0 引言

目前口腔修复用义齿的传统制造一般采用手工、铸造等加工方法，这些方法加工效率低下、工艺过程烦琐、周期长、精度低，无法满足义齿的高效加工需求和患者的个性化需求[1-2]。随着口腔修复CAD/CAM系统的引入，高速数控加工成了义齿制作的发展方向，数控加工具有精度高、周期短、直接成形、 人工参与程度低等特点， 在义齿修复领域得到了广泛应用。CAD/CAM方法制作义齿的材料主要有钛合金、氧化锆等高硬度加工材料。人的牙齿表面由沟、尖、窝等典型特征形态构成，采用一般数控技术加工类似人牙齿表面的薄壁件存在一些问题[3-4]。而运用高性能的高速加工机床，选用适合高速加工用的刀具，对义齿进行快速加工，其优势十分明显。在个性化数字建模的基础上，快速制作复杂牙齿的修复体，研发面向口腔修复专用的小型精密齿科修复数字化医疗设备的需求日益凸显。
本文基于义齿加工这一应用需求的分析，对义齿加工机床的传动系统、进给系统等关键结构进行了设计，研发出 了一款满足加工需求且结构新颖的五轴联动义齿雕铣机，其主轴转速为60 000 r/min，定位精度可达6 μm。
1 义齿雕铣机功能分析
本文所研究的义齿雕铣机主要用于加工医用的可切削陶瓷材料，加工出的陶瓷修复体经过高温烧结后可以直接给患 者佩戴。因为所需加工的修复体形状复杂，且上下两面均需加 工，所以本设计从义齿加工这一应用功能需求出发，研发了一 种3个移动轴（X轴、Y轴、Z轴）和2个旋转轴（A轴为夹具的旋转轴，B轴为料盘的摆动轴）联动的五轴义齿雕铣机，能自动、连续地加工出形状特异的义齿，如图1所示。五轴义齿雕铣机功能需求模型如图2所示。