骨組織磨削特性實驗研究.pdf

1、近年來,隨著各種骨組織疾病如骨質(zhì)增生、骨關節(jié)炎、骨頭萎縮或壞死、骨癌和骨折等骨病患者日益增多,對骨外科手術提出了越來越高的要求。在這些骨外科手術過程中,一些傳統(tǒng)的機械加工方法如鉆削、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中對骨組織的去除,如利用線鋸或微小球形磨頭等磨削方式實現(xiàn)對骨組織的材料去除。隨著磨削技術在骨外科手術中應用的增多,對骨組織這種結構復雜且各向異性

2、的生物組織材料磨削機理的研究顯得十分必要?；诖吮菊撐膶墙M織磨削時的磨削力、磨削溫度和砂輪堵塞等問題進行了深入系統(tǒng)地研究;討論了磨削工藝參數(shù)對磨削力、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,提高手術質(zhì)量提供了指導依據(jù)。本文所做的工作主要包括:
　　(1)對密質(zhì)骨的組織成分、結構及力學性能進行了分析總結,并對骨組織的硬度和壓縮強度進行了測試,骨組織三個方向的維氏硬度

3、(HV)分別為:截面49.38,側(cè)面47.436,表面43.926,骨組織三個方向的抗壓強度分別為: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,金剛石砂輪磨削時的磨削溫度比氧化鋁砂輪磨削時的磨削溫度要小得多。
　　(4)揭示了骨組織磨削砂輪堵塞機理,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)對砂輪堵塞的影響規(guī)律,