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龙图腾网获悉西南交通大学;成都天佑创软科技有限公司申请的专利一种针对数控铣刀螺旋槽磨削工艺的砂轮轨迹计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116604405B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310535289.6，技术领域涉及：B24B1/00；该发明授权一种针对数控铣刀螺旋槽磨削工艺的砂轮轨迹计算方法是由江磊;丁国富;张剑;宁样成;李勇;丁国华设计研发完成，并于2023-05-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种针对数控铣刀螺旋槽磨削工艺的砂轮轨迹计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种针对数控铣刀螺旋槽磨削工艺的砂轮轨迹计算方法，具体为：首先，对螺旋槽磨削过程的砂轮和运动关系进行参数化建模；其次，根据砂轮的运动轨迹计算出砂轮做空间螺旋运动形成的包络面，并由空间包络原理接触条件计算砂轮磨削形成的螺旋槽轮廓方程；然后，根据螺旋槽的前角、芯厚、槽宽参数的几何定义，建立各参数关于砂轮位姿的函数关系；最后，将砂轮位姿求解问题转换成数学优化问题，采用智能算法对砂轮磨削位姿进行快速求解。本发明实现了数控铣刀螺旋槽的高精度、高效率加工。

本发明授权一种针对数控铣刀螺旋槽磨削工艺的砂轮轨迹计算方法在权利要求书中公布了：1.一种针对数控铣刀螺旋槽磨削工艺的砂轮轨迹计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：建立磨削运动关系： 建立砂轮坐标系OG-XGYGZG：坐标原点OG位于砂轮大端圆圆心，坐标轴ZG与砂轮轴线重合，坐标平面XGYG与砂轮大端圆平面重合；砂轮回转面方程在砂轮坐标系中如下式所示： 式中，h为回转面上点到砂轮大端面的距离，ψ为回转面上点相对坐标轴YG的回转角参数，Rh为砂轮轮廓方程； 建立工件坐标系OW-XWYWZW：坐标原点OW位于刀具棒料端面圆心，坐标轴ZW与刀具棒料轴线重合，坐标平面XWYW与刀具棒料端面重合； 建立砂轮磨削位姿参数：中心距ax为两个坐标原点在XW轴上的距离；偏移距ay为两个坐标原点在YW轴上的距离；安装角α，砂轮绕XW轴旋转的角度；因此，砂轮坐标系与工件坐标系得变换矩阵如下所示： 砂轮在运动过程沿着ZW轴前进的同时绕ZW轴旋转ξ角度，定义螺旋刃线的半径和工件半径相同为R，螺旋角为β，因此，砂轮坐标系与工件坐标系关于角度ξ的变换矩阵Meξ如下式所示： 式中，κ＝Rtanβ； 步骤2：计算砂轮磨削形成的螺旋槽轮廓： 砂轮回转面做空间螺旋运动的运动轨迹PSh,ψ,ξ,ax,ay,α如下式所示： 对砂轮回转面运动轨迹方程PS中砂轮变量h、ψ分别求偏导，叉乘得到回转面上点的法矢量，并计算ξ＝0时刻砂轮回转面上点的法矢量Nh,ψ，如下式所示： 对砂轮回转面的运动轨迹方程PS中运动变量ξ求偏导，并计算在ξ＝0时刻砂轮回转面上点的速度矢量Vh,ψ，如下式所示： 根据接触线上点的法矢量与速度矢量相互垂直的条件：Nh,ψ×Vh,ψ＝0，将式5、式6代入计算砂轮接触线上点的回转角度ψh，经过简化如下式所示： 式中，B1＝axcosα+κsinα，B2＝RhR′h-hsinα+ay，B3＝κcosα-axsinαR′h； 将式7代回砂轮回转面的运动轨迹方程4中计算出砂轮回转面的接触线，并将接触线经过运动变换得到通过接触线计算ZW＝0的截面内的螺旋槽径向截面轮廓方程ph,ax,ay,α，如下式所示： 式中，ξ0＝hcosα-Rhsinψhsinαk； 步骤3：建立砂轮位姿约束方程： 1矢量T1为螺旋槽径向截面轮廓起点处p1的切矢量，矢量P1为点OW指向螺旋槽径向截面轮廓上点p1的矢量，前角γ为矢量P1与矢量T1的夹角，其中当P1×T1的ZW坐标为正时，前角为正，反之前角为负，螺旋槽前角关于砂轮位姿的函数关系式fγ如下式所示： 式中，h1为砂轮对应p1点的砂轮变量，且tr＝0,0,1； 2芯厚rc点p2为螺旋槽径向截面轮廓与芯厚圆相切的切点，矢量P2为点OW指向螺旋槽径向截面轮廓上点p2的矢量，矢量T2为点p2处的切矢量，矢量P2·T2＝0，螺旋槽芯厚关于砂轮位姿的函数关系式frc如下式所示： 式中，h2为砂轮对应p2点的砂轮变量，且 x′ph2,ax,ay,α·yph2,ax,ay,α-y′ph2,ax,ay,α·xph2,ax,ay,α＝0； 3矢量P3为点OW指向螺旋槽径向截面轮廓终点p3的矢量，槽宽φ为矢量P1与矢量P3夹角，当矢量P1×P3的ZW坐标为正时槽宽小于180°，反之则槽宽大于180°，螺旋槽芯厚关于砂轮位姿的函数关系式fφ如下式所示： 式中，h3为砂轮对应p3点的砂轮变量，且 步骤4：求解砂轮磨削位姿： 建立砂轮位姿优化问题的目标函数如下式所示： 式中，ω1、ω2、ω3为权重系数； 采用粒子群算法求解砂轮位姿，将砂轮位姿看成一个三维粒子，定义砂轮位姿粒子为VecXax,ay,α；确定粒子群的数量N，在砂轮位姿搜索空间内初始化粒子群VecXiaxi,ayi,αi，并初始化每个粒子的速度Vi，i＝1,2,3,…,N；随后进行迭代计算，粒子群算法迭代规则如下式所示： 式中，ω为惯性权重，c1、c2为学习因子，r1、r2为[0,1]的随机数，pbesti为个体最优，gbest全局最优。

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