针对钢筋类棒料进行快速切断作业的需要,搭建了低频振动辅助磨削切割样机,通过样机试验,研究了该振动磨切系统的固有特性,确定了系统稳定工作时的主要参数(进给力和激振频率)的选择范围。进一步的磨切试验表明,在一定范围内,低频振动可以减小完成切断操作所需要的最小进给力,提高切削效率并降低温升,有效控制切割过程对人体组织的热损伤。而振动的引入也使切割过程中的平均切削力显著减小,从而使钢筋与周围组织之间的相对位移量减小,有利于降低甚至避免周围软组织因失压而出血的危险。

骨钻孔是外科手术中常用的重要操作之一。钻孔过程中产生的热量会导致骨细胞热损伤,降低骨组织强度,引起固定螺钉\假体松动和手术失败。通过实验与有限元仿真相结合的方法,研究了轴向低频振动钻削方式对骨钻孔过程中温升的影响,并对实验结果进行了统计分析。结果表明轴向低频振动钻削方式可以有效降低骨钻孔过程中的温升;钻削过程中的最高温度随转速的增大呈线性上升的趋势;随进给速度的增大呈先上升后降低的趋势;在低转速和低进给速度的情况下可以得到较低的钻削温度。通过统计分析可以看出,使用低频振动钻削方式,并控制转速和进给速度,是控制钻骨温升的有效策略。可以认为轴向低频振动钻削方式在骨钻削过程中不仅可以降低温升还能同时增强散热,是获得低于普通钻削方式温度的主要原因。