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(jìn)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(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)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(guò)力反饋工作臺(tái)仿真人的觸覺(jué)，讓接受培訓(xùn)的醫(yī)師感覺(jué)就像在做真實(shí)的手術(shù)一樣，能夠反復(fù)操作實(shí)踐，進(jìn)而加強(qiáng)受訓(xùn)醫(yī)生的手術(shù)能力，使手術(shù)的成功率大大提升?；谶@兩點(diǎn)，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(guò)程

2、中軸向力及扭矩的變化，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)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(jìn)行參數(shù)化研究，并得到軸向力和扭矩的預(yù)報(bào)模型。其主要研究?jī)?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(shuō)明鉆削原理，并對(duì)皮質(zhì)骨鉆削過(guò)程進(jìn)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(duì)微織構(gòu)麻花鉆鉆削皮質(zhì)骨的過(guò)程進(jìn)行仿真，探究皮質(zhì)骨鉆削過(guò)程中的應(yīng)力分布和軸向力、扭矩的變化趨勢(shì)。
　　

3、2、激光加工技術(shù)研究及微織構(gòu)刀具制備。進(jìn)行激光加工試驗(yàn)，并對(duì)激光加工試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，即打標(biāo)次數(shù)、脈沖頻率、輸出功率對(duì)微織構(gòu)深度及直徑的影響，還利用 Matlab對(duì)試驗(yàn)值進(jìn)行簡(jiǎn)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(jì)皮質(zhì)骨鉆削試驗(yàn)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(yàn)研究及仿真模型驗(yàn)證。設(shè)計(jì)新鮮豬股骨干的鉆削試驗(yàn)，用Kistler9257B三向測(cè)力儀記錄檢測(cè)皮