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新鲜尸体股骨干钻削进给力与扭矩的测试研究
目的：采集新鲜尸体股骨干不同骨质层和骨段的钻削进给力与扭矩数据，为骨科虚拟现实手术系统钻削力反馈信号的输出提供特性依据。方法：改装万能材料试验机和手持可调速电钻（钻头直径d=Φ4.5、Φ5.0、Φ5.5mm）构建生物组织机械性能参数采集系统，分别以n＝500r/min、800r/min、1200r/min电钻转速和v＝10mm/min、20mm/min、30mm/min进给速度采集9具新鲜尸体股骨干405个标记点的钻削进给力F与扭矩M，分析其变化特性与相应组织和部位的关系。结果：新鲜尸体股骨干的钻削进给力F与扭矩M大小波动范围分别为26.47-68.29N与0.11-1.81N×m；当d＝4.5mm、v＝10mm/min、n＝1200r/min时，钻削进给力小 min＝31.8N；当d＝4.5mm、v＝10mm/min、n＝500r/min时，钻削扭矩小 min＝0.14N×m；当d＝5.5mm、v＝30mm/min、n＝500r/min时，钻削进给力大 max＝65.95N；当d＝5.5mm、v＝30mm/min、n＝1200r/min时，钻削扭矩大 max＝1.74N×m。骨骼钻削进给力及扭矩与电钻转速、进给速度、钻头直径、骨骼密度关系密切，其中电钻转速越小、进给速度越大、钻头直径越大、骨骼密度越密，骨骼钻削进给力越大，反之越小；电钻转速越大、进给速度越大、钻头直径越大、骨骼密度越密，骨骼钻削扭矩越大，反之越小。结论：本实验所获新鲜尸体股骨干钻削进给力与扭矩数据及其变化趋势，可为虚拟骨科手术系统力反馈输出信号设置提供依据。
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测试新鲜猪股骨干钻削进给力
目的 采集新鲜猪股骨干不同骨质层和骨段的钻削进给力数据,为骨科虚拟现实手术系统钻削力反馈信号的输出提供依据.方法 改装万能材料试验机和手持可调速电钻(φ5.0 mm钻头),构建生物骨骼钻削性能参数采集系统,分别以转速n =500,800,1 200 r/min和进给速度v=30,50,70 mm/min采集6具新鲜成熟猪股骨干162个标记点的钻削进给力f,分析其与相应组织和部位的关系.结果 新鲜猪股骨干同一标记点双侧骨皮质处进给力大(fmax=103.63 ～142.59 N),髓腔处小(接近于0),股骨干中段进给力(f4,5,6=124.69N)较两端(f1,2,3,7,8,9=121.84 N)大;当v=30 mm/min、n=1 200 r/min时,钻削进给力小(fmin=106.04N);当v=70 mm/min、n=500 r/min时,钻削进给力大(fmax=139.84 N).结论 改装的生物骨骼切削性能参数采集系统能有效采集生物骨骼的钻削进给力数据;骨骼钻削进给力与骨质的组织结构、电钻转速及进给速度有密切关系,其中骨质结构越密、电钻转速越小、进给速度越大,骨骼钻削进给力越大,反之越小.实验所获得新鲜猪股骨干钻削进给力数据及其变化趋势,可为虚拟骨科手术系统力反馈输出信号设置提供依据.
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微量润滑冷却与涂层刀具结合的切削试验研究
随着环保要求的不断提高,传统浇注式冷却润滑切削已越来越受到限制,干式切削的应用得到了发展,但目前普遍推广仍存在一定的困难,使涂层刀具的切削性能优势也难以充分发挥.本文用气泡雾化MQCL系统,与涂层M2高速钢刀具结合进行切削试验.结果 表明,气泡雾化MQCL是提高涂层刀具切削性能的一条有效途径,应用前景广阔.
