骨組織磨削特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來,隨著各種骨組織疾病如骨質(zhì)增生、骨關(guān)節(jié)炎、骨頭萎縮或壞死、骨癌和骨折等骨病患者日益增多,對(duì)骨外科手術(shù)提出了越來越高的要求。在這些骨外科手術(shù)過程中,一些傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法如鉆削、鋸削、銑削等切削加工方法已被廣泛用于骨外科手術(shù)中。磨削作為一種傳統(tǒng)的精密加工方法,近年來越來越多的被用于骨外科手術(shù)中對(duì)骨組織的去除,如利用線鋸或微小球形磨頭等磨削方式實(shí)現(xiàn)對(duì)骨組織的材料去除。隨著磨削技術(shù)在骨外科手術(shù)中應(yīng)用的增多,對(duì)骨組織這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜且各向異性

2、的生物組織材料磨削機(jī)理的研究顯得十分必要。基于此本論文對(duì)骨組織磨削時(shí)的磨削力、磨削溫度和砂輪堵塞等問題進(jìn)行了深入系統(tǒng)地研究;討論了磨削工藝參數(shù)對(duì)磨削力、磨削溫度及砂輪堵塞的影響規(guī)律,揭示了骨組織磨削砂輪堵塞機(jī)理;為控制和優(yōu)化磨削工藝參數(shù),減小骨組織磨削損傷,提高手術(shù)質(zhì)量提供了指導(dǎo)依據(jù)。本文所做的工作主要包括:
　　(1)對(duì)密質(zhì)骨的組織成分、結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能進(jìn)行了分析總結(jié),并對(duì)骨組織的硬度和壓縮強(qiáng)度進(jìn)行了測試,骨組織三個(gè)方向的維氏硬度

3、(HV)分別為:截面49.38,側(cè)面47.436,表面43.926,骨組織三個(gè)方向的抗壓強(qiáng)度分別為:軸向98.07MPa,切向136.67MPa,徑向163.50MPa。
　　(2)研究了磨削參數(shù)對(duì)磨削力的影響規(guī)律,在骨組織磨削過程中,磨削力隨著磨削深度和工作臺(tái)速度的增大而增大,隨著砂輪速度和磨粒粒徑的增大而減小;在其它磨削條件相同情況下,金剛石砂輪磨削力比氧化鋁砂輪磨削力要小得多;骨組織三個(gè)不同方面的磨削力:截面磨削力最大,側(cè)面

4、磨削力次之,表面磨削力最小。
　　(3)研究了磨削參數(shù)對(duì)磨削溫度的影響規(guī)律,在骨組織磨削過程中,磨削溫度隨著磨削深度和砂輪速度的增大而增大,在其他磨削條件相同情況下,金剛石砂輪磨削時(shí)的磨削溫度比氧化鋁砂輪磨削時(shí)的磨削溫度要小得多。
　　(4)揭示了骨組織磨削砂輪堵塞機(jī)理,因骨組織中含有一定量的多糖蛋白,在磨削過程中骨組織磨屑在較高的磨削溫度和擠壓應(yīng)力作用下很容易粘附在砂輪表面形成砂輪堵塞;研究了磨削參數(shù)對(duì)砂輪堵塞的影響規(guī)律,