CN110757092A - 一种人工骨表面功能微结构加工装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装置平台技术领域，具体地说，是一种人工骨表面功能微结构加工装置及加工方法，该装置硬件包括双转台式五轴联动机床硬件，电磁式吸振结构，液电混合喷雾设备，定向磁场发生器，电气控制柜，实时检测装置；软件是基于linuxcnc软件开发平台，对人工骨功能模块进行开发，包括人机界面的开发、主控制系统的开发、运动控制系统的开发的一套数控系统。该装置在调试结束以后，应用于人工骨表面加工。在人工骨表面微结构加工时，采用高速加工产生的有关平台振动，加工润滑，刀具性能三方面的缺点，针对电磁式吸振结构，液电混合喷雾设备，定向磁场发生器进行人工骨加工实验研究，验证该装置及加工方法确实对人工骨加工表面质量有所改善。

Description

一种人工骨表面功能微结构加工装置及加工方法

技术领域

本发明涉及装置平台技术领域，具体地说，是一种人工骨表面功能微结构加工装置及加工方法。

背景技术

近几十年以来，造成人骨损伤的因素不断增加，存在骨组织结构损伤的患者人数呈不断增加的趋势。随着医疗技术的发展，人们对可替代的人工骨的需求在不断地增加，选择通过人工骨移植进行受损骨组织修复的患者在逐渐增加。而与之相对应的是当前人工骨制备能力的不足所导致的供应不足以及可替代骨组织种类少等问题。

人工骨是指人们使用加工设备对某些具有生物亲和性的材料进行加工使其具备和天然骨骼相同的结构和功能的人造骨头，其本质上是一种通过加工方式制造出来的构件。

目前，针对人工骨的宏观结构制备的设备有很多，通过机加工或增材制造等方式制备人工骨在近些年也屡见不鲜。但是天然骨骼除宏观结构外，其表面微结构同样重要，因此在进行人工骨的制备时除满足宏观结构外，针对骨骼表面微结构进行加工必不可少。现有设备多是针对骨骼宏观结构进行加工，往往不具备围观加工的能力，同时由于骨骼微结构的复杂性，传统加工装备的振动、润滑等问题都会成为人工骨微结构存在加工缺陷的原因。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了一种人工骨表面功能微结构加工新装置及方法，将其用于人工骨的表面功能微结构加工，可以得到精度较高的，表面质量好的人工骨，具体技术方案如下：

一种人工骨表面功能微结构加工装置，该装置包含：五轴（3+2）联动机床硬件、电磁式吸振机构、液电混合喷雾设备、定向磁场发生器、电气控制柜、实时检测装置及数控加工系统。其中，五轴（3+2）联动机床硬件由X、Y、Z三个移动轴、绕Y轴转动的A轴和绕Z轴转动的C轴的2个转动轴、空压机，过滤器，水气分离机组成。电磁式吸振机构由定子、转子、线圈、导磁路、基座组成。液电混合喷雾设备由能够产生0-10KV电压的电荷发射器，储液罐，能够增压到6MPa的增压泵，喷嘴，气液混合板、输出0-4MPa的空压机、荷电电极，气液输送管，万向节组成。定向磁场发生器由伸缩式磁化处理腔体、频率可在 45-120Hz 连续可调、电压可在0-220V 连续可调的变频变压电源组成。电气控制柜由伺服电机驱动器、端子板、液电混合喷雾设备、变频变压电源、显示器、24V直流电源，GTS-800控制卡、电脑、控制器组成的。实时检测装置由振动加速度传感器、高速摄影仪、磁场强度传感器组成。数控加工系统主要有自动加工模块、手动控制模块、刀具路径演示模块、参数设置模块、系统诊断模块。

本发明的进一步改进，上述五轴（3+2）联动机床硬件，其中 X、Y、Z三个轴通过伺服电机控制，A、C轴采用伺服电机控制。机床主轴采用电主轴，转速最高可达到100000r/min,X、Y、Z轴直线电机及MIcroE光栅尺配合，分辨率0.5微米，实现定位精度2.5um。整个机床由GTS-800的运动控制卡控制运动。机床采用充气式气压阀机构来更换刀具，刀具的直径尺寸可以在2mm到6mm之间。当需要更换刀具的时候，空压机压缩空气，产生高压空气，高压空气通过过滤器和水气分离机将空气中的杂质和水分离出来，然后给气压阀充气，使得机构被高压撑开，此时刀具掉落下来，更换另一把刀具，然后将机构中的气体释放出来，机构重新夹紧，起到刀具装夹作用。空压机除了辅助刀具装夹以外，在高速加工中，空压机还起到给机床电主轴进行冷却的作用。当气体通过电主轴时，气体带走大量电主轴上的热量，起到给电主轴降温。

本发明的进一步改进，上述电磁式吸振机构整个吸振机构采用对称式结构，由3个相同的部件组成，每一个部件中包含2个圆形线圈、1个定子、一个转子、一个导磁路。整个机构通过基座安装在平台上，基座与平台之间通过四个螺栓连接，采用过渡配合的方式固定在机床平台表面上。定子与导磁路通过焊接固定在圆形的壳体内，线圈不通电时，转子围绕轴心自由转动。线圈通电时激发磁场。在导磁路的作用下，装置结构内部形成三个闭合的磁回路，定子转动到与转子相对面积最大的平衡位置，达到吸振效果。

本发明的进一步改进，上述液电混合喷雾设备，整个设备由一个电荷发射器，一个储液罐，一个能够增压到6MPa的增压泵，喷嘴，一个气液混合板、一个输出0-4MPa的空压机、荷电电极，气液输送管，万向节组成。空压机通过气压阀直接连在气液混合板，而储液罐通过连接增压泵再连接到气液混合板上，电荷发生器通过电线连接到荷电电极上，最后荷电电极通过气液输送管、万向节指向加工工件表面。液电混合喷雾设备箱安装在电机柜中，通过气液输送管、万向节将喷头安装在机床上大约离工件20mm处。储液罐里面的润滑液体以50ml/h流速通过输送管，在最大增压为6MPa的增压泵下与最大气压为4MPa的气压缸内的气体在气液混合板出混合，然后被喷到荷电电极上，电荷发射器最大电压为10KV,其发射出带电粒子到荷电电极上，最后通过荷电电极从喷嘴处喷洒出带有荷电的液滴，在工件表面形成润滑膜，实现对工件的润滑。

本发明的进一步改进，上述定向磁场发生器包含一个变频变压电源、一个伸缩式磁化处理腔体。变频变压电源通过电线给伸缩式磁化处理腔体的线圈通电，在腔体中实现一个磁场。伸缩式变频变压电源安装在电机柜中，定向磁场发生器装夹在机床Z轴上。通过变频变压电源输出0-220v可调电压、频率45-120Hz的可调的正弦波，实现腔体内线圈对刀具的不同磁化效果。

本发明的进一步改进，上述电气控制柜分为两层，第一层通过螺栓连接，将端子板安装在第一层，将五个轴的驱动器插到端子板上。同时将实时检测装置的控制器连接到端子板上，将GTS-800控制卡通过数据传输线连接到端子板上；第二层摆放液电混合喷雾设备，变频变压电源和24V直流电源。设备之间互不干扰，便于后续出现电路损坏便于查找与修复。

本发明的进一步改进，上述实时检测装置的振动加速度传感器安装在机床的Z轴上面，实时检测机床的振动。高速摄影仪通过三角支架稳定的固定在平台上，观察加工表面带电液滴的运动和铺展情况。磁场强度传感器装夹在伸缩式磁化处理腔体内。再用光纤将端子板上的控制器与传感器、摄影仪相连，实时将传感器和摄影仪的数据传输到电脑的显示屏上。

本发明的进一步改进，上述数控控制软件通过Linuxcnc软件开发平台开发一套数控加工系统，包含自动加工模块、手动控制模块、刀具路劲演示模块、参数设置模块、系统诊断模块。该系统能够通过控制给驱动器的脉冲达到对机床轴的运动控制，通过给控制器信号达到对传感器的控制，通过一键按钮达到对液电混合喷雾设备，变频变压电源的电源输入要求。

本发明的进一步改进，上述变频变压电源可以实现电压在0-220V连续可调，频率在45-120Hz可调。具体包括：输入滤波电路、AC-DC 转换电路、DC-AC 转换电路、输出检测电路、控制系统、通讯接口等部分。首先采用滤波器电路将50Hz频点以外的频率进行有效的滤除，获得一个特定频率的电源信号。采用程控变频电源结构框，采用级联式脉宽调制AC-DC-AC 电路结构，主要由AC-DC转换电路和DC-AC转换电路组成，实现对电压、频率的变化。

一种人工骨功能微结构加工装置的加工方法，包括以下步骤：

（1）首先选取由钛合金材料加工的人工骨毛坯作为加工的工件

（2）由于人工骨各向尺寸精度要求不尽相同，所以不能在加工过程中对人工骨进行多次安装定位。以人工骨毛胚装夹区域4个锪平平面和1个毛胚底面作为加工定位基准，利用基准重合原理来保证多向加工精度；

（3）选择高速钢为加工刀具。打开空压机，给充气式气压阀机构充上高压气体，气体撑开机构，换下刀具，装上新刀具，慢慢的将气体放出，此时刀具重新被夹紧。

（4）打开UG加工模块，针对毛坯模型，使用UG自动生成加工路径，后置处理，生成G代码，将G代码传输到运动控制卡里。

（5）打开主轴电机，设置主轴转速最高为60000r/min，当主轴完全转动起来的，实时检测振动传感器、高速摄影仪传输的数据

（6）使用电磁式吸振机构，实现对机床的吸振。通过改变电流的大小来改变磁场的大小，通过振动传感器传输到显示器上的振幅数据来判断出最优磁场，从而实现对平台的最大幅度的吸振。

（7）使用液电混合喷雾设备实现对机床的润滑。改变电荷发射器发出的电荷大小、气压缸喷出的气压大小、储液罐流出的液体的流量，采用三因素三水平正交试验实现对人工骨加工的不同润滑效果，由于电荷大小与电荷发射器的电压成正比关系，所以对于电荷的研究改为测量较为方便的电压来代替。其中电压选取3KV-5KV之间，流量选取40ml/h-60ml/h,气压选取0.4MPa-0.6MPa之间。通过高速摄影仪传输到显示器上的润滑液滴在工件表面铺展情况以及带电液滴数量的数据来寻找出最优电压、气压和流量组合。从而实现对平台的最好的润滑效果。

（8）使用定向磁场发生器实现对刀具的磁化。改变变频电源输出的电压和频率和磁化时间，采用三因素三水平正交试验来对刀具进行磁化，实现对腔体中刀具的不同磁化效果，其中电压在60V到150V之间，频率在40-90HZ之间，磁化时间在50-200s之间。通过磁场强度传感器实时监控伸缩式磁化处理腔体内的磁场强度，找出最佳的电压和频率和磁化时间组合，从而实现对刀具的最优磁化效果。

在上述技术方案中，电磁式吸振机构包含定子、转子、线圈、导磁路、基座。将基座采用螺栓连接的方法安装在机床，作为优选，应当采用双螺母防松，通过一个螺母左旋，一个螺母右旋进行拧紧防松；作为优选，应当将装置安排在机床的左侧，方便人员加工时候的刀具的装夹以及工件的装夹。

装夹安装完毕以后，关于电磁式吸振机构实现对平台的最佳吸振步骤包括如下：首先优选高速钢刀具来加工钛合金人工骨，然后给机构通上大约0.1A的较小的电流，观察振动传感器传输到显示器上的振幅数据，再根据机床振动的幅度，适当的增加电流的大小，一般以0.05A为增量来增加电流的大小。当机床的振动不随着电流的增大而振幅不明显的减小的时候，将电流的增量降低到0.02A，在继续观察振动传感器传输到显示器上的振幅数据，不断地调整电流的大小。当机床的幅度不在减弱的时候，此时电流就是当前机床的最佳减振电流。

液电混合喷雾设备包含电荷发射器，储液罐，增压泵，喷嘴，气液混合板、气压缸、荷电电极，气液输送管，万向节。作为优选，将装置安装在电机柜中，将喷嘴通过软管和万向节送到与工件相距20mm的距离，方便人员加工时候的刀具的装夹以及工件的装夹。

装夹完毕以后，关于液电混合喷雾设备对平台的最佳润滑步骤包括如下：首先在上述步骤的基础上，采用最佳电流对平台进行吸振，然后将储液罐，气压缸、高压静电发生器、增压泵打开。

由于影响润滑的因素包括储液罐的输出流量、气压缸的气压、电荷发射器发射出的电荷大小。由于电荷大小与电荷发射器的电压成正比关系，所以对于电荷的研究改为测量较为方便的电压来代替。作为优选，首先将储液罐的输出流量因素分为40ml/h、50ml/h、60ml/h，气压缸的气压因素分为0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa，电压发射器的电压因素分为3KV、4KV、5KV。采用正交试验进行加工实验，采用3因素3水平做9组实验，观察高速摄影仪传输到显示器上的润滑液滴在工件表面铺展情况以及带电液滴数量的数据来确定最佳的流量、气压、电压的组合。

定向磁场发生器，包括伸缩式磁化处理腔体、变频变压电源。伸缩式磁化处理腔体包含线圈和导轨。在上述两个步骤的基础上，进行第三步实验。将伸缩式磁化处理腔体结构伸缩出来，最低面超过刀具最下端，打开电源，进行刀具磁化，磁化结束以后，再将腔体收缩回去。

由于影响刀具的磁化效果包含电源电压、磁场频率、磁化处理时间，可以采用三因素三水平进行正交试验，减少实验次数，找出最佳的电源电压、磁场频率和磁化时间。作为优选，频率可以选择45、65、85Hz 电压选择68、115、146V三个档次，磁化处理时间选择60、120、180S 三个档次。通过观察磁场强度传感器传输到显示器的磁场强度数据，根据显示数据来确定最佳的流量、气压、电压的组合。

本发明的有益效果：本发明在人工骨表面微结构加工时，采用高速加工产生的有关平台振动，加工润滑，刀具性能三方面的缺点，针对电磁式吸振结构，液电混合喷雾设备，定向磁场发生器进行人工骨加工，可以得到精度较高的，表面质量好的人工骨。

附图说明

图1为本发明人工骨表面微结构加工装置。

图2 为人工骨加工装置示意图

图3为本发明中电磁式吸振机构示意图

图4为本发明中液电混合喷雾设备示意图

图5为本发明中伸缩式磁化处理腔体示意图

图6为本发明中程控变频电源电路示意图

图7为本发明中滤波器电路原理示意图

图8为本发明中变频变压主要电路图示意图

图中，1-电机柜，2-电脑，3-液电混合喷雾设备，4-定向磁场发生器，5-电磁式吸振，301-气压缸，302-储液灌，303-气液输送管，304-增压泵，305-气液混合板，306-荷电电极，307-喷嘴，308-电荷发射器，309-万向节，401-导轨，402-线圈，501-底座，502-线圈，503-转子，504-定子，505-导磁路。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例：如图1至图5所示，本发明的是人工骨表面功能微结构加工装置。图1中包括电机柜1和电脑2、液电混合喷雾设备3、定向磁场发生器4、电磁式吸振5。液电混合喷雾设备3的喷头通过软管伸入到距离工件加工表面大约20mm的位置。定向磁场发生器4通过过盈配合的方式装夹在Z轴上。电磁式吸振机构5通过4个螺栓连接在平台的平面上，采用双螺母防松方式，通过一个螺母左旋，一个螺母右旋进行拧紧防松。

在本实施例中，电磁式吸振机构包括底座501，线圈502、转子503、定子504、导磁路505。

当未通电时候，转子503围绕轴心自由转动，当给线圈通电的时候，在导磁路505的作用下，电磁式吸振装置内部形成3个封闭的磁回路，磁场作用下，转子3表现出对中性，即转子将旋转到和定子504相对面积最大的如图3所示位置，此处为结构的平衡位置。

首先给机构通上大约0.1A的较小的电流，观察振动传感器传输到显示器上的振幅数据，再根据机床振动的幅度，适当的增加电流的大小，一般以0.05A为增量来增加电流的大小。当机床的振动不随着电流的增大而振幅不明显的减小的时候，将电流的增量降低到0.02A，在继续观察振动传感器传输到显示器上的振幅数据，不断地调整电流的大小。当机床的幅度不在减弱的时候，此时电流就是当前机床的最佳减振电流。

在本发明中，液电混合喷雾设备图4包括气压缸301、储液罐302、气液输送管303、增压泵304、气液混合板305、荷电电极306、喷嘴307、电荷发射器308、万向节309。

储液罐302的阀门打开，输送出少量的润滑液，在增压泵304的作用下喷洒到气液混合板内，此时气压缸的阀门打开，释放出有一定压力的气体，气体顺着气液输送管304到达气液混合板305与润滑液混合在一起，打开气液混合板的阀门，使得混合液到达荷电电极，此时电荷发射器通电，通过电线在荷电电极上释放出电荷，电荷与混合液混合，通过万向节309固定在机床上，通过喷嘴307喷洒到加工工件的表面，实现带电液滴的润滑。带电液滴容易在工件表面展开，形成润滑膜，实现较好的润滑效果。

由于影响润滑的因素包括储液罐302的输出流量、气压缸301的气压、电荷发射器308发射出的电荷大小。由于电荷大小与电荷发射器的电压成正比关系，所以对于电荷的研究改为测量较为方便的电压来代替。储液罐的流量分为40ml/h、50ml/h、60ml/h气压缸输出的气压分为0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa，电压分为3KV、4KV、5KV，采用3因素3水平正交试验做9组实验。观察高速摄影仪传输到显示器上的润滑液滴在工件表面铺展情况以及带电液滴数量的数据情况，选择出最佳组合。

在本实施例中，定向磁场发生器，包括伸缩式磁化处理腔体、变频变压电源。腔体由线圈402和导轨401组成。变频变压电源主要由输入滤波电路图7和级联式脉宽调制AC-DC-AC 电路图8实现变频变压的。给电路输入一个220V/50Hz的电源，在变频变压电源的作用下，实现可调电压和频率，

通电以后，伸缩式磁化处理腔体中线圈402在导轨401的带动下伸出来，到达刀具最低端，对刀具进行磁化。然后加入不同的的电压和不同的频率，同时给与刀具不同的磁化时间，针对以上三个因素，采取3因素3水平正交试验，做9组实验。作为优选，频率可以选择45、65、85Hz 电压选择68、115、146V三个档次，磁化处理时间选择60、120、180S 三个档次。通过人工骨表面加工质量确定最佳电压，频率、和磁化时间组合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种人工骨表面功能微结构加工装置，其特征在于：该装置包含五轴联动机床硬件、电磁式吸振机构、液电混合喷雾设备、定向磁场发生器、电气控制柜、实时检测装置及数控加工系统，所述五轴联动机床硬件由X、Y、Z三个移动轴、绕Y轴转动的A轴和绕Z轴转动的C轴的2个转动轴、空压机，过滤器，水气分离机组成，所述电磁式吸振机构由定子、转子、线圈、导磁路、基座组成，所述液电混合喷雾设备由能够产生0-10KV电压的电荷发射器，储液罐，能够增压到6MPa的增压泵，喷嘴，气液混合板、输出0-4MPa的空压机、荷电电极，气液输送管，万向节组成，所述定向磁场发生器由伸缩式磁化处理腔体、频率可在 45-120Hz 连续可调、电压可在 0-220V 连续可调的变频变压电源组成，所述电气控制柜由伺服电机驱动器、端子板、液电混合喷雾设备、变频变压电源、显示器、24V直流电源，GTS-800控制卡、电脑、控制器组成的，所述实时检测装置由振动加速度传感器、高速摄影仪、磁场强度传感器组成，所述数控加工系统主要有自动加工模块、手动控制模块、刀具路径演示模块、参数设置模块、系统诊断模块。

2.根据权利要求1所述的人工骨表面功能微结构加工装置，其特征在于，所述五轴联动机床硬件中的X、Y、Z三个轴通过伺服电机控制，A、C轴采用伺服电机控制，机床主轴采用电主轴，转速最高可达到100000r/min， X、Y、Z轴直线电机及MIcroE光栅尺配合，分辨率0.5微米，实现定位精度2.5um，整个机床由GTS-800的运动控制卡控制运动，机床采用充气式气压阀机构来更换刀具，刀具的直径尺寸可以在2mm到6mm之间。

3.根据权利要求1所述的人工骨表面功能微结构加工装置，其特征在于，所述电磁式吸振机构中的吸振机构采用对称式结构，由3个相同的部件组成，每一个部件中包含2个圆形线圈、1个定子、一个转子、一个导磁路，整个机构通过基座安装在平台上，基座与平台之间通过四个螺栓连接，采用过渡配合的方式固定在机床平台表面上，所述定子与导磁路通过焊接固定在圆形的壳体内，线圈不通电时，转子围绕轴心自由转动，所述线圈通电时激发磁场。

4.根据权利要求1所述的人工骨表面功能微结构加工装置，其特征在于，所述液电混合喷雾设备整个设备由一个电荷发射器，一个储液罐，一个能够增压到6MPa的增压泵，喷嘴，一个气液混合板、一个输出0-4MPa的空压机、荷电电极，气液输送管，万向节组成，所述空压机通过气压阀直接连在气液混合板，而储液罐通过连接增压泵再连接到气液混合板上，电荷发生器通过电线连接到荷电电极上，最后荷电电极通过气液输送管、万向节指向加工工件表面，所述液电混合喷雾设备箱安装在电机柜中，通过气液输送管、万向节将喷头安装在机床上大约离工件20mm处，所述储液罐里面的润滑液体以50ml/h流速通过输送管，在最大增压为6MPa的增压泵下与最大气压为4MPa的气压缸内的气体在气液混合板出混合，然后被喷到荷电电极上，电荷发射器最大电压为10KV，其发射出带电粒子到荷电电极上，最后通过荷电电极从喷嘴处喷洒出带有荷电的液滴，在工件表面形成润滑膜，实现对工件的润滑。

5.根据权利要求1所述的人工骨表面功能微结构加工装置，其特征在于，所述定向磁场发生器包含一个变频变压电源、一个伸缩式磁化处理腔体，所述变频变压电源通过电线给伸缩式磁化处理腔体的线圈通电，在腔体中实现一个磁场，所述伸缩式变频变压电源安装在电机柜中，定向磁场发生器装夹在机床Z轴上。

6.根据权利要求1所述的人工骨表面功能微结构加工装置，其特征在于，所述电气控制柜分为两层，第一层通过螺栓连接，将端子板安装在第一层，将五个轴的驱动器插到端子板上，实时检测装置的控制器连接到端子板上，将GTS-800控制卡通过数据传输线连接到端子板上；第二层摆放液电混合喷雾设备，变频变压电源和24V直流电源。

7.根据权利要求1所述的人工骨表面功能微结构加工装置，其特征在于，所述实时检测装置的振动加速度传感器安装在机床的Z轴上面，实时检测机床的振动，高速摄影仪通过三角支架稳定的固定在平台上，观察加工表面带电液滴的运动和铺展情况，磁场强度传感器装夹在伸缩式磁化处理腔体内用光纤将端子板上的控制器与传感器、摄影仪相连，实时将传感器和摄影仪的数据传输到电脑的显示屏上。

8.根据权利要求1所述的人工骨表面功能微结构加工装置，其特征在于，所述数控控制软件通过Linuxcnc软件开发平台开发一套数控加工系统，包含自动加工模块、手动控制模块、刀具路劲演示模块、参数设置模块、系统诊断模块。

9.根据权利要求5所述的人工骨表面功能微结构加工装置，其特征在于，所述变频变压电源实现电压在0-220V连续可调，频率在45-120Hz可调，具体包括：输入滤波电路、AC-DC转换电路、DC-AC 转换电路、输出检测电路、控制系统、通讯接口等部分。

10.一种根据权利要求1所述的人工骨功能微结构加工装置的加工方法，包括以下步骤：

（1）首先选取由钛合金材料加工的人工骨毛坯作为加工的工件；

（2）以人工骨毛胚装夹区域4个锪平平面和1个毛胚底面作为加工定位基准，利用基准重合原理来保证多向加工精度；

（3）选择高速钢为加工刀具，打开空压机，给充气式气压阀机构充上高压气体，气体撑开机构，换下刀具，装上新刀具，慢慢的将气体放出，此时刀具重新被夹紧；

（4）打开UG加工模块，针对毛坯模型，使用UG自动生成加工路径，后置处理，生成G代码，将G代码传输到运动控制卡里；

（5）打开主轴电机，设置主轴转速最高为60000r/min，当主轴完全转动起来的，实时检测振动传感器、高速摄影仪传输的数据；

（6）使用电磁式吸振机构，实现对机床的吸振，通过改变电流的大小来改变磁场的大小，通过振动传感器传输到显示器上的振幅数据来判断出最优磁场，从而实现对平台的最大幅度的吸振；

（7）使用液电混合喷雾设备实现对机床的润滑，改变电荷发射器发出的电荷大小、气压缸喷出的气压大小、储液罐流出的液体的流量，采用三因素三水平正交试验实现对人工骨加工的不同润滑效果，由于电荷大小与电荷发射器的电压成正比关系，所以对于电荷的研究改为测量较为方便的电压来代替，其中电压选取3KV-5KV之间，流量选取40ml/h-60ml/h,气压选取0.4MPa-0.6MPa之间，通过高速摄影仪传输到显示器上的润滑液滴在工件表面铺展情况以及带电液滴数量的数据来寻找出最优电压、气压和流量组合；

（8）使用定向磁场发生器实现对刀具的磁化，改变变频电源输出的电压和频率和磁化时间，采用三因素三水平正交试验来对刀具进行磁化，实现对腔体中刀具的不同磁化效果，其中电压在60V到150V之间，频率在40-90HZ之间，磁化时间在50-200s之间，通过磁场强度传感器实时监控伸缩式磁化处理腔体内的磁场强度，找出最佳的电压和频率和磁化时间组合，从而实现对刀具的最优磁化效果。

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