بررسی تحلیلی تاثیر سرعت دورانی و نرخ پیشروی بر افزایش دما در سوراخکاری استخوان فک

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

2 دانشجوی دکتری، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

3 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

4 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال

5 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

doi
10.22034/ijme.2022.155986
چکیده

در حین سوراخ کردن استخوان فک، دما افزایش می­یابد و باعث آسیب حرارتی استخوان شود. بنابراین، بررسی افزایش دما حین سوراخ‌کاری استخوان ضروری به نظر می­رسد. با توجه به دشوار بودن بررسی تجربی افزایش دما در سوراخکاری فک، پیش‌بینی حرارت منتقل شده به استخوان در جراحی، سبب انتخاب صحیح فاکتورهای مؤثر بر دما می­شود. لذا در این تحقیق برای اولین بار با استفاده از روش تفاضل محدود و ضرایب واینر، دمای استخوان فک در حین فرایند سوراخکاری، پیش‌بینی و تأثیر سه فاکتور ورودی نرخ پیشروی، سرعت دوران و زاویه­ی نوک ابزار بررسی شد. تغییرات سرعت دوران ابزار در بازه­ی 200، 400، 800، 1200 و 2500 دوربردقیقه، نرخ پیشروی 50، 60، 90 و 120 میلی‌متر بر دقیقه و زاویه­ی نوک ابزار 70 تا 118 درجه در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، با افزایش سرعت دوران ابزار و کاهش نرخ پیشروی، دما افزایش می­یابد. همچنین با افزایش زاویه­ نوک از 70 به 118 درجه، دما 10 درجه سانتی­گراد افزایش می­یابد. درنهایت، استفاده از نرخ پیشروی mm/min 120 و mm/min 90 به همراه  سرعت دورانی از 200 تا rpm 2500 و مته با زوایای نوک 70 و 90 درجه پیشنهاد می­شود. استفاده از ماده خنک­کننده، دمای سوراخکاری را تا ˚C9 کاهش می‌دهد.