骨钻孔是医学临床手术中一种常见的辅助治疗手段,普遍存在于创伤骨科、口腔科和整形外科中。现今骨科手术中已有使用超声辅助钻孔的手段,但多数仍是由外科医师手持电钻进行钻孔。钻孔表面质量是直接评价钻孔是否满足手术要求的指标。在骨科手术中,钻削参数的不恰当选择,会造成钻孔出现裂纹,孔口出现撕裂,影响病患的术后康复和诊疗成效,严重的甚至会造成再次伤害。骨材料是一种具有生物活性、类纤维增强特性的复合材料,同时具备生物材料和复合材料的双重特性。受其加工环境和材料特性的影响,骨材料钻削过程中钻削参数和刀具类型是影响钻削力、钻削温度以及钻孔质量的重要因素。本文从仿真试验和体外试验两个方面对骨材料钻孔质量做了研究,探究了钻削参数对骨钻孔表面质量的影响。首先建立了骨材料钻削过程有限元仿真模型并进行了仿真试验;其次搭建了钻削试验平台进行了钻削试验,并基于体外试验结果,对仿真试验模型进行了优化,检验了仿真模型的合理性;最后运用SPSS软件并基于最小二乘法建立了骨钻孔表面粗糙度的预测模型,并借助粒子群算法对骨材料钻削参数进行了优化。本文内容主要分为以下四个部分:（1）研究了骨材料的结构组成、材料特性、力学特性、热学特性以及骨材料的钻削加工特性。（2）借助有限元仿真ABAQUS建立了骨材料钻削过程的有限元仿真模型,并按照与体外试验相同的正交试验方案进行了仿真试验,得到了不同钻削参数条件下的应力、钻削力、钻削温度、孔口撕裂以及钻屑的分布结果。（3）搭建了骨材料体外钻削试验平台,以新鲜牛股骨替代人骨为试验材料,进行了三因素四水平正交试验,探究了不同钻削参数条件下孔口撕裂,钻孔表面粗糙度,钻削力,钻削温度,钻屑随加工参数的变化,计算了仿真试验与体外试验结果的误差,优化并验证了仿真模型的合理性。（4）结合体外试验数据,基于最小二乘法,借助SPSS软件建立了骨钻孔表面粗糙度预测模型,且检验了该预测模型的显著性。应用MATLAB软件,基于粒子群算法对钻削参数进行了优化,经试验检验,粒子群算法获得的结果在误差允许范围内,优化结果有效。