医用TC4钛合金骨置换材料深孔钻削试验的研究

曹光¹，刘梦欣²，张莉莉¹

1. 石家庄市第二医院糖尿病保肢中心2. 石家庄市第二医院糖尿病国际康复部

摘 要：本文以医疗器械行业常用的钛合金骨置换材料TC4为研究对象,开展了有限元仿真分析以及切削试验研究。建立了钻削刀具的3D模型,通过有限元软件建立了钻削仿真模型,并模拟了钻削过程刀具的应力、应变云图,对刀具系统的模态参数及振型进行了分析。结果表明:刀片应力与应变集中在主切削刃部位,该位置最易发生崩缺;获取了钻削刀具固有频率与振型,当钻削系统外部激励频率与固有频率接近时,钻削系统易发生共振,实际切削时应尽量避开。通过开展不同切削条件下的切削试验与刀具磨损实验研究,结果表明:进给增大,切削力增大;转速增大,切削力减小;提高转速和增大进给都易引起堵屑;当进给量f=0.18 mm/r、切削液流量Q=250 L/min和转速n=80 r/min时,加工孔内壁加工质量高,排屑状况好,刀具磨损小。

关键词：TC4钛合金;钻削加工;骨置换;深孔加工;