一体化义齿立体雕刻机的研发

董长安 闫占辉 王丽娟 周立林 孙一飞

1 问题的提出

义齿即假牙，是牙科用来修复口腔残损、缺失的牙齿；传统义齿加工一般在义齿制作的材质基盘上进行，加工时一次只能加工一个端面，加工另一侧的材质基盘时，需要人为进行翻面；此种方法制作全义齿时，加工速度和精度有所影响，还增加加工工时和义齿调试时间；加工精度的降低，会直接影响患者佩戴义齿的舒适度。

2 一体化义齿立体雕刻机的结构

一种义齿立体雕刻机，它包括：本体、加工支架行走装置、万向加工支架、刀架行走装置、雕刻装置、控制端。如图1 所示。

图1 义齿立体雕刻机的总体结构

本体两侧均设有侧板，控制端设在本体的一侧侧板上，加工支架行走装置固定在本体一侧的侧板上，加工支架行走装置中设有径向移动装置，万向加工支架固定在径向移动装置上，万向加工支架通过径向移动装置在加工支架行走装置上径向移动。

万向加工支架包括：倾转驱动装置、外倾转支架、内倾转支架。倾转驱动装置分为外支架倾转驱动装置和内支架倾转驱动装置，外倾转支架为半圆环形架，其半圆环形架的中部外侧中部通过外支架倾转驱动装置径向移动装置连接；内支架倾转驱动装置一端轴接在外倾转支架的一端。内支架倾转驱动装置的另一端通过内支架倾转驱动装置与外倾转支架的另一端连接。内倾转支架内侧还设有基盘托。义齿加工基盘固定在基盘托中。

刀架行走装置的两端固定在本体两侧的侧板上方。刀架行走装置中设有横向移动装置，雕刻装置固定在横向移动装置上；雕刻装置通过横向移动装置在刀架行走装置横向移动。雕刻装置包括：雕刻刀架、雕刻电机、雕刻头固定部、雕刻刀、刀架升降装置、刀架拖链。

刀架升降装置包括升降雕刻刀架和雕刻电机等。雕刻电机固定在雕刻刀架前端，雕刻头固定部固定在雕刻电机下方，雕刻刀固定在雕刻头固定部中。

倾转驱动装置包括装置本体、倾转驱动电机、变速齿轮轴、弹簧架、电磁推杆、倾转蜗轮蜗杆组件。倾转驱动电机固定在变速齿轮轴一侧，弹簧架固定在变速齿轮轴的另一侧；弹簧架上设有弹簧，弹簧一端抵在弹簧架上，弹簧另一端抵在高速齿轮上；变速齿轮轴的轴杆两端还分别固定高速齿轮和低速齿轮；变速齿轮轴中部还轴接有变速拨片；的电磁推杆底座固定在装置本体上；电磁推杆中设有电磁拨动杆；电磁拨动杆顶端固定在变速拨片上；倾转蜗轮蜗杆组件为蜗轮蜗杆传动，倾转蜗轮蜗杆组件中设有的蜗杆两端设有低速齿轮和高速齿轮。如图2 所示。

图2 义齿立体雕刻机的倾转驱动装置的低速档位

外倾转支架上的圆心在花键轴的轴心线上；内倾转支架的销轴与花键轴的轴心线重合，且内倾转支架的圆心在轴栓与花键轴重合的轴心线上；外支架倾转驱动装置能控制外倾转支架顺时针和逆时针旋转0～240°；内倾转支架能控制内支架倾转驱动装置顺时针和逆时针旋转0～75°。

加工支架行走装置中还设有拖链，拖链上设有外倾转控制线缆；控制端通过外倾转控制线缆与外倾转支架连接；控制端通过内倾转控制线缆与内支架倾转驱动装置连接；刀架行走装置中设有拖链；雕刻装置中设有刀架拖链；雕刻控制线缆固定在拖链与刀架拖链上；控制端通过雕刻控制线缆与雕刻电机、刀架升降装置连接。如图3 所示。

图3 义齿立体雕刻机的雕刻刀架

3 结束语

一种义齿立体雕刻机，其控制端与义齿加工的电脑相连接；将需要加工义齿的义齿加工基盘固定在基盘托上；通过义齿3D 建模软件，将加工数据传给义齿立体雕刻机；万向加工支架通过径向移动装置在加工支架行走装置上径向移动；雕刻装置通过横向移动装置在刀架行走装置横向移动；雕刻刀能刀架行走装置升降；万向加工支架上的基盘托能横向顺时针和逆时针旋转0-75°和纵向顺时针和逆时针旋转0-240°；万向加工支架3 的径向移动、雕刻刀的升降和/或横向移动；实现对义齿加工基盘8 盘面360°的加工，加工效率和加工精度高。实现了等比例的牙根、牙冠一体化义齿立体雕刻制造。