随着医疗技术的不断进步,人们在手术可以达到治疗效果的基础上开始注重如何对病人的伤害减到最小,恢复期变得更短。骨钻削在外科手术中扮演着非常重要的角色。在钻孔过程中由于不合理的钻削参数极易导致热损伤甚至骨坏死及骨强度的变化。研究表明,超声振动钻削可以有效的减小钻削哦轴向力,降低钻削温度。因此,本文将超声振动钻削技术应用到骨钻削当中。并根据骨结构的特性,改用三尖钻作为钻削刀具进行了试验研究。通过灰色关联度确定影响轴向力及钻削热的参数,并设计单因素试验,通过生物指标的测定来判定钻削条件对骨钻削质量的影响及规律。具体研究内容如下:(1)分析了超声振动钻削的运动学特性,从力学角度和几何角度分析了断屑的原因。并通过理论分析解释了超声振动辅助钻削可以减小轴向力、降低钻削温度、提高钻孔质量的原因。并对三尖钻的钻削形式进行了分析。(2)超声振动麻花钻钻削(UACD)和超声振动三尖钻钻削(UATD)的试验通过对轴向力、入口处最大温度、钻孔直径精度、孔内壁表面粗糙度进行比较。确定三尖钻的钻削效果确实优于麻花钻的钻削效果。且证明三尖钻比麻花钻有更好的定心效果。(3)建立了超声振动辅助三尖钻钻削试验平台,通过灰色关联度分析探究主轴转速、进给量、振幅、振动频率分别与轴向力和入口处平均温度之间的关联度。(4)通过控制有无超声振动和不同进给量条件,制取皮质骨试件。并对皮质骨试件进行三点弯曲试验,通过研究三点弯曲试验测得的不同钻削及振动条件下的载荷与挠度变化规律,从而研究皮质骨试件钻孔区骨组织强度的变化规律。(5)通过控制有无超声振动和不同振动频率条件,制取皮质骨试件。并对皮质骨试件进行组织病理学分析,通过组织病理学分析不同条件下的骨组织热损伤规律。