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龙图腾网恭喜杭州电子科技大学申请的专利超声直刃刀的结构改进和磨削轨迹创新设计方法及系统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：CN114021269B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27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：202111169999.9，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权超声直刃刀的结构改进和磨削轨迹创新设计方法及系统是由陈建玺;于保华;芮杰;王长昊;刘欣设计研发完成，并于2021-10-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本超声直刃刀的结构改进和磨削轨迹创新设计方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了超声直刃刀的结构改进和磨削轨迹创新设计方法及系统，本方法包括：步骤一，在分析超声直刃刀刀体结构的基础上提出刀刃圆滑过渡的模型并改进设计；步骤二，在直刃刀刀具根部中心建立工件坐标系XYZ，在此坐标系下建立刀刃圆滑过渡的模型，包括平行刀刃曲线、圆弧刀刃曲线和端部直刃曲线的数学模型；步骤三，验证刀刃曲线是否圆滑过渡，检验刀刃曲线模型的正确性；步骤四，根据超声直刃刀的加工工艺建立基于磨削动点P的局部坐标系XLYLZL；步骤五，依据砂轮磨削姿态计算砂轮中心在局部坐标系下的位置，包括砂轮中心位置和砂轮轴矢量；步骤六，通过坐标转换得到砂轮中心在工件坐标系下的表达式，得到砂轮关于超声刀刀刃圆滑过渡的磨削轨迹。

本发明授权超声直刃刀的结构改进和磨削轨迹创新设计方法及系统在权利要求书中公布了：1.超声直刃刀的结构改进和磨削轨迹创新设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在分析超声直刃刀刀体结构的基础上提出刀刃圆滑过渡的模型；具体的，在步骤一中，将相邻两条直线刃夹角做角平分线，在角平分线上取一点A，使得A点到两直线刃的距离为Rt，以A点为圆心Rt为半径画弧线，与两直线刃相交于B、C两点，圆弧BC为圆弧刀刃曲线，刀刃端部到B点的直线部分为端部直线刀刃，刀刃尾部到C点的直线部分为平行刀刃；步骤二，在直刃刀刀具根部中心建立工件坐标系XYZ，在此坐标系下建立刀刃圆滑过渡的模型，包括平行刀刃曲线、圆弧刀刃曲线和端部直刃曲线的数学模型；步骤三，验证刀刃曲线是否圆滑过渡，检验刀刃曲线模型的正确性；步骤四，根据超声直刃刀的加工工艺建立基于磨削动点P的局部坐标系XLYLZL；步骤五，依据砂轮磨削姿态计算砂轮中心在局部坐标系下的位置，包括砂轮中心位置和砂轮轴矢量；步骤六，通过坐标转换得到砂轮中心在工件坐标系下的表达式，得到砂轮关于超声刀刀刃圆滑过渡的磨削轨迹；步骤二中，建立工件坐标系固定于工件上，坐标轴X与工件的轴线重合，坐标轴Y、Z的方向采用右手定则确定，该坐标系用于描述刀具的几何参数以及刀具的几何形状；基于工件坐标系建立的圆滑过渡的刀刃曲线如下：1平行刀刃曲线:2圆弧刀刃曲线：3端部直刃曲线：定义圆弧过渡之后的刀具几何参数:L1为平行刀刃长度，L1＝H1-c；Rt为圆弧刀刃的自定义半径；c为Rt的正弦值，c＝Rt·tanα2；θ为刀具圆弧段对应的圆心角，即圆弧刃的切线与X轴方向的夹角，0≤θ≤10°；L2为工件坐标系原点到圆弧刀刃端点的直线距离，L2＝H1+c·cosα；α为端部直线刀刃曲线与X轴之间的夹角，即端部两直刃夹角的一半，α＝10°；a为刀尖宽度的一半，a＝b2-L-H1·tanα；步骤四中，定义磨削动点P为砂轮磨削面边缘一点，基于磨削动点P建立局部坐标系XLYLZL，局部坐标系是由工件坐标系经过旋转变换和平移变换得到；局部坐标系的原点O位于刀刃线上，过该点作刀刃的切平面，该平面一定经过砂轮的中心，且砂轮直径在切平面面上的半径即为砂轮的真实半径Rg；定义刀刃曲线的切线方向为坐标系XL，坐标轴YL是在刀刃曲线的法线方向上，坐标轴ZL是在刃面上；局部坐标系用于确定砂轮加工刀具不同部位的相对位置，并用来求解磨削刃面时砂轮的磨削轨迹，该坐标系随着刀刃曲线上的磨削点一起运动；步骤六中，通过局部坐标系与工件坐标系之间的坐标转换计算得到砂轮中心在工件坐标系下的表达式，得到砂轮关于超声刀刀刃圆滑过渡的磨削轨迹表达如下：1平行刀刃刃面磨削轨迹： 其中,T1为工件坐标系平移至局部坐标系的平移变换矩阵；T3为旋转变换矩阵；[xLSyLSzLS]T为砂轮中心在局部坐标系下的位置；平行刀刃刃面磨削时砂轮轴矢量在工件坐标系下的表达式为： 其中[Xtw2Ytw2Ztw2]T为砂轮轴矢量在局部坐标系下的表达式；2圆弧刀刃刃面磨削轨迹： 其中,T1为工件坐标系平移至局部坐标系的平移变换矩阵；T'2、T3为旋转变换矩阵；[xLSyLSzLS]T为砂轮中心在局部坐标系下的位置；圆弧刀刃刃面磨削时砂轮轴矢量在工件坐标系下的表达式为： 其中,[Xtw2Ytw2Ztw2]T为砂轮轴矢量在局部坐标系下的表达式；3端部刀刃刃面磨削轨迹： 其中,T1为工件坐标系平移至局部坐标系的平移变换矩阵；T2、T3为旋转变换矩阵；[xLSyLSzLS]T为砂轮中心在局部坐标系下的位置；端部刀刃刃面磨削时砂轮轴矢量在工件坐标系下的表达式为： 其中,[Xtw2Ytw2Ztw2]T为砂轮轴矢量在局部坐标系下的表达式。

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