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龍圖騰網恭喜杭州電子科技大學申請的專利超聲直刃刀的結構改進和磨削軌跡創新設計方法及系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114021269B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-27發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202111169999.9，技術領域涉及：G06F30/17；該發明授權超聲直刃刀的結構改進和磨削軌跡創新設計方法及系統是由陳建璽;于保華;芮杰;王長昊;劉欣設計研發完成，并于2021-10-08向國家知識產權局提交的專利申請。

本超聲直刃刀的結構改進和磨削軌跡創新設計方法及系統在說明書摘要公布了：本發明公開了超聲直刃刀的結構改進和磨削軌跡創新設計方法及系統，本方法包括：步驟一，在分析超聲直刃刀刀體結構的基礎上提出刀刃圓滑過渡的模型并改進設計；步驟二，在直刃刀刀具根部中心建立工件坐標系XYZ，在此坐標系下建立刀刃圓滑過渡的模型，包括平行刀刃曲線、圓弧刀刃曲線和端部直刃曲線的數學模型；步驟三，驗證刀刃曲線是否圓滑過渡，檢驗刀刃曲線模型的正確性；步驟四，根據超聲直刃刀的加工工藝建立基于磨削動點P的局部坐標系XLYLZL；步驟五，依據砂輪磨削姿態計算砂輪中心在局部坐標系下的位置，包括砂輪中心位置和砂輪軸矢量；步驟六，通過坐標轉換得到砂輪中心在工件坐標系下的表達式，得到砂輪關于超聲刀刀刃圓滑過渡的磨削軌跡。

本發明授權超聲直刃刀的結構改進和磨削軌跡創新設計方法及系統在權利要求書中公布了：1.超聲直刃刀的結構改進和磨削軌跡創新設計方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，在分析超聲直刃刀刀體結構的基礎上提出刀刃圓滑過渡的模型；具體的，在步驟一中，將相鄰兩條直線刃夾角做角平分線，在角平分線上取一點A，使得A點到兩直線刃的距離為Rt，以A點為圓心Rt為半徑畫弧線，與兩直線刃相交于B、C兩點，圓弧BC為圓弧刀刃曲線，刀刃端部到B點的直線部分為端部直線刀刃，刀刃尾部到C點的直線部分為平行刀刃；步驟二，在直刃刀刀具根部中心建立工件坐標系XYZ，在此坐標系下建立刀刃圓滑過渡的模型，包括平行刀刃曲線、圓弧刀刃曲線和端部直刃曲線的數學模型；步驟三，驗證刀刃曲線是否圓滑過渡，檢驗刀刃曲線模型的正確性；步驟四，根據超聲直刃刀的加工工藝建立基于磨削動點P的局部坐標系XLYLZL；步驟五，依據砂輪磨削姿態計算砂輪中心在局部坐標系下的位置，包括砂輪中心位置和砂輪軸矢量；步驟六，通過坐標轉換得到砂輪中心在工件坐標系下的表達式，得到砂輪關于超聲刀刀刃圓滑過渡的磨削軌跡；步驟二中，建立工件坐標系固定于工件上，坐標軸X與工件的軸線重合，坐標軸Y、Z的方向采用右手定則確定，該坐標系用于描述刀具的幾何參數以及刀具的幾何形狀；基于工件坐標系建立的圓滑過渡的刀刃曲線如下：1平行刀刃曲線:2圓弧刀刃曲線：3端部直刃曲線：定義圓弧過渡之后的刀具幾何參數:L1為平行刀刃長度，L1＝H1-c；Rt為圓弧刀刃的自定義半徑；c為Rt的正弦值，c＝Rt·tanα2；θ為刀具圓弧段對應的圓心角，即圓弧刃的切線與X軸方向的夾角，0≤θ≤10°；L2為工件坐標系原點到圓弧刀刃端點的直線距離，L2＝H1+c·cosα；α為端部直線刀刃曲線與X軸之間的夾角，即端部兩直刃夾角的一半，α＝10°；a為刀尖寬度的一半，a＝b2-L-H1·tanα；步驟四中，定義磨削動點P為砂輪磨削面邊緣一點，基于磨削動點P建立局部坐標系XLYLZL，局部坐標系是由工件坐標系經過旋轉變換和平移變換得到；局部坐標系的原點O位于刀刃線上，過該點作刀刃的切平面，該平面一定經過砂輪的中心，且砂輪直徑在切平面面上的半徑即為砂輪的真實半徑Rg；定義刀刃曲線的切線方向為坐標系XL，坐標軸YL是在刀刃曲線的法線方向上，坐標軸ZL是在刃面上；局部坐標系用于確定砂輪加工刀具不同部位的相對位置，并用來求解磨削刃面時砂輪的磨削軌跡，該坐標系隨著刀刃曲線上的磨削點一起運動；步驟六中，通過局部坐標系與工件坐標系之間的坐標轉換計算得到砂輪中心在工件坐標系下的表達式，得到砂輪關于超聲刀刀刃圓滑過渡的磨削軌跡表達如下：1平行刀刃刃面磨削軌跡： 其中,T1為工件坐標系平移至局部坐標系的平移變換矩陣；T3為旋轉變換矩陣；[xLSyLSzLS]T為砂輪中心在局部坐標系下的位置；平行刀刃刃面磨削時砂輪軸矢量在工件坐標系下的表達式為： 其中[Xtw2Ytw2Ztw2]T為砂輪軸矢量在局部坐標系下的表達式；2圓弧刀刃刃面磨削軌跡： 其中,T1為工件坐標系平移至局部坐標系的平移變換矩陣；T'2、T3為旋轉變換矩陣；[xLSyLSzLS]T為砂輪中心在局部坐標系下的位置；圓弧刀刃刃面磨削時砂輪軸矢量在工件坐標系下的表達式為： 其中,[Xtw2Ytw2Ztw2]T為砂輪軸矢量在局部坐標系下的表達式；3端部刀刃刃面磨削軌跡： 其中,T1為工件坐標系平移至局部坐標系的平移變換矩陣；T2、T3為旋轉變換矩陣；[xLSyLSzLS]T為砂輪中心在局部坐標系下的位置；端部刀刃刃面磨削時砂輪軸矢量在工件坐標系下的表達式為： 其中,[Xtw2Ytw2Ztw2]T為砂輪軸矢量在局部坐標系下的表達式。

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