轴向超声辅助牙科手机调磨关键技术研究

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1、天津大学硕士学位论文轴向超声辅助牙科手机调磨关键技术研究KeyTechnologiesofUltrasonicVibrationAssistedDendalHigh-SpeedGrinding学科专业：机械工程研究生：杨佳俊指导教师：宋晓菲副教授企业导师：郭宏垒主治医师天津大学机械工程学院2017年12月摘要在口腔修复领域利用牙科器械对修复体进行调磨是口腔修复手术中关键的技术手段，现有调磨修复技术存在患者舒适性较差、修复体在使用过程中未达到临床预期寿命而提前损坏失效的问题。本文针对这类问题提出一种新型轴向超声辅助牙科手机调磨的方法，

2、在国家自然科学基金的资助下，系统的研究了轴向超声辅助牙科手机调磨的作用机理及其关键技术，主要研究内容和结论如下：对轴向超声辅助牙科手机调磨磨削力进行理论与实验研究，揭示了不同加工参数、不同车针及不同修复体材料情况下的磨削力变化规律。结果表明：与传统调磨技术相比，轴向超声振动辅助调磨技术可以降低不同加工参数调磨时的磨削力，法向力最大可降低24%，切向力最大可降低34%；不同车针调磨时的法向力和切向力最大可降低54%和31%；磨削不同材料时的法向力和切向力可降低46%和39%。进行了修复体表面质量的研究。结果表明：轴向超声振动辅助调磨技

3、术可有效降低不同进给速度、不同转速和较小切削深度时的修复体表面粗糙度Sq和Sz值。且该技术能有效减少材料表面剥落现象，降低表面沟壑的高度，对表面的裂纹和凹坑有抑制作用，能有效减小脆性断裂区域面积，抑制纵向裂纹的产生，提高修复体表面质量。对车针磨损进行研究。结果表明：切削深度对车针堵塞影响最大，转速对磨粒脱落和崩裂影响最大，进给速度对磨粒磨损影响最大。磨削复合陶瓷材料时车针磨粒堵塞严重，伴有磨粒磨损及崩碎；磨削玻璃基陶瓷材料时磨粒磨损严重并伴有根部断裂脱落。研究表明，轴向超声振动辅助调磨技术可有效改善不同加工参数下及调磨不同材料时的车

4、针堵塞、磨粒磨损及脱落等现象。最后，在理论和实验验证了轴向超声振动辅助调磨技术的优越性后，本文设计一种新型轴向超声振动旋转牙科手机，并对其中关键部件——四分之一波长阶梯型变幅杆，进行了相应的理论设计、模态分析及尺寸优化，为该调磨技术向临床的创新应用提供器械支持。关键词：口腔高速调磨，超声振动，磨削力，表面质量，牙科手机IABSTRACTOralcavityhigh-speedgrindingisthemostwidelyusedtechniqueinoralrepairsurgery.However,patientsfeelunco

5、mfortablebecausethelargegrindingforceduringthesurgery.Forthisproblem,thispaperpresentedaxialultrasonicvibrationassistedoralhigh-speedgrinding.Withthesupportofthenationalnaturalsciencefoundation,themechanismsoftheaxialultrasonicvibrationtotheoralcavitywerestudied.Themai

6、ncontentsinclude:Thegrindingforcesindentalgrindingofceramicsusingadentalhandpiecewithandwithoutaxialultrasonicvibrationwereinvestigated.Therelationshipofthegrindingforceandprocessparametersinupanddowngrindingprocess,andtheeffectofaxialultrasonicvibrationingrindingproce

7、sswereapproached.Thebeneficialeffectsofaxialultrasonicvibrationforgrindingfourdifferentdentalmaterialswereobtainedwithobviouslyreducednormalforceandtangentialforceregardlessofdifferentdentalbursandprocessparameters.Thesurfaceroughnessandthree-dimensionalmorphologyofthe

8、restorerwerestudied.TheresultsshowthattheroughnessofSqandSzvaluedonotinfluencedbythecuttingdepthobviously,butwillincr