基于微織構(gòu)刀具的皮質(zhì)骨鉆削力的研究.pdf

1、一方面，隨著仿生學(xué)與摩擦學(xué)的進一步結(jié)合，微織構(gòu)刀具的研究都能得出微織構(gòu)能改善刀具與切屑之間的摩擦狀態(tài)，減緩刀具摩擦磨損，改善已加工表面質(zhì)量，提升刀具壽命，在機械領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。另一方面，在虛擬手術(shù)系統(tǒng)中，受訓(xùn)者可以通過力反饋工作臺仿真人的觸覺，讓接受培訓(xùn)的醫(yī)師感覺就像在做真實的手術(shù)一樣，能夠反復(fù)操作實踐，進而加強受訓(xùn)醫(yī)生的手術(shù)能力，使手術(shù)的成功率大大提升。基于這兩點，本文將微織構(gòu)應(yīng)用于醫(yī)療麻花鉆表面，首先利用三維建模研究鉆削過程

2、中軸向力及扭矩的變化，并通過試驗驗證并加以修正皮質(zhì)骨鉆削仿真模型；然后將微織構(gòu)尺寸參數(shù)（微坑深度、微坑直徑、微坑間距）進行參數(shù)化研究，并得到軸向力和扭矩的預(yù)報模型。其主要研究內(nèi)容如下所示。
　　1、皮質(zhì)骨鉆削原理及構(gòu)建三維鉆削模型。詳細(xì)說明鉆削原理，并對皮質(zhì)骨鉆削過程進行階段劃分；建立皮質(zhì)骨與微織構(gòu)醫(yī)療麻花鉆的三維鉆削模型，對微織構(gòu)麻花鉆鉆削皮質(zhì)骨的過程進行仿真，探究皮質(zhì)骨鉆削過程中的應(yīng)力分布和軸向力、扭矩的變化趨勢。
　　

3、2、激光加工技術(shù)研究及微織構(gòu)刀具制備。進行激光加工試驗，并對激光加工試驗的結(jié)果進行分析，即打標(biāo)次數(shù)、脈沖頻率、輸出功率對微織構(gòu)深度及直徑的影響，還利用 Matlab對試驗值進行簡化，選用合理的方法，建立關(guān)于加工參數(shù)的目標(biāo)數(shù)學(xué)模型；最后設(shè)計皮質(zhì)骨鉆削試驗所需的特定參數(shù)的刀具，選用合理的加工工藝參數(shù)，制備微織構(gòu)醫(yī)療麻花鉆。
　　3、骨鉆削試驗研究及仿真模型驗證。設(shè)計新鮮豬股骨干的鉆削試驗，用Kistler9257B三向測力儀記錄檢測皮