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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圆弧头立铣刀端刃前刀面与容屑槽连续磨削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：CN116713821B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28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：202310723737.5，技术领域涉及：B24B1/00；该发明授权圆弧头立铣刀端刃前刀面与容屑槽连续磨削轨迹计算方法是由丁国富;江磊;熊建军;张剑;杨大治;丁国华设计研发完成，并于2023-06-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本圆弧头立铣刀端刃前刀面与容屑槽连续磨削轨迹计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种圆弧头立铣刀端刃前刀面与容屑槽连续磨削轨迹计算方法，具体为：首先定义一系列相关的坐标系及相互之间的转换矩阵，并在端刃坐标系下建立端刃的统一刃线模型，保证端刃前刀面与容屑槽的精确描述；然后，通过圆弧头立铣刀与砂轮的相对位姿关系和工艺参数，建立端刃前刀面和容屑槽的连续磨削位姿模型，并求解获得基于工件坐标系的砂轮连续磨削轨迹。本发明计算方法具有结构参数适应性好、轨迹坐标精度高、砂轮姿态调整灵活等特点，可得到基于工件坐标系的砂轮刀位坐标，满足数控磨削工艺要求。

本发明授权圆弧头立铣刀端刃前刀面与容屑槽连续磨削轨迹计算方法在权利要求书中公布了：1.一种圆弧头立铣刀端刃前刀面与容屑槽连续磨削轨迹计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：坐标系定义； 工件坐标系Ow-XwYwZw 工件坐标系是圆弧头立铣刀建模所使用的全局坐标系，将其定义为Ow-XwYwZw，以刀具回转轴为Zw轴，以周刃起点所在的端面为XwOwYw平面，圆心为原点Ow； 端刃坐标系Od-XdYdZd 在端刃坐标系下建立端刃的统一刃线模型，定义端刃坐标系Od-XdYdZd，以刀具回转轴为Zd轴，以圆弧回转体的底面为XdOdYd平面，以其圆心为原点Od； 圆弧回转面坐标系Omt-XmtYmtZmt 定义圆弧回转面坐标系为跟随圆弧回转面曲线的活动坐标系Omt-XmtYmtZmt，以圆弧回转面曲线上的点P0为坐标原点Omt，以点P0对应的回转体母线切线为Zmt轴，以点P0对应的圆周切线为Ymt轴； 直线端部坐标系Ot-XtYtZt 定义直线端部坐标系Ot-XtYtZt，坐标系原点Ot在直线刃线起点处又及圆弧刃线终点处，Zt轴与直线刃重合且指向刀具轴线方向，Xt轴在直线刃前刀面所在的平面上且指向刀具外，根据右手定则得到Yt轴； 步骤2：坐标系变换； 由圆弧回转面坐标系到端刃坐标系的变换： 定义由圆弧回转面坐标系到端刃坐标系的变换矩阵Mmt-d，根据坐标系的变换关系，其表达为： 式中：自变量θ为纬度角，R为圆弧中心距，r为端刃圆弧半径，表示刀刃点P0处回转角； 由直线端部坐标系到端刃坐标系的变换： 定义由直线端部坐标系到端刃坐标系的变换矩阵Mt-d，根据坐标系的变换关系，其表达为： 由端刃坐标系变换到工件坐标系的变换： 定义由端刃坐标系变换到工件坐标系的变换矩阵Md-w，端刃坐标系绕其坐标轴Zd旋转再轴向平移Lw，即与工件坐标系重合，其表达为： 式中：表示周刃末点相对于Xw轴绕Zw轴的回转角度； 步骤3：刃线建模； 1周刃刃线部分 周刃刀刃曲线模型以Zw轴的坐标值z为自变量，则周刃上刀刃点P0在工件坐标系下表达为： 式中：Rw为刀具回转半径； 2端刃刃线部分 将端刃曲线分为圆弧刃线、平面曲线、直线刃线三个部分，分别在端刃坐标系下进行描述： 圆弧刃线部分 定义圆弧刃线为曲线P0dP1d，则该段曲线上刀刃点P0在端刃坐标系下表达为： 平面曲线部分 定义平面曲线为在平面M上的一段圆弧曲线P1dP2d；由公式5得圆弧回转面末点P1d的坐标表达式，则该段曲线上刀刃点P0坐标表达为： 式中：为表示平面M与Xd轴的夹角，通过齿偏中心量h计算得出，η为直线刃内倾角； 直线刃线部分 定义直线刃线为在平面M上的一直线段P2dP3d，根据公式6得平面曲线末点P2d的坐标表达式和切矢量Fp，引入自变量t，则该段曲线刀刃点P0在端刃坐标系下表达为： PP0_d＝PP2_d+t·FP,0≤t≤lh07式中：lh0为端刃直线刃线长度与齿过中心量的总长度； 步骤4：端刃前刀面与容屑槽连续磨削轨迹的计算； S4.1：圆弧刃前刀面磨削的砂轮位姿计算 端刃前刀面与容屑槽的砂轮磨削姿态均根据刀刃曲线建模定义在对应的坐标系下； 1砂轮初始磨削位姿定义 初始砂轮磨削姿态是指当工艺参数为零时的砂轮姿态，初始姿态时的砂轮大端圆心点Og坐标和砂轮轴矢量Fg在圆弧回转面坐标系下表示为： 式中：Rg为砂轮半径； 2添加切深后的砂轮磨削位姿计算 添加砂轮磨削切深工艺参数，即砂轮进行了切深距离的平移，也就是砂轮大端圆心点Og坐标发生了变化，而砂轮轴矢量Fg不变，在圆弧回转面坐标系下表示为： 其中，定义磨削切深dp，其按照线性方式进行变化 式中：θ为圆弧刃线部分任意一磨削点纬度角，θst和θed为圆弧刃线部分起点和末点纬度角，dpst和dped为起点磨削切深和末点磨削切深； 3添加摆角后的砂轮磨削位姿计算 引入砂轮磨削摆角，将其定义为砂轮绕坐标轴Ysn转过的角度μg；定义圆弧刃起点位置处的砂轮摆角为μgst，球头刃末点位置处的砂轮摆角，即为容屑槽角度为μged； 添加砂轮磨削摆角工艺参数后，砂轮绕坐标轴Ysn旋转角度μg，则砂轮大端圆心点Og坐标和砂轮轴矢量Fg变化在圆弧回转面坐标系下表示为： 4添加前角后的砂轮磨削位姿计算 引入砂轮磨削前角，将其定义为砂轮绕坐标轴Zsn旋转的角度γ；则砂轮大端圆心点Og坐标和砂轮轴矢量Fg变化在圆弧回转面坐标系下表示为： 将砂轮的位置和姿态转换为磨削轨迹的刀位坐标，即在工件坐标系下表达砂轮大端圆心点和刀轴矢量，在工件坐标系Ow-XwYwZw中的砂轮大端中心点POg_w和轴矢量Fg_w为： Fg_w＝Md-wMmt-dFg_mt17 S4.2：直线刃前刀面磨削的砂轮位姿计算 1直线刃前刀面与圆弧刃前刀面的磨削姿态过渡 砂轮姿态过渡是在磨削圆弧刃前刀面部分时完成的，即在圆弧回转面坐标系下设置的过 渡方式为砂轮端面在平面XmtZmt内的投影与Xmt轴的夹角逐渐从μgst变为μged，为了保证磨削过程中的连续性，将其设为线性过渡方式，即满足公式： 2直线刃前刀面部分的砂轮磨削位姿计算 在该部分的磨削中，砂轮为平移运动，砂轮磨削位姿均在直线端部坐标系Ot-XtYtZt计算；引入自变量ld，则直线刃前刀面部分磨削过程的砂轮大端圆心点Og坐标在直线端部坐标系下表示为： 在工件坐标系Ow-XwYwZw中的砂轮大端中心点POg_w和轴矢量Fg_w为： Fg_w＝Md-wMt-dFg_mt21S4.3：容屑槽磨削的砂轮位姿计算 1卷屑部分砂轮磨削位姿 此步骤均在直线端部坐标系Ot-XtYtZt下计算； 设槽底直线长度为lr1，定义第一开槽角度为αr1，磨削过程中砂轮最低点位置的参变量为长度变化值lr1x，且变化范围为0≤lr1x≤lr1；则槽底部分磨削过程的砂轮大端圆心点Og坐标在直线端部坐标系下表示为： 2开槽部分砂轮磨削位姿 开槽部分的磨削过程，砂轮姿态同样保持不变，并且砂轮轴矢量与上述计算结果保持一致；设砂轮在开槽中的最大位移长度为lr2，定义第二开槽角度αr2，砂轮在磨削过程中的位移变化量为lr2x，且变化范围为0≤lr2x≤lr2；砂轮以由开槽角度αr2决定方向的直线段做引导线，在平面YtOtZt内作平行位移运动； 则开槽部分磨削过程的砂轮大端圆心点Og坐标在直线端部坐标系下表示为： 在工件坐标系Ow-XwYwZw中的砂轮大端中心点POg_w和轴矢量Fg_w为： Fg_w＝Md-wMt-dFg_mt25。

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