机械工程学报

作者：王成勇, 陈志桦, 陈华伟, 宋清华, 任莹晖, 隋建波, 舒利明, 陈滨, 郑李娟

单位：1. 广东工业大学机电工程学院 广州 510006;2. 广东工业大学广东省微创手术器械设计与精密制造重点实验室 广州 510006;3. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院 北京 100191;4. 山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室 济南 250061;5. 湖南大学机械与运载工程学院 长沙 410082;6. 东京大学机械工程学院 东京 113-8656 日本;7. 南方医科大学南方医院创伤骨科 广州 510515

关键词：骨材料,切削机理,机械加工,能场加工,加工特征；

基金：国家自然科学基金（51735003，51475094，51805091）、广东省基础与应用基础研究重大（2019B030302010）、佛山仙湖实验室开放基金重点（XHT2020-010）和广东省自然科学基金（2018A030313713）资助项目。

生物骨材料是一种结构复杂的各向异性材料，其切削加工是外科手术中一项基础而关键的操作。骨材料的加工质量直接影响手术治疗效果、人工假体植入稳定性、以及术后康复时间。人体不同部位的骨材料的力学性能存在一定差异，手术器械种类繁多且操作不同，使骨材料的加工方式呈现多样化。在外科手术中，各类器械需要对骨材料进行高精度、高效率、低损伤的加工，其加工机理研究对提高手术器械的使用性能，手术治疗效果和康复效果具有重大意义。因此，从生物骨材料的基础力学与断裂力学等特性出发，阐述了包括钻、铣、磨、锯等机械加工方式以及超声、激光、和水射流等特种能场加工方式对骨材料的切除机理，分析了不同机械加工方式下的切削力与切削温度理论模型，特种能场的切除机理与加工特性，指出骨材料加工的发展现状以及目前存在的一些问题，提出了骨材料加工的主要研究重点。

来源：2021年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

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