收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

医用微型钻头的选区激光熔化成形工艺与钻削性能研究

陈冠宇  
【摘要】:医用微型钻头作为外科手术中最重要的医疗器械之一,对手术质量起着至关重要的作用。而现有的医用微型钻头制备技术普遍存在制备工艺复杂、加工难度大、生产成本高等问题。激光增材制造技术具有材料利用率高、流程短、自由成型制造和制造过程迅速等特点,可以有效地弥补现有医用微型钻头制备技术的不足。因此,本文研究了医用微型钻头的选区激光熔化成形工艺、磨削工艺和钻削性能。仿真研究了微型器件的选区激光熔化成形温度场,分析了激光功率和扫描速一度对温度场的影响规律。结果表明,粉末层最高温度、熔池最大半宽度和深度随着扫描速度的增加而减小,随着激光功率的增加而增大,实现了对特定熔池尺寸下的合理工艺参数范围的选择。研究了医用微型钻头的选区激光熔化成形工艺和精密磨削工艺。采用选区激光熔化技术制备出了医用微型钻头毛坯。对医用微型钻头毛坯进行了磨削加工,提出了后刀面磨削、横刃修磨和钻径磨削的新刃磨工艺,制备出了符合技术要求的直径为Φ3mm的医用微型钻头。仿真研究了医用微型钻头钻削皮质骨的钻削过程,分析了转速和进给速度对钻削温度和轴向钻削力的影响规律。结果表明,皮质骨钻削温度的最大值随着转速的增加而升高,随着进给速度的增加而降低;医用微型钻头的轴向钻削力在稳定阶段时的平均值随着转速的增加而减小,随着进给速度的增加而增大。选择了钻削皮质骨时的合理钻削参数范围。实验研究了医用微型钻头钻削皮质骨时的钻削性能,对钻削过程进行了分析。结果表明,整个钻削过程切屑排出顺畅,没有出现由于所制备的医用微型钻头未进行螺旋槽磨削加工而影响排屑的现象;当钻削用量为转速600r/min、进给速度40mm/min时,皮质骨的钻削温度最大值为43℃,医用微型钻头的轴向钻削力在稳定阶段时的平均值为41N,钻削温度和轴向钻削力的实验结果与仿真结果随钻削时间的变化趋势是一致的,实验结果与仿真结果的差别较小,验证了有限元仿真结果的有效性。研究了医用微型钻头的钻孔质量和钻头磨损情况。结果表明,医用微型钻头的钻孔质量较高,除了孔出口存在少量毛刺外,孔入口和孔壁都无明显的加工缺陷;医用微型钻头的主要失效形式是后刀面磨损和崩刃,越靠近主切削刃外缘磨损越严重,钻头后刀面的磨损机理是磨粒磨损。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 苏哩莉;胡亚辉;江汪彪;薛国彬;;基于各向异性皮质骨的钻削温度研究[J];工具技术;2017年02期
2 曹新峰;;薄壁钻钻削机理研究[J];科技风;2017年07期
3 张柏寿;刘长毅;;一种叠层结构钻削力预测模型的研究[J];机械制造与自动化;2017年04期
4 何玲;胡亚辉;孙建波;杨翠蕾;;基于有限元分析的皮质骨钻削力的研究[J];工具技术;2015年11期
5 胡福旭;李雷;高兴军;;复合材料钻削研究的现状与发展趋势[J];价值工程;2016年02期
6 王成勇;郑李娟;黄欣;李珊;廖冰淼;汤宏群;王冰;杨礼鹏;;印制电路板微孔机械钻削研究[J];印制电路信息;2015年03期
7 杨杰;田锡天;刘书暖;;钛合金超声振动钻削特性研究[J];航空制造技术;2015年15期
8 许琳琳;王成勇;江敏;何惠玉;陈灏;许琳莉;;面向康复的医疗手术中钻削力和钻削温度研究[J];工具技术;2014年07期
9 崔新霞;谭长均;;钻削机构与煤岩互作用系统耦合动力学研究[J];振动与冲击;2014年16期
10 梁艳芳;王春民;刘小建;;钻削参数对碳纤维复合材料孔壁表面粗糙度影响的研究[J];高科技纤维与应用;2013年01期
11 毕秀国;卜繁岭;;高锰钢钻削参数的试验研究[J];机床与液压;2012年07期
12 陈桂平;;钻削技术的研究[J];企业技术开发;2010年05期
13 于晓江;曹增强;蒋红宇;龚佑宏;朱春燕;;碳纤维增强复合材料结构钻削工艺[J];航空制造技术;2010年15期
14 杨毅欣;王成勇;秦哲;宋月贤;陈翰源;;医疗钻头钻削力和钻削温度的试验研究[J];机械设计与制造;2010年11期
15 刘东;陈志同;陈五一;顾卫东;;碳纤维复合材料高速钻削实验研究[J];工具技术;2009年07期
16 施志辉;刘刚;;应用于加工中心的钻削用量确定方法[J];工具技术;2009年07期
17 王盟;徐志鹏;杨晓红;;小批量倾斜小孔的钻削方法[J];金属加工(冷加工);2008年11期
18 孙路华,全燕鸣,钟文旺;碳纤维复合材料高速钻削力的研究[J];航天制造技术;2005年03期
19 马国亮,曹秋霞,赵建敏;麻花钻的受力状态对钻削稳定性的影响[J];工具技术;2005年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张国永;刘丽娟;邵华;申如国;许雄国;;高温合金和耐热钢骑缝孔钻削特性研究[A];2011年“天山重工杯”全国机电企业工艺年会暨第五届机械工业节能减排工艺技术研讨会论文集[C];2011年
2 李哲;张德远;姜兴刚;秦威;邵振宇;;钛合金旋转超声辅助钻削的钻削力和切屑研究[A];2016年全国超声加工技术研讨会论文集[C];2016年
3 蔡昆山;付圣林;;钛合金钻削和攻丝的工艺分析及研究[A];中国电子学会生产技术学分会机械加工专业委员会第八届学术年会论文集[C];2001年
4 田锡天;杨杰;池建昌;;超声振动钻削装置研发[A];第三届数控机床与自动化技术专家论坛论文集[C];2012年
5 邵振宇;彭振龙;李哲;姜兴刚;张德远;李少敏;耿大喜;;复钛叠层超声椭圆振动钻削实验研究[A];特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议论文集(摘要)[C];2017年
6 张平宽;王慧霖;;轴向振动钻削参数的调整研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
7 吴玉生;肖继明;李言;;D406A超高强度钢钻削条件的试验优选[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2004年
8 刘欢;宗伟;王景坡;陈建彬;;基于Abaqus的CFRP复合材料钻削临界力影响参数研究[A];航空装备维修技术及应用研讨会论文集[C];2015年
9 聂倩倩;梁志强;张素燕;周天丰;颜培;王西彬;;超声振动辅助微细钻削钛合金试验研究[A];2016年全国超声加工技术研讨会论文集[C];2016年
10 查慧婷;冯平法;张建富;;高体分SiCp/A1小直径孔旋转超声钻削的实验研究[A];2016年全国超声加工技术研讨会论文集[C];2016年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 骆彬;CFRP/Ti叠层界面区域钻削过程分析与层间缺陷抑制[D];西北工业大学;2016年
2 付饶;CFRP低损伤钻削制孔关键技术研究[D];大连理工大学;2017年
3 张厚江;碳纤维复合材料(CFRP)钻削加工技术的研究[D];北京航空航天大学;1998年
4 玛嘎拉;高速微孔钻床主轴系统及钻头的动态特性研究[D];吉林大学;2005年
5 曾伟民;旋转超声钻削先进陶瓷的基础研究[D];华侨大学;2006年
6 张好强;微细钻削刀具设计及微钻削机理研究[D];北京理工大学;2015年
7 崔亚新;基于双神经网络的微孔钻削在线监测研究[D];吉林大学;2012年
8 崔新霞;钻削式采煤机钻削系统振动特性研究[D];中国矿业大学;2014年
9 郑小虎;微细钻削铣削关键技术及应用基础研究[D];上海交通大学;2013年
10 齐振超;CFRP/金属叠层结构钻削力建模与分层控制方法研究[D];西北工业大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张迎信;碳纤维复合材料钻削加工仿真与实验研究[D];华北理工大学;2018年
2 杜兴泽;骨钻钻头刃形结构对钻削力与温度的影响研究[D];昆明理工大学;2018年
3 陈冠宇;医用微型钻头的选区激光熔化成形工艺与钻削性能研究[D];山东大学;2018年
4 雷鸣宇;用于高强度钢加工的钻头结构参数优化[D];西安工业大学;2018年
5 马未未;高强度钢钻削过程的加工仿真与实验研究[D];西安工业大学;2018年
6 郭大林;微织构内冷麻花钻高速钻削Ti6Al4V的试验研究[D];苏州大学;2018年
7 陈璐;碳纤维复合材料钻削振动分析与控制[D];福州大学;2015年
8 冷小龙;阶梯钻钻削CFRP/Ti6Al4V叠层板切削性能实验研究[D];湖南科技大学;2017年
9 孙素杰;SiCp/Al复合材料微孔钻削机理的数值模拟及试验研究[D];太原理工大学;2018年
10 陈春城;超声振动钻削皮质骨的研究[D];天津理工大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 太原市黄河供水有限公司 安润喜;不锈钢钻削加工性的改进[N];山西科技报;2005年
2 记者 路平 通讯员 胡轩;引领企业走上“快车道”[N];广东科技报;2010年
3 浙江 潘凌;自动切削过程中的断钻头信号检出程序[N];电子报;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978