最近几年,人们对外科手术手术的研究越来越多,对外科手术过程中的要求也越来越高。在其中对于骨的钻削有着很大的比例,此时的钻孔质量会直接对患者之后的康复及伤口愈合有着很大的影响,而刀具对钻孔质量又有着直接的影响,所以在刀具表面将微织构技术从工程领域应用到医学领域。研究发现高性能的表面织构具有减磨、抗粘附的作用,可以有效的降低钻削力以及提高钻孔质量。本文将表面微织构技术应用到骨钻孔当中,阐述了微织构刀具的减磨机理,利用实验比较分析了有无微织构时刀具钻削的结果,然后采用回归正交试验分析了微织构的几何特征参数(微坑直径、微坑深度和微坑间距)和摩擦系数的关系,对微织构参数进行优化。具体研究内容如下:(1)分析了微织构表面摩擦过程的减摩机理及切削过程中切削分力的影响,通过理论解释了表面织构在摩擦接触过程中的减摩机理和表面织构刀具对切削力和摩擦系数的影响。(2)在医疗不锈钢麻花钻前刀面上的刀-屑接触区,采用激光打标机加工出不同尺寸参数的微凹坑阵列织构。(3)以获得的表面微织构制备工艺参数,制备摩擦磨损试验的盘试样与猪骨皮质骨试件,进行干摩擦试验,分析在研究范围内微织构参数对摩擦系数的影响。对比分析微坑织构表面和无织构表面在干摩擦下的摩擦性能,揭示微坑织构的减磨机理。(4)以摩擦试验数据为结果,利用回归正交的试验方法,建立表面微织构摩擦系数的预测模型。(5)研究最佳微织构麻花钻的磨损特性,通过皮质骨钻削试验,对预测模型的准确性进行分析;采用遗传算法对预测模型进行优化分析,在研究参数范围内,得到使摩擦系数最小的微坑织构几何特征参数最佳组合。