論四方?jīng)_頭比菱形沖頭更適用于自攻螺釘方孔的沖方成型工藝研究

李濤?薛花?邊慧

摘要：我司內(nèi)固定鈦網(wǎng)板系統(tǒng)由純鈦材料制造的鈦網(wǎng)板、鈦鏈接板和Ti6Al4V材料制造的螺釘組成，用于重建、修復(fù)或固定外傷及其它原因所致的顱頜面骨的骨折或缺損的外科治療。實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)在植入鈦螺釘?shù)纳a(chǎn)中，對比其他螺釘?shù)纳a(chǎn)情況，方孔螺釘?shù)募庸に俣缺容^低，且廢品率較高。經(jīng)原因分析，主要問題是在使用的加工沖頭上，發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)方孔螺釘?shù)臅r候，沖方用的菱形沖頭存在一定的不足。經(jīng)與技術(shù)部溝通，采用方形沖頭，加工速度大大上升，成品率也得到大幅度的提高。本文主要闡述下方形沖頭在實際生產(chǎn)方孔螺釘中的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：沖頭;四方;菱形，自攻螺釘;沖方成型

一、前言

顱骨修補術(shù)是針對顱骨缺損而對其進行修補的一種腦外科常見的手術(shù)。由于外科創(chuàng)傷或開顱治療，顱腦術(shù)后往往留有顱骨缺損，當(dāng)缺損直徑大于3cm時，缺損處大氣壓使局部頭皮下陷，可能會導(dǎo)致顱內(nèi)壓的不平衡，患者常伴有頭暈、頭疼、怕響、怕震、站立時缺損處內(nèi)餡、垂頭時外膨等癥狀。為了滿足患者的正常生活需求，必須對患者進行骨缺損的修補[1]。目前臨床應(yīng)用最廣泛產(chǎn)品為鈦網(wǎng)板，鈦合金是最適合植入人體的金屬材料，生物相容性好，強度高，延展性佳，易于塑性。本公司內(nèi)固定鈦網(wǎng)板系統(tǒng)產(chǎn)品手術(shù)通過外科醫(yī)生實施操作，根據(jù)需要用規(guī)定數(shù)量的螺釘將一定面積的鈦網(wǎng)板或鈦鏈接板牢固于骨瓣或缺損的顱頜面骨表面，達到重建、修復(fù)或固定顱頜面骨的目的。如需取出修補產(chǎn)品，醫(yī)生可用專用螺絲刀依次反向旋出所有固定的螺釘。取出鈦網(wǎng)板，取出后的產(chǎn)品禁止再次使用，因而合適規(guī)格的螺釘及加工工藝起著非常重要的作用。

二、方孔自攻螺釘對沖頭的要求

我司生產(chǎn)螺釘所用的原材料為Ф4的鈦合金棒料，生產(chǎn)的螺釘基本尺寸≤Ф2。因此在沖方孔的時候需要比較精準(zhǔn)，沖壓成型，中心不偏軸。沖頭是合金材質(zhì)，足以進行沖方成型。目前使用過的沖方?jīng)_頭有兩種形狀：菱形和方形，兩種沖頭的實物如下圖1、圖2所示。

三、菱形沖頭和方形沖頭的橫切圖及工作原理：

沖頭的橫切面圖如下圖3所示。

圖3菱形沖頭旋轉(zhuǎn)示意圖

從上圖可以看出，菱形沖頭有兩個沖壓切點，要沖壓一個方形，還需進行二次沖壓;而四方?jīng)_頭有四個沖壓切點，一次性就可以沖壓形成方孔。在沖壓相同尺寸的方孔時，使用的菱形沖頭尺寸與方形沖頭尺寸兩者可以互相轉(zhuǎn)換。菱形沖頭的兩個切點的距離，與四方?jīng)_頭的對角切點距離等距。

使用菱形沖頭在沖壓方孔時，沖頭需要旋轉(zhuǎn)90?，然后180?后才能成型四方孔，如果孔比較深，就要進行多次的沖頭旋轉(zhuǎn)。菱形沖頭在經(jīng)過兩次沖壓后，才可以形成一次沖方。而四方?jīng)_頭在沖壓方孔時，不用旋轉(zhuǎn)，一次成型四方孔。

四、菱形沖頭與方形沖頭的本身優(yōu)缺點：

（一）菱形

（1）缺點：如圖3所示可以看到，在加工時旋轉(zhuǎn)沖頭，這種方式在相同單位時間內(nèi)，加工時間較長，對沖頭的耗損也增加了1倍。另外還有兩處弊端，a）由于不是一次成方孔，當(dāng)出現(xiàn)電壓突然不穩(wěn)時，可能會影響沖頭的進給量，造成沖壓而成的方孔深度面不在一平面，沖壓受力不均;b）沖頭的旋轉(zhuǎn)，對沖壓的穩(wěn)定性影響很大，移位偏差，無形中會對四方孔進行擴大尺寸的現(xiàn)象。

（2）優(yōu)點：單次沖壓速度快;受力點小;使用頻次長;可以沖多邊形。

（二）方形

（1）缺點：沖壓形狀固定;受力點大，單次沖壓時間長，易受損。

（2）優(yōu)點：沖壓穩(wěn)定，均勻;不變方向，不會造成移位偏差，尺寸型號專業(yè)。

五、方形沖頭實踐中產(chǎn)生的效益：

（一）精度提高：例如原用菱形沖頭沖出的四方孔尺寸在1.31-1.35mm之間，而現(xiàn)在四方?jīng)_頭沖出的四方孔尺寸在1.31-1.33mm之間，精準(zhǔn)度提高了0.02mm。

（二）產(chǎn)量增加：菱形沖頭加工方孔的用時為109秒（一個方孔要兩次沖壓），而四方?jīng)_頭的加工用時為102秒（一次沖壓），時間節(jié)約了7秒。假設(shè)單臺設(shè)備用菱形沖頭每天生產(chǎn)400件（16小時），現(xiàn)用方形沖頭每天就可以生產(chǎn)430件左右（16小時），月產(chǎn)量按22天計算，可由原來的8800件左右增加到9460件左右。

（三）節(jié)約成本：菱形沖頭一個班次要用2-3只，改進后方形沖頭一個班次用1-2只，一天兩個班次，每月按22天計算平均約節(jié)省44只左右，單只的含稅價在97元，大概要節(jié)約4000元。

由上述可見，四方?jīng)_頭在實際沖方中更適用，有利于增加效益?？萍荚诎l(fā)展，技術(shù)在改進，能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的沖頭加工相應(yīng)的工件，這是標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的普及的良好展現(xiàn)。

參考文獻：

[1]張威，楊家堯等，顱骨缺損修復(fù)術(shù)的國內(nèi)近況，中國冶金工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志1998年第15卷第3期.

通訊作者：

邊慧（1990-），女，漢，陜西西安人，碩士研究生，主要從事醫(yī)療器械行業(yè)材料研究方向。