电解磨削加工注射器针尖工艺研究及质量评价

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一次性无菌注射器以其诸多优势,广泛应用于医疗领域。然而目前实际生产中,采用传统机械磨削方法,很难在一步工序中加工得到符合质量要求的无毛刺针尖,需要进一步的去毛刺后处理。多步工序涉及到工位转换和配合,大大制约了注射器针尖的生产效率。此外,对于注射器针尖加工质量,多采用显微镜下人工目视抽检的方法检测评价,仍未有一套统一的评价标准,人工检测方法同时也制约了检测效率。因此,实现注射器针尖无毛刺加工和自动化检测具有极大的研究意义和应用价值。电解磨削加工(Electrochemical Grinding,ECG)是一种电化学机械复合加工技术,由于其电化学腐蚀作用与机械作用相结合的加工机理,该工艺具有磨削力小、加工表面质量好等优点,被广泛应用于表面质量改善和弱刚性薄壁工件的加工等领域。本文在分析电解磨削工艺原理和特点的基础上,发挥其工艺优势,将该工艺应用于一次性注射器针尖的无毛刺磨削加工,依据针尖的加工需求对该工艺进行研究。首先本文设计搭建出一套适用于电解磨削针尖的加工装置,并基于S304在Na NO3复合电解液中的阳极极化特性和加工效果,选配出(250g Na NO3+30g Na Cl)/L溶液作为S304针尖加工的电解液。继而本文通过工艺试验的方式,探究了加工电压、进给速度、切削深度、电源频率及占空比等主要加工参数对电解磨削加工注射器针尖质量的影响规律,在加工电压9V、进给速度0.5mm/s、切深40μm的条件下,实现了S304注射器针尖的无毛刺加工。相较于传统机械磨削,本文所提出的加工方法有效克服了注射器针尖加工易产生毛刺这一大制约生产力的痛点,在实现无毛刺加工的同时,提高了针尖的生产效率。此外,本文基于机器视觉(Machine Vision),建立起一套评价针尖加工质量的计算机检测方法,从侧壁腐蚀程度、针尖毛刺缺陷程度两方面,以腐蚀区域长度、尖端毛刺长度、切面毛刺面积为检测量,定量评价了注射器针尖的加工质量,实现了注射器针尖质量的非接触、自动化质量评价。由检测结果,该方法可以准确描述实际的针尖加工质量,具有很高可靠性。该评价方法也被应用于工艺试验结果的评判,在统一评价标准的同时,大大减小了质量检测的工作量,为针尖的自动化检测和生产奠定了基础。
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