Костная фреза

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 51)5 А 61 В 17/16 ЕНИЯ утого по длине внутренней поизобретения: асположены на аждой из котосо смешением ы, а соотношелиний противоавляет 1,5-.1,7. СССР989. ения хирургичедля изготовлеГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетел ьсМ 1690711, кл. А 61 В 17/(57) Назначение: для провеских операций, в частнос Изобретение относится к области медицины, а именно к инструментам для проведения хирургических операций, в частности для изготовления в кости сквозного, замкнутого по длине, паза или для выполнения на ее наружной поверхности скоса,Известная костная фрезэ содержит рабочую часть с центральным отверстием и с группами из двух рядов режущих и одного зачистного зубьев, расположенных по длине рабочей части и по винтовой линии. Каждый из зубьев содержит вставные режущие кромки треугольного для режущих и сплошного для зачистных профилей, причем чередующиеся через один зубья группы расположены по винтовой линии в направлении, противоположном направлению подъема винтовых линий смежных зубьев. В местах сопряжений передней и задней поверхностей каждого зуба изготовлены соединенные с центральным отверстием радиальные отверстия, служащие для отвода стружки.Недостатками известной костной фреэы являются следующие, Так, на поверхности кости после обработки имеются следы повреждений (пересекающиеся бороздки, мелкая "зыбь", рифления), природа возникновения которых в дополнительных вибрания в кости сквозного. замк паза или выполнения на ее верхности скоса, Сущност треугольные зубья фреэы р ее корпусе в виде групп, в к рых зубья размещены в ряда на половину своей величин ние углов наклона винтовых положных направлений сост 1 з.п.ф-лы, 3 ил,ционных нагрузках, принимающих порой большие значения. При одинаковых углах наклонов винтовых линий расположения зубьев костная ткань оказывает равнозначное сопротивление проникновению в них режущих зубьев и даже при малейших вариациях условий резания (иэ-за имеющих место пустот и пор в тканях, или, наоборот, включений повышенной твердости) образующаяся дополнительная дестабилизирующая динамическая нагрузка. не компенсируется.Конструкция известной костной фрезы такова, что каждый ее зуб испытывает большие нагрузки, в результате чего в зоне резания образуется значительное дополнительное тепловыделение, выделяющееся в стружку, фрезу, окружающую среду и в костную ткань,Наличие небольших по диаметру отверстий для отвода стружки неэффективно, поскольку из-за малой площади сечения отверстий происходит быстрое "забивание" их костной стружкой, а не попавшая в центральный канал стружка заполняет все свободное пространство на передней поверхности каждого зуба, попадает и на заднюю поверхность каждого зуба и, защемляясь между ней и стенками костногоканала, вызывает дополнительный травматизм костных. тканей.Целью изобретения является обеспечение виброустойчивости обработки костнойткани и снижение трения резания.Поставленная цель достигается тем, чтов костной фрезетреугольные зубья в каждойгруппе расположены соосно друг другу,причем основания зубьев в средних рядахравны шагам этих рядов, а основания зубьев в крайних рядах выполнены меньшимиоснований зубьев средних рядов, при этомзубья каждой группы выполнены с равнымишагами, смещенными относительно другдруга на половину своей величины, соотношение углов наклонов винтовых линий противоположного направления составляет1,5-1,7, а полости для отвода стружки выполнены в виде вытянутых прорезей, ориентированных вдоль винтовых линий. Приэтом, основания зубьев средних рядов превышают основания зубьев крайних рядов вдва раза,Заявляемая костная фреза отличаетсяот изобретения формой режущих зубьев, ихрасположением друг относительно друга,соотношением углов наклонов винтовых линий расположения зубьев, а также формойполости для отвода стружки. Таким образом, заявляемая костная фреза соответствует критерию "новизна".На фиг.1 изображена аксонометрическая проекция предлагаемой костной фрезы; на фиг.2 - развертка рабочей частифрезы; на фиг.3 - схематичное изображениеприпуска, снимаемого зубьями одной группыКостная фреза имеет рабочую часть сдвумя группами зубьев, в каждую из которых входят по два режущих зуба (1 и 2 длягруппыи 4 и 5 для группы ) и по одномузачистному зубу (зуб 3 группыи зуб 6группы ). Каждый режущий зуб (1,2,3 и 4)представляет собой ряд зубьев треугольного профиля.Треугольные зубья внутри одной группы расположены соосно друг другу такимобразом, что основания зубьев в среднихРядах(ряд зубьев с площадью среза Е 2) равны Я (Я - шаг зубьев данного ряда), а основания зубьев в крайних рядах (ряд зубьев сплощаДью среза Е 1) выполнены меньшимиоснований зубьев средних рядов и равныЯй.Зубья каждого ряда выполнены с равными шагами Я, однако зубья среднего рядасмещены относительно зубьев крайнего ряда на Я/2.Крайний ряд зубьев 1 оставляет на поверхности кости след обработки в виде ряда симметричных треугольников высотой Н иуглом при вершине а 1, а следующий за нимсредний ряд зубьев 2 той же группы оставляет на поверхности кости поверх предыдущего следа новый след обработки в видесоосно с первыми расположенных симметричных треугольников высотой Н и угломпри вершине Щ (а 2а 1), Таким образом,профили режущих зубьев двух рядов одной"0 группы дополняют друг друга до полноготреугольного профиля с основанием Я и высотой Н, фиг.3.Площади следов срезов ряда зубьев 1"5 площади Е Д полного треугольника, который они дополняют:Е 1= Е 2 -ЕД12Все ряды режущих зубьев располагаются по длине рабочей части фрезы повинтовой линии таким образом, что чередующиеся через один зубья (например, нечетные 1, 3 и 5) располагаются по винтовойлинии одного направления подьема и с одним углом Ь наклона винтовой линии, а находящиеся в промежутке между ними зубья(например, четные 2,4 и 6) располагаются нарабочей части фреэы по винтовой линиипротивоположного, по отношению к первому, направлению с углом Й 2 наклона винтовой линии, Соотношение углов наклоноввинтовых линий противоположного направления составляет А 2 М 1 = 1,5-1,7,Рабочая часть фрезы имеет центральное отверстие 7, а каждый ее зуб образованпересечением передней и задней поверхностей и содержит вставные режущие кромки8. Хвостовик 9 выполнен отдельно от рабочей части и связан с ней неразьемной прессовой посадкой, либо стыковой сваркой.Зачистные зубья 3 и 6 обеих групп имеют прямоугольный профиль, в процессе резания производят дополнительноеуглубление в кости высотой Ь Н и оставляютслед в виде прямоугольника.Полости для отвода стружки иэ эонырезания выполнены в виде протяженных подлине замкнутых винтовых канавок 10, ориентированных в направлении винтовой линии своего зуба,Хвостовик 9 изготовлен из стали 45 или40 Х по ГОСТ 1050-74, корпус 1 - иэ медиразличных марок по ГОСТ 859-78, а вставные кромки 8 - из инструментальной быстрорежущэй стали Р 6 М 5 или Р 9 К 10 по ГОСТ19265-73, либо твердосплавных пластин марок Т 15 К 6.Костной фрезой пользуются следующимобразом.1794448 10 15 20 30 35 Фрезе сообщают вращение от привода (не показан) и вводят в контакт с обрабатываемой поверхностью кости, Для установки фрезы на полную глубину резания она получает движение в направлении, нормальном срезаемому припуску. Вследствие расположения рядов зубьев рабочей части по винтовой линии различного направления происходит плавное, без вибраций врезание фрезы в обрабатываемую костную ткань, а из-за различных величин углов наклонов винтовых линий ( л,1 ФА 2) фактические следы припусков режущих зубьев одной группы имеют разновысотные треугольные профили, Аналогичные следы оставляют режущие зубья другой группы. В целом же происходит "выравнивание" следов припусков и, соответственно, нагрузки на режущие зубья рабочей части фрезы, фиг.,3,Таким образом, реализация рабочей части в виде групп зубьев, располагаемых по длине рабочей части по разнонаправленным винтовым линиям с различными углами наклона, позволили создать чередующуюся по величине нагрузку на зубья как в пределах одной группы зубьев, так и между группами зубьев с "усредненным", незначительным по величине, значением нагрузки на каждый. зуб.Возникающие дестабилизирующие возмущающие воздействия из-за неизбежФормула изобретения 1. Костная фреза, содержащая выполненную из материала с высокой теп лап ровадимостью рабочую часть с расположенными вдоль оси па винтовой линии группами зубьев, составляющими в поперечном направлении четное число и снабженными вставными режущими зле ментами, передние и задние поверхности которых у чередующихся зубьев выполнены па винтовой линии противоположного друг другу направления, хвоставик и полости для отвода стружки в виде осевого и сообщаю щихся с осевым радиальных отверстий, а тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения виброустойчивости обработки костной ткани и снижения трения резания,55 най неоднородности условий резания (неоднородности костной ткани, разброса режущих свойств и др,) полностью компенсируются предлагаемой схемой резания.Аналогичным образом "усредняются" (взаимно уравновешиваются) и осевые нагрузки, дейСтвующие разнонаправленно на зубья с различным направлением винтовых линий и являющиеся различными по величине из-за различных углов наклона винтовых линий.Выделяющееся при резании тепло отводится из зоны резания, в том числе, и в корпус фрезы, Из-за высокой теплопроводности его материала оно беспрепятственно отводится далее в хвостовик 9,Образующаяся при резании костная стружка, перемещаясь па передней поверхности, беспрепятственно попадает в протяженные замкнутые винтовые канавки 10 и далее в центральное отверстие 7, Значительные размеры канавок не позволяют стружке скапливаться в зоне резания.Выполнение конструктивно самостоятельными основных деталей фрезы - хвастовика, рабочей части, вставок, упростило и удешевило конструкцию. При минимальных расходах на материал наблюдается высокая эффективность в работе -интенсивный теплоотвод из зоны резания ивысокая виброустойчивость. Фреза прошлаклинические испытания,треугольные зубья в каждой группе расположены в рядах соосно друг с другом, причем основания зубьев в средних рядах равны шагам этих рядов, а основания зубьев в крайних рядах выполнены меньшими оснований зубьев средних рядов, при атом зубья каждой группы выполнены с равными шагами, смещенными относительно друг друга на половину своей величины, соотношение углов наклонов винтовь 1 х линий противоположного направления составляет 1,5 - 1,7, а полости для отвода стружки выполнены в виде вытянутых прорезей, ориентированных вдоль винтовых линий.2. Фреза по и 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что основания зубьев средних рядов превышают основания зубьев крайних рядов в два раза,1794448Фиг,5Составитель Ж,Кадыровктор В.Трубченко . Техред М,Моргентал . Корректор Н.Слободяни каз 382 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,.101