骨钻削是外科手术中常用的手术方式,但过高的钻削温度容易引起骨的热坏死,影响手术成功率和骨的术后恢复。为了降低骨钻削时的温度,减少热损伤,需要找到一种新的钻骨方法。超声技术作为一种学科交叉技术,广泛应用于工业、医疗等方面,将传统的机械加工与超声技术相结合后,在金属的切削方面已经取得了意想不到的效果。本文在皮质骨的钻削中引入了超声技术,研究在超声作用下的皮质骨钻削温度变化。研究的主要方面如下:(1)在传统钻削的基础上,分析了超声振动辅助钻削的加工过程,通过切削热的产生与传散理论,研究了超声振动辅助钻削中钻削温度的产生与变化机理,并分析了切削用量、振动参数和切削液对钻削温度的影响。(2)设计并进行了单因素试验,比较了相同钻削参数下超声振动辅助钻削和传统钻削皮质骨中的钻削温度,分析了主轴转速和进给速度对两种钻削模式中钻削温度的作用效果,并研究了两个振动参数对超声振动辅助钻削皮质骨温度的影响规律。(3)基于UG二次开发功能建立了麻花钻的参数化建模系统,基于逆向工程和CT扫描技术建立了皮质骨的三维模型,利用ABAQUS构建了超声振动辅助钻削皮质骨的仿真模型。(4)设计并进行了基于ABAQUS的仿真试验,对仿真试验数据进行多元线性回归分析,得到了超声振动辅助钻削皮质骨中钻削温度关于钻削参数和振动参数的预测模型,并以降低钻削温度和提高钻削效率为目标,通过粒子群法对各参数进行了优化。