o f Ex t r u d i n g Di e CAD S y s t e m f o r t h e I n t e r v e n t i 0 n a l Ca t h e t e r Ba s e d o n UG A b s t r a c t A s p e c i a l k in d o f e x tr u d i n g d i e w a s d e s ig n e d f o r t h e i n t e r v e n t i o n a l c a t h e t m U G N X 2 0 wa s c h o s e n a s t h e s e c o n d a r y d e v e l o p me n t p l a t f o r m o f t h e e x t rud i n g d i e C AD s y s t e m f i n a l l y d e v e l o p me n t o f e x t r u d i n g d i e C AD s y s t e m for t h e i n t e r v e n t i o n a l c a t h e t e r b a s e d o n UG w a s f u l f i l l e d Ke y wo r d s i n t e r v e n t i o n a l c a t h e t e r e x t rud i n g d i e UG s e c o n d a ry d e v e l o p me n t l 引言 隨著介人醫(yī)學(xué)在全球 的迅速普及 介人式診療器 如圖 1 所示 作為介人技術(shù)的主要器械之一 其市場(chǎng) 需求迅速擴(kuò)大 市場(chǎng)上成本 價(jià)格 和質(zhì)量 的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái) 越激烈 各個(gè)企業(yè)為 了爭(zhēng)取更 大的市 場(chǎng)份額 勢(shì)必要 走專業(yè)化規(guī)模發(fā)展 的路子 因此 研制 國(guó)產(chǎn)高質(zhì)量介 人器材及借助功能強(qiáng)大 的通用 C A D平 臺(tái) 開(kāi)發(fā)專用 產(chǎn)品的 C A D C A M 系統(tǒng)是十分迫切和必要的 其 中 介 人導(dǎo)管直接與人體血管相接 觸 除了制 管材料 結(jié)構(gòu) 形狀 表面性能外 導(dǎo)管 的擠出成型技術(shù)亦是決定其 應(yīng)用成敗的關(guān)鍵 因素之一 一 圖 1 介入式診療器 本文針對(duì)介人導(dǎo)管的特點(diǎn) 設(shè)計(jì) 了其專用擠出模 具 選擇 U G N X 2 0作為介人導(dǎo)管擠出模具 C A D系 統(tǒng) 的二次開(kāi)發(fā)平 臺(tái) 在熟悉 UG N X 2 0軟件 的基礎(chǔ) 上 完成了介人導(dǎo)管擠出模具 C A D系統(tǒng) 的開(kāi)發(fā) 2 管材擠出成型工藝 管材擠 出成型是將塑料 在旋轉(zhuǎn) 的螺桿與料簡(jiǎn)之 間進(jìn)行輸送 壓縮 熔融塑化 定量地通過(guò)處于擠 出機(jī) 頭部的口模和定型裝置 生產(chǎn) 出連續(xù)管材的加工上藝 過(guò)程 眾所周知 機(jī) 頭的基 本功能是成型 即保證制品 得到所需要 的形狀與尺寸 而完成這個(gè)任務(wù)的關(guān)鍵零 件則是 口模和芯棒 對(duì)于微細(xì)導(dǎo)管來(lái)講 其擠出成型 工藝條件 以及擠 出機(jī)頭的設(shè)計(jì) 比較復(fù)雜 在此 作者 對(duì)微細(xì)導(dǎo)管擠 出機(jī)頭的設(shè)計(jì)進(jìn)行 了一些初步的探討 詳 細(xì)介紹 了其 中一種規(guī)格 導(dǎo)管擠 出成型機(jī) 頭的設(shè) 計(jì) 過(guò)程和基本思路 其余規(guī)格導(dǎo)管的設(shè)計(jì)類似 3 擠 出機(jī)頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 與工藝分析 介人導(dǎo)管材料為低密度聚乙烯 L D P E 其外徑 D 為 6 1 m m 內(nèi)徑 d為 4 0 4 mm 壁厚僅為 0 3 mm 屬于微 細(xì)型管材 所 以采用直通式擠管機(jī)頭 這種型式 的機(jī) 頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但其分 流支架上 的分流支撐筋必須加工 成流線型 否則物料經(jīng)過(guò)分流器及分流器支架時(shí)形成 的分流痕跡不易消除 而直接采用線切割或銑削加工 后的分流筋呈矩形 必須由高水平的模具工將矩形分 流筋修整成流線型 對(duì)于直徑小于 4 1 0 ram的管材 其 分流孔較窄 刀具難 以加工 為了解決上述問(wèn)題 本機(jī) 頭采用圓孔分流支架 如圖 2所示 該結(jié)構(gòu)體積小 機(jī)加工簡(jiǎn)單 制品無(wú)接合縫痕跡 強(qiáng)度高 模具制造 2 0 0 7年第 8期 模 好 幫 手 電 首話 3 I 3 D 耐 斯 合 模 機(jī) 傳 真 一 0 西 2 0 0 m 0 T1 I一 3 0 o 3 0 o T1 0 了 一3 o r Io 維普資訊 仕泰 隆數(shù) 控 刀具 連鎖 有 限公 司 營(yíng) 銷熱線 0 7 6 9 8 5 3 4 4 6 5 8 1 0 線 0 5 1 2 5 1 8 1 1 0 線 網(wǎng) 址 W W W s tl c n c C O rn 模 具 CAD CAM 圖2 整體 芯棒結(jié)構(gòu) 如果口模和芯棒之間的環(huán)隙有微小的變化 管材 擠 出質(zhì)量就會(huì)受到較大的影響 因此獲得合理 均勻的 流道系統(tǒng)就成為該擠出模設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵 通常情況 下 口模間隙的均勻與否取決于 口模板 芯棒的加工精 度以及最終的鉗工裝配 對(duì)于芯棒來(lái)講 其在 口模中的 裝配方式是保證擠出模具型腔流道間隙尺寸精度要求 的關(guān)鍵 考慮到介入導(dǎo)管的微細(xì)性 決定采用整體芯 棒 從而避免了芯棒與分流錐及分流支架裝配而帶來(lái) 的尺寸誤差 所謂整體芯棒就是位于分流板 出口處的 芯棒與分流錐及分流支架用一塊材料進(jìn)行加工 加工 后芯棒與分流錐及分流支架是整體不可拆分的 見(jiàn)圖 3 這種方式是所有型芯裝配方式中剛性最好的 而且 有利于保證 口模的型腔流道間隙的尺寸精度要求 7 R 9 1 0 圖 3 擠 出機(jī)頭模具結(jié)構(gòu) 1 調(diào)節(jié)螺釘2 加熱線圈 3 整體芯棒4 口模5 固定螺釘 6 固定板7 機(jī)頭體 I 8 機(jī)頭 體 9 固定螺栓l O 分流體 圖 3所示的機(jī)頭還采用 了多管擠 出式結(jié)構(gòu) 從而 大大提高了生產(chǎn)效率 當(dāng)物料進(jìn)入人字形機(jī)頭體后 在分流錐 的作用下逐漸分成多股 分別進(jìn)入單 管流道 并獨(dú)立成型 但需要特別注意的是 在擠 出過(guò)程 中物 料的流速要均勻 生產(chǎn)微管不必通人壓縮空氣 最后 為加工方便 可 以將機(jī)頭體 內(nèi)的流道組合 而成 口?？抗潭ò?6壓緊 多管模 的支架為一體 由 機(jī)頭體 7和 8通過(guò) 固定螺栓夾緊 口模調(diào)節(jié)螺釘各設(shè) 置 3個(gè) 用于微調(diào)管材壁厚的均勻性 4 導(dǎo)管擠 出機(jī)機(jī)頭 的芯棒和 口模庫(kù)的建立方法 利用U G O p e n U I S t y l e r 對(duì)話框設(shè)計(jì)方法 和對(duì)象 的 創(chuàng)建 訪 問(wèn)方法 可 以完成導(dǎo)管擠 出機(jī)機(jī)頭 的芯棒 和 口模模塊 的初步設(shè)計(jì) 芯棒 和口模的設(shè)計(jì)涉及到許多 經(jīng)驗(yàn)參數(shù)值 這些參數(shù)值都是 一個(gè)范圍 根據(jù)實(shí)驗(yàn)確 定 一般利用通用C AD 軟件設(shè) 計(jì)時(shí) 都要通過(guò)查找手 冊(cè) 相當(dāng)繁瑣且易 出錯(cuò) 二次開(kāi)發(fā)的 目的就是縮短產(chǎn) 品設(shè)計(jì) 的時(shí)間 提高產(chǎn)品設(shè) 計(jì)的質(zhì)量 所以 在本文 中 采用 如圖4 所示的對(duì)話框設(shè)計(jì)整體芯棒 口模的對(duì) 話框原理相同 而且 比較簡(jiǎn)單 不再列出 對(duì)話框的主 要功能和工作原理如下 通過(guò)芯棒 的具體設(shè)計(jì)l 8 1 可知 決定芯棒的主要尺寸參數(shù)為 芯棒外徑d 芯棒定型段 長(zhǎng)度L 芯棒壓縮段 長(zhǎng)度 分流錐長(zhǎng)度L 芯棒收縮 角 分流錐擴(kuò)張角 等 其中芯棒外徑d 芯棒定型段 長(zhǎng)度L 芯棒壓縮段長(zhǎng)度L 分流錐長(zhǎng)度L 可 由經(jīng)驗(yàn)公 式算 出 這樣最 終決定芯棒形狀 的參數(shù)為 拉伸 比 分流錐擴(kuò)張角 壓縮 比 芯棒收縮角 補(bǔ)償系數(shù) 與壁厚有關(guān)的參數(shù)c 導(dǎo)管外徑D 導(dǎo)管內(nèi)徑d 分流孔 的個(gè)數(shù)n 其中決定芯棒尺寸的基本參數(shù)有導(dǎo)管外徑 D 導(dǎo)管 內(nèi)徑d 分 流孔的個(gè)數(shù)n 其余的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)全 和 導(dǎo)管的材料有關(guān) 所 以導(dǎo) 管材料也是決定芯棒尺寸的 基本因素 為了實(shí)現(xiàn)智能化 設(shè)計(jì)時(shí)由用戶輸入芯棒 的基本參數(shù) 程序來(lái) 自動(dòng)選取經(jīng)驗(yàn)參數(shù) 并計(jì)算其他 參數(shù) 當(dāng)選取不 同材料時(shí) 經(jīng) 驗(yàn)參數(shù)輸入框控件 的標(biāo) 題中 的數(shù)值范圍隨之改變 如圖5 所示 方便用戶的 選取 省去 了查找設(shè)計(jì)手冊(cè) 的時(shí)間 為 了用戶的使用 方便 用戶可 以選擇不采用默認(rèn)值 只需把圖4 中復(fù)選 框控件前的勾去 掉 默 認(rèn) 是被 選 上 去 掉 以后 就 可以激活芯棒其 他 參 數(shù) 的 輸 入 框 用戶可以根 據(jù)輸入框標(biāo)題的 提