在骨科手术中,往往需要对骨骼进行钻孔。在骨外科手术过程中一般都使用高速医用骨钻,因此可能会产生大量切削热引起周围组织温度升高,一旦温度超过47℃,骨组织就开始坏死。同时手术钻削效果对于提高手术质量,减轻病人出血至关重要。因此如何降低骨温升和钻削力对病人的伤害,成为医用骨钻器械研究的热点。本文提出的扭转振动骨钻,可以有效地解决上述问题。本文的主要创新性研究成果为:1.通过对振动钻削的研究,设计并成功研制了扭转振动骨钻样机,并且设计了一套扭振骨钻的控制系统,实现骨钻的智能化控制。2.对扭振骨钻样机建立了扭振平台模型,通过对模型的动力学分析和振动测试实验以及仿真,验证了扭振骨钻样机实现扭转振动的可行性。3.搭建了实验平台,研究了钻削速度、进给速度和激振频率对钻削轴向力、扭矩和钻削温度的影响,观察了骨钻孔表面加工质量。结果表明随着主轴转速增大,轴向力和扭矩逐渐变小,骨温升逐渐变大;随着进给速度的逐渐增大,轴向力和扭矩逐渐增大,骨温升逐渐减小;随着激振频率的增加,轴向力、扭矩和骨温升都逐渐减小;振动骨钻相比于普通骨钻能获得更好的骨钻孔表面加工质量。