题目：骨骼振动钻削中振动参数对切削热的影响研究

 

随着我国经济社会的发展，高能量事故导致的骨折等骨创伤发病率日益升高，作为骨科手术中最基本、最常见的手术操作方式之一，骨钻削技术越来越受到人们的关注，被广泛的应用于骨科及颅颌面外科手术中。在骨钻削过程中会产生大量的切削热，对骨骼造成不可逆的热损伤，热损伤会导致骨坏疽甚至引发骨髓炎，这不仅会影响术后恢复还会直接影响手术效果。因此研究骨骼钻削中切削热的影响因素及其传导规律，寻找一种有效降低切削热的手段具有很大的应用前景。

振动钻削是一种新型钻削方式，主要是通过在钻削过程中给钻头或工件附加轴向的有规律振动来实现的。同时，大量实验结果也证明：通过附加振动而带来的脉冲作用能显著降低钻削过程中的切削热。本论文将振动钻削引入到骨钻削中，通过实验研究和有限元分析相结合的方法研究骨骼振动钻削中振动参数对切削热的影响。实验中采用振动钻削的方式对牛骨样本进行钻孔并测量钻削后钻孔的温度，通过与传统钻削的实验结果对比，验证了振动钻削能够显著地降低骨骼切削热，并发现随振幅和频率增加，振动钻削的切削热会随之降低。本文还建立了骨骼振动钻削中切削热传导的有限元模型，对振动钻削和传统钻削两种钻削方式中钻头对钻孔温度的热传导过程进行了模拟计算，结果显示：在低频率（小于100Hz）的振动下，振动频率对切削热的影响不是特别明显。频率一定时，钻孔底部的温度受振幅的影响比较显著，且温度随振幅的增加而降低，但钻孔上侧内壁温度分布受振幅的影响不显著。通过本研究可以为骨骼振动钻削中切削参数的优化提供基础，也可以为今后的相关研究提供一定的理论依据。