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临床实践表明,利用体外冲击波碎石机治疗肾结石是最理想的方法,目前国内以液电式冲击波式为主。反射杯是液电冲击波式碎石机的关键部件之一,其形状为半椭圆形面腔,所用材料为2Cr13,经锻造、切削加工与热处理及抛磨等工艺制造而成。液电冲击波通过反射杯表面的反射实现能量聚焦。反射体半椭圆面腔的精度与镜面质量是碎石质量的关键技术参数,其中镜面要求表面粗糙度Ra≤0.05μm,具有较高的曲线精度和镜面光洁度要求。 反射杯为易损件,需求量很大。目前,反射杯的制造主要以人工抛磨工艺为主,技术水平要求高、劳动强度大、抛磨效果不稳定、精度一致性差。本文针对半椭圆面腔反射杯的特殊要求和内曲面回转类工件抛磨难点,展开了反射杯砂带抛磨系统的研究,具有重要的社会意义和实际应用价值。论文主要研究内容如下: (1)对反射杯传统抛磨工艺进行研究。在人工抛磨领域专家的经验基础上,实现整体砂带抛磨机工艺参数选择,根据工艺参数要求设计并优化控制系统,保证抛磨质量; (2)通过查阅文献和实地考察,对各种形式抛磨机构进行了分析,针对异形内曲面回转类工件采用了长抛磨头接触轮插入式数控加工抛磨方法。提出砂带抛磨机设计方案,经分析比较选择最优方案。 (3)对抛磨头机构与装卡机构等关键部分进行设计,并建立相应的抛磨机三维模型;为避免因共振影响设备的加工精度,对抛磨头、装卡机构等关键部件进行模态分析。 (4)设计并搭建了进给运动与工件恒线速度转动的同步控制系统。其中,控制部分采用数控系统完成进给运动与砂带的转动,单片机控制反射杯工件进行恒线速度转动。 (5)完成了反射杯抛磨系统平台与控制系统样机的搭建。