CN115229568B

CN115229568B - 枪钻刀面的砂轮磨削方法、装置、数控机和存储介质

Info

Publication number: CN115229568B
Application number: CN202210910239.7A
Authority: CN
Inventors: 请求不公布姓名
Original assignee: Shenzhen Xhorse Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Xhorse Electronics Co Ltd
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2042-07-29
Also published as: CN115229568A

Abstract

本申请涉及一种枪钻刀面的砂轮磨削方法、装置、数控机和存储介质。所述方法包括：获取枪钻的结构参数；对于所述枪钻的各刀面，根据所述结构参数确定所述刀面的多个特征点；根据所述刀面所对应的多个所述特征点确定与所述刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿；根据多个所述特征点中的至少一部分特征点确定所述砂轮的磨削轨迹。采用本方法计算过程简单。

Description

枪钻刀面的砂轮磨削方法、装置、数控机和存储介质

技术领域

本申请涉及刀具磨削技术领域，尤其是涉及一种枪钻刀面的砂轮磨削方法、装置、数控机和存储介质。

背景技术

枪钻是一种有效的深孔加工刀具，其各刀面是关键结构。在对其进行磨削时，需要计算出砂轮位姿。传统的枪钻刀面的砂轮磨削方法先让砂轮位姿定于一个初始位置，然后让其进行坐标旋转与平移后，确定最终刃磨的砂轮位姿。传统的方法存在计算过程繁琐的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种计算过程简单的枪钻刀面的砂轮磨削方法、装置、数控机和存储介质。

一种枪钻刀面的砂轮磨削方法，所述方法包括：

获取枪钻的结构参数；

对于所述枪钻的各刀面，根据所述结构参数确定所述刀面的多个特征点；

根据所述刀面所对应的多个所述特征点确定与所述刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿；

根据多个所述特征点中的至少一部分特征点确定所述砂轮的磨削轨迹。

一种枪钻刀面的砂轮位姿装置，所述装置包括：

结构参数获取模块，用于获取枪钻的结构参数；

特征点确定模块，用于对于所述枪钻的各刀面，根据所述结构参数确定所述刀面的多个特征点；

磨削位姿确定模块，用于根据所述刀面所对应的多个所述特征点确定与所述刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿；

磨削轨迹确定模块，用于根据多个所述特征点中的至少一部分特征点确定所述砂轮的磨削轨迹。

一种数控机，所述数控机用于实现枪钻刀面的砂轮磨削方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现各方法的步骤。

上述枪钻刀面的砂轮磨削方法、装置、数控机和存储介质，对于枪钻的各刀面，根据枪钻的结构参数确定刀面的多个特征点，根据刀面所对应的多个特征点确定与刀面成预设角度的砂轮的磨削位姿，根据多个特征点中的至少一部分特征点确定砂轮的磨削轨迹，即通过多个特征点确定平面，则可根据该特征点确定与刀面成预设角度的砂轮的磨削位姿，根据多个特征点中的至少一部分特征点确定砂轮的磨削轨迹，通过一些设定的刀面参数即可输出磨削位姿和磨削轨迹，计算过程简单并且不降低磨削精度，提高磨削效率。

附图说明

图1为一个实施例中在xOy平面上枪钻的钻尖结构参数示意图；

图2为一个实施例中在xOz平面上枪钻的钻尖结构参数示意图；

图3为一个实施例中枪钻刀面的砂轮磨削方法的流程示意图；

图4为一个实施例中砂轮磨削的示意图；

图5为一个实施例中枪钻磨削结果示意图；

图6为一个实施例中枪钻刀面的砂轮磨削装置的结构框图；

图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分。距离来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一特征角称为第二特征角，且类似地，可将第二特征角称为第一特征角。第一特征角和第二特征角两者都是特征角，但其不是同一特征角。

在一个实施例中，如图1所示，为一个实施例中在xOy平面上枪钻的钻尖结构参数示意图。如图2所示，为一个实施例中在xOz平面上枪钻的钻尖结构参数示意图。图2可视为枪钻的展开图。z轴：沿枪钻轴向指向钻尖。x轴：在前刀面内，通过钻尖垂直于枪钻轴线并指向侧刃。y轴：与z、x形成右手坐标系，垂直于前刀面。数控刃磨共需要对5个平面进行磨削，即图1中，S₁₁为外刃第一后刀面；S₁₂为外刃第二后刀面；S₂为钻尖后刀面；S₃为内刃后刀面；S₄为导流面。外刃第一后刀面、内刃后刀面和刃带分别于前刀面相交，形成外刃、内刃和侧刃。

在此坐标系下，设定枪钻的各个结构参数，参数可分为5组，分别如下：

(1)整体结构参数：枪钻外径D，钻尖到外刃的距离D/4，内刃过中心量 e，偏心距h。

(2)外刃后刀面参数：外刃半锋角α₁；α₁外刃第一后角β₁₁，外刃第二后角β₁₂，外刃第一后刀面宽度w。

(3)刀尖后刀面参数：刀尖后角β₂。

(4)内刃后刀面参数：内刃半锋角α₃，内刃后角β₃。

(5)导流面参数：导流面与x轴的夹角即导流面半锋角α₄，导流面控制角k。

在一个实施例中，如图3所示，为一个实施例中枪钻刀面的砂轮磨削方法的流程示意图，包括：

步骤302，获取枪钻的结构参数。

其中，枪钻是一种有效的深孔加工刀具，其外刃后刀面、内刃后刀面、钻尖后刀面与导流面是关键结构，后刀面主要能减少刀具与工件之间的摩擦，影响着刀具使用寿命与加工表面质量，导流面主要能引导钻尖的冷却液带着切屑排出深孔，影响着加工效率。

具体地，数控机获取输入的枪钻的结构参数。结构参数包括整体结构参数和刀面结构参数。整体结构参数如枪钻外径、内刃过中心量、偏心距。刀面结构参数包括外刃后刀面参数、刀尖后刀面参数、内刃后刀面参数和导流面参数等。

步骤304，对于枪钻的各刀面，根据结构参数确定刀面的多个特征点。

其中，刀面包括后刀面和导流面。后刀面包括外刃第一后刀面、外刃第二后刀面、钻尖后刀面和内刃后刀面。多个特征点包括至少三个特征点。该至少三个特征点可以是在该刀面的任意至少三个不同点。

具体地，数控机根据整体结构参数和各刀面的特征角确定该刀面的多个特征点。

步骤306，根据刀面所对应的多个特征点确定与刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿。

其中，预设角度与砂轮的磨削面有关。如采用砂轮的大端面进行刀面磨削，那么预设角度可以是在预设误差范围内的90度。而采用砂轮的侧刃进行刀面磨削，则预设角度可以是在预设误差范围内的0度。磨削位姿用于表示砂轮的朝向。

具体地，数控机根据第一特征点与第二特征点的第一差，第三特征点与第二特征点的第二差，该第一差和第二差的叉乘结果，确定与刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿。

步骤308，根据多个特征点中的至少一部分特征点确定砂轮的磨削轨迹。

其中，砂轮的磨削轨迹用于表示砂轮的磨削路径。磨削轨迹可通过砂轮磨削起点以及砂轮磨削位移表示。

具体地，数控机根据多个特征点中的超过刀面范围的特征点或者刀面顶点，确定砂轮磨削起点。数控机根据至少一部分特征点确定砂轮对应于该刀面的的磨削位移。根据砂轮的磨削位姿和砂轮的磨削轨迹控制砂轮对各刀面进行枪钻磨削。

本实施例中，对于枪钻的各刀面，根据枪钻的结构参数确定刀面的多个特征点，根据刀面所对应的多个特征点确定与刀面成预设角度的砂轮的磨削位姿，根据多个特征点中的至少一部分特征点确定砂轮的磨削轨迹，即通过多个特征点确定平面，则可根据该特征点确定与刀面成预设角度的砂轮的磨削位姿，根据多个特征点中的至少一部分特征点确定砂轮的磨削轨迹，通过一些设定的刀面参数即可输出磨削位姿和磨削轨迹，计算过程简单并且不降低磨削精度，提高磨削效率。

在一个实施例中，多个特征点包括第一特征点、第二特征点和第三特征点；刀面包括后刀面；

根据结构参数确定刀面的多个特征点，包括：

根据枪钻的整体结构参数确定后刀面的第一特征点；

根据整体结构参数和后刀面对应的第一特征角，确定后刀面的第二特征点；

根据整体结构参数和后刀面对应的第二特征角，确定后刀面的第三特征点。

其中，整体结构参数是指整个刀具通用的结构参数。例如整体结构参数包括但不限于枪钻外径、内刃过中心量、偏心距。

多个特征点包括第一特征点、第二特征点和第三特征点。多个特征点中的一个特征点可以是刀面顶点。后刀面所在平面包含后刀面。第一特征点、第二特征点和第三特征点可以是在后刀面上的点，也可以仅是在后刀面所在的平面上。由于枪钻的部分平面与两个角如半锋角和后角相关，因此需要结合两个特征角确定特征点。

具体地，第一特征点可以是后刀面的顶点，如钻心尖点。而钻心尖点是外刃第一后刀面、外刃第二后刀面、内刃后刀面上的一个顶点。如图2中的A点即为钻心尖点。如图2中的B点可以通过整体结构参数计算得到。该点是内刃后刀面和导流面的顶点。A点和B点均可通过刀具整体结构参数得到。可以理解的是，该第一特征点也可以是在刀具弧面上的点，通过刀具整体结构参数可以计算得到。

第二特征点和第三特征点中的其中一个点与该刀面第一特征角相关，另一个点与该刀面的第二特征角相关。第二特征点和第三特征点也可以与第一特征角和第二特征角均相关。如外刃第一后刀面的第二特征点可根据枪钻外径以及外刃半锋角确定，第三特征点可根据枪钻外径以及外刃第一后角确定。

本实施例中，刀面的一些点可以通过刀具的整体结构参数确定，因此根据枪钻的整体结构参数确定后刀面的第一特征点；由于刀面还与该刀面所对应的一些角度相关，因此取的特征点与该刀面的特征角相关，根据整体结构参数和后刀面对应的第一特征角，确定后刀面的第二特征点；根据整体结构参数和后刀面对应的第二特征角，确定后刀面的第三特征点，从而可基于特征点计算出磨削位姿和轨迹，计算简便，并且不降低磨削精度。

在一个实施例中，后刀面包括外刃第一后刀面。如图2中的S11平面。

根据整体结构参数确定后刀面的第一特征点，包括：

根据枪钻的外径和偏心距，确定外刃第一后刀面的第一特征点；

根据整体结构参数和后刀面对应的第一特征角，确定后刀面的第二特征点，包括：

根据外径、偏心距和外刃半锋角，确定外刃第一后刀面的第二特征点；

根据整体结构参数和后刀面对应的第二特征角，确定后刀面的第三特征点，包括：

根据外刃第一后刀面的第二特征点和外刃第一后角，确定外刃第一后刀面的第三特征点。

其中，外径是指枪钻圆柱的直径。偏心距如图1中的h。第一特征点可以是钻心尖点。外刃第一后刀面所对应的第一特征角为外刃半锋角α₁。外刃第一后刀面所对应的第二特征角为外刃第一后角β₁₁。

具体地，通过分析刀具结构参数，外刃第一后刀面S₁₁上的三个特征点即第一特征点A₁₁、第二特征点B₁₁、第三特征点C₁₁。

C₁₁＝B₁₁+(0 -w -w*tanβ₁₁)

其中包括枪钻外径D、钻尖到外刃的距离D/4、偏心距h、外刃半锋角α1、外刃第一后角β11、w可以是外刃第一后刀面宽度，也可以大于该外刃第一后刀面宽度。A₁₁是钻心尖点。B₁₁是在A₁₁的基础上，取在y＝0的轴上结合了外刃半锋角所得到的。C₁₁是在B₁₁的基础上，取在X＝0轴上的点，结合外刃第一后角所得到的。

本实施例中，根据枪钻的外径和偏心距，可确定第一后刀面的第一特征点，根据外径、偏心距和外刃半锋角确定外刃第一后刀面的第二特征点，根据该第二特征点和外刃第一后角确定第三特征点，可基于特征点计算出磨削位姿和轨迹，以对该外刃第一后刀面进行磨削。

在一个实施例中，后刀面包括外刃第二后刀面。

根据枪钻的整体结构参数确定后刀面的第一特征点，还包括：

根据外刃第一后刀面的第一特征点和外刃第一后角，确定外刃第二后刀面的第一特征点；

根据整体结构参数和后刀面对应的第一特征角，确定后刀面的第二特征点，还包括：

根据外刃第一后刀面的第三特征点确定外刃第二后刀面的第二特征点；

根据整体结构参数和后刀面对应的第二特征角，确定后刀面的第三特征点，还包括：

根据外刃第二后刀面的第二特征点和外刃第二后角，确定外刃第二后刀面的第三特征点。

其中，外刃第二后刀面的第一特征角可以是外刃第一后角，第二特征角可以是外刃第二后角。

具体地，外刃第二后刀面S₁₂上的三个特征点即第一特征点A₁₂、第二特征点B₁₂、第三特征点C₁₂，通过该三个特征点即可确定外刃第二后刀面S₁₂。通过分析刀具结构参数，可知：

A₁₂＝A₁₁+(0 -w -w*tanβ₁₁)

B₁₂＝C₁₁

其中包括外刃第一后刀面的第一特征点A11、外刃第一后刀面的枪钻外径 D，外刃第一后角β₁₁，外刃第二后角β₁₂，w可以是外刃第一后刀面宽度，也可以大于该外刃第一后刀面宽度。

本实施例中，外刃第二后刀面和外刃第一后刀面相连接，因此可以基于外刃第一后刀面的一些参数以及外刃第二后刀面的两个特征角，即外刃第一后角和外刃第二后角，确定砂轮的磨削位姿和磨削轨迹，对外刃第二后刀面进行磨削。

在一个实施例中，后刀面包括钻尖后刀面。根据整体结构参数确定后刀面的第一特征点，包括：

根据枪钻的整体结构参数和外刃第一后角确定钻尖后刀面的第一特征点；

根据钻尖后刀面的第一特征点和刀尖后角，确定钻尖后刀面的第二特征点；

根据整体结构参数、外刃第一后角和刀尖后角，确定钻尖后刀面的第三特征点。

其中，钻尖后刀面如图1的S₂平面。钻尖后刀面与外刃第二后刀面有交线。第一特征角可以是刀尖后角。第二特征角可以是外刃第一后角。

具体地，钻尖后刀面S₂上的三个特征点即第一特征点A₂、第二特征点B₂和第三特征点C₂，通过该三个特征点即可确定钻尖后刀面S₂。通过分析刀具结构参数，可知：

A₂＝A₁₂

C₂＝B₂+(1 0 0)

其中包括外刃第二后刀面的第一特征点A₁₂、枪钻外径D，外刃第二后角β₁₂，刀尖后角β₂。

本实施例中，与枪钻后刀面相关的第一特征角和第二特征角分别是刀尖后角和外刃第一后角，那么可根据这些参数确定枪钻后刀面，以获得磨削轨迹和磨削位姿，快速磨削出枪钻后刀面。

在一个实施例中，后刀面包括内刃后刀面。根据整体结构参数确定后刀面的第一特征点，包括：

根据枪钻外径确定内刃后刀面的第一特征点；

根据枪钻外径和内刃半锋角确定内刃后刀面的第二特征点；

根据内刃后刀面的第二特征点和内刃后角确定内刃后刀面的第三特征点。

其中，内刃后刀面如图1中的S3平面。内刃后刀面对应的第一特征角可以是内刃半锋角，第二特征角可以是内刃后角。

具体地，内刃后刀面S₃上的三个特征点即第一特征点A₃、第二特征点B₃和第三特征点C₃，通过该三个特征点即可确定钻尖后刀面S₃。通过分析刀具结构参数，可知：

A₃＝A₁₁

C₃＝B₃+(0 -1 -tanβ₃)

其中包括外刃第一后刀面的第一特征点A₁₁、枪钻外径D、内刃半锋角α₃、内刃后角β₃。

本实施例中，与内刃后刀面相关的第一特征角和第二特征角分别是内刃半锋角和内刃后角，那么可根据这些参数确定内刃后刀面，以获得磨削轨迹和磨削位姿，快速磨削出内刃后刀面。

在一个实施例中，刀面包括导流面；根据结构参数确定枪钻各刀面的多个特征点，包括：

根据整体结构参数和内刃半锋角，确定导流面的第一特征点；

根据导流面的第一特征点和导流面半锋角，确定导流面的第二特征点；

根据第二特征点和导流面控制角，确定导流面的第三特征点。

其中，导流面如图1中的S4平面。导流面半锋角是指导流面与y轴的夹角。导流面可根据枪钻外径、内刃过中心量、内刃半锋角、导流面半锋角和导流面控制角确定。

具体地，导流面S₄上的三个特征点即第一特征点A₄、第二特征点B₄和第三特征点C₄，通过该三个特征点即可确定导流面S₄。通过分析刀具结构参数，可知：

C₄＝B₄+(0 -1 -tan k)

其中包括枪钻外径D，内刃过中心量e，内刃半锋角α₃，导流面与xOz面的交线与x轴的夹角α₄，导流面控制角k。

本实施例中，导流面与内刃半锋角、导流面半锋角和导流面控制角相关，那么可根据整体结构参数和内刃半锋角，确定在导流面的第一特征点；通过第一特征点结合导流面半锋角，可快速确定导流面的第二特征点；通过第二特征点结合导流面控制角，即可将三个角均结合，确定导流面的第三特征点，从而确定对导流面的磨削位姿和磨削轨迹，磨削出导流面。

在一个实施例中，特征点包括刀面顶点；根据多个特征点中的至少一部分特征点确定用于磨削枪钻的砂轮的磨削轨迹，包括：

根据刀面顶点和多个特征点中其中一个特征点，确定对应的单位向量；

根据单位向量与砂轮端面半径之积，积与刀面顶点之和，确定对应刀面的砂轮磨削起点；

根据多个特征点中包括刀面范围的两个特征点之差，确定用于磨削枪钻的砂轮磨削位移。

具体地，如图4所示，为一个实施例中砂轮磨削的示意图。其中，O_g为砂轮磨削起点，M_g为砂轮磨削位移，F_g为磨削位姿。刀面顶点和其中一个特征点，通过计算即能确定位于该刀面上的一个单位向量。由于采用砂轮的大端面进行磨削，那么根据单位向量与砂轮半径之积，积与刀面顶点之和，即可确定对应刀面的砂轮磨削起点。

包括刀面范围的两个特征点是指该两个特征点的x坐标范围大于或等于对应刀面的x坐标范围、y轴坐标范围大于或等于对应刀面的y坐标范围中的至少一种。如该两个特征点中的其中一个可以是该刀面顶点，另一个可以是刀面但不在该刀面上的特征点。

具体地，数控机根据刀面顶点和其中一个特征点，通过单位向量的计算方式，计算出对应的单位向量。数控机根据单位向量与砂轮端面半径之积，积与刀面顶点之和，即可获得处于刀面顶点位置的砂轮磨削起点。数控机根据多个特征点中包括刀面范围的两个特征点之差，确定用于磨削枪钻的砂轮磨削位移。

以A₁₁是外刃第一后刀面的刀面顶点，B₁₁是外刃第一后刀面的另一个特征点，R_g是砂轮端面半径为例，计算如下：

砂轮磨削起点O_g＝A₁₁+(A₁₁-B₁₁)/|A₁₁-B₁₁|*R_g

砂轮磨削位移M_g＝B₁₁-A₁₁

本实施例中，根据刀面顶点和其中一个特征点，则可得到刀面上的一个单位向量；根据单位向量与砂轮端面半径之积，即与刀面顶点之和，即可确定从刀面顶点开始磨削的情况下砂轮磨削起点坐标；根据包含刀面范围的两个特征点之差确定砂轮磨削位移，能够保证砂轮能够磨削出整个刀面，提高磨削的完整性。

在一个实施例中，计算刃磨外刃第一后刀面S₁₁的砂轮中心点O_{g_11}、砂轮矢量F_{g_11}及砂轮运动矢量M_{g_11}。

F_{g_11}＝(A₁₁-B₁₁)×(C₁₁-B₁₁)

O_{g_11}＝A₁₁+(A₁₁-B₁₁)/|A₁₁-B₁₁|*R_g

M_{g_11}＝B₁₁-A₁₁

计算刃磨外刃第二后刀面S₁₂的砂轮中心点O_{g_12}、砂轮矢量F_{g_12}及砂轮运动矢量M_{g_12}。

F_{g_12}＝(A₁₂-B₁₂)×(C₁₂-B₁₂)

O_{g_12}＝A₁₂+(A₁₂-B₁₂)/|A₁₂-B₁₂|*R_g

M_{g_12}＝B₁₂-A₁₂

计算刃磨钻尖后刀面S₂的砂轮中心点O_{g_2}、砂轮矢量F_{g_2}及砂轮运动矢量 M_{g_2}。

F_{g_2}＝(B₂-A₂)×(C₂-B₂)

O_{g_2}＝A₂+(A₂-B₂)/|A₂-B₂|*R_g

M_{g_2}＝B₂-A₂

计算刃磨内刃后刀面S₃的砂轮中心点O_{g_3}、砂轮矢量F_{g_3}及砂轮运动矢量 M_{g_3}。

F_{g_3}＝(C₃-B₃)×(A₃-B₃)

O_{g_3}＝A₃+(A₃-B₃)/|A₃-B₃|*R_g

M_{g_3}＝B₃-A₃

计算刃磨导流面S₄的砂轮中心点O_{g_4}、砂轮矢量F_{g_4}及砂轮运动矢量M_{g_4}。

F_{g_4}＝(A₄-B₄)×(C₄-B₄)

O_{g_4}＝A₄+(A₄-B₄)/|A₄-B₄|*R_g

M_{g_4}＝B₄-A₄

为了验算所提出的枪钻后刀面与导流面刃磨的砂轮位姿计算方法，输入枪钻后刀面与导流面相关几何参数和工艺参数，输出其刀位轨迹文件，再通过后置处理输出数控机床的NC程序。

三维仿真则使用Vericut8.0来实现，其仿真数据及结果如下。

如表1所示，设计参数与仿真参数误差均低于7％，验证了该方法的正确性与有效性。

表1设计参数与仿真参数对比

参数	设计参数	仿真参数	误差
				外刃半锋角	59°	58.7°	0.5％
外刃第一后角	10°	9.5°	5％
				外刃第一后刀面宽度	0.4mm	0.41mm	2.5％
外刃第二后角	20°	18.9°	5.5％
				刀尖后角	30°	29.6°	1.3％
内刃半锋角	59°	58.7°	0.5％
				内刃后角	10°	10.3°	3％
导流面半锋角	45°	45.5°	1.1％
				导流面控制角	20°	18.6°	7％

在Vericut8.0中进行磨削仿真的结果如图5所示。图5为一个实施例中枪钻磨削结果示意图。提供一种平面型枪钻后刀面与导流面刃磨的砂轮位姿计算方法，因为平面型枪钻的后刀面与导流面均为平面，所以可以通过预设的刀具参数先确定各平面上的三个特征点，再通过特征点直接计算出砂轮的位姿与磨削轨迹，该方法计算过程简单。

在一个实施例中，一种枪钻刀面的砂轮磨削方法，包括：

步骤(a1)，获取枪钻的结构参数。

步骤(a2)，根据枪钻的外径和偏心距，确定外刃第一后刀面的第一特征点。

步骤(a3)，根据外径、偏心距和外刃半锋角，确定外刃第一后刀面的第二特征点。

步骤(a4)，根据外刃第一后刀面的第二特征点和外刃第一后角，确定外刃第一后刀面的第三特征点。

步骤(a5)，根据外刃第一后刀面的第一特征点、外刃第一后刀面的第二特征点和外刃第一后刀面的第三特征点确定与外刃第一后刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿。

步骤(a6)，根据外刃第一后刀面的第一特征点、外刃第一后刀面的第二特征点、外刃第一后刀面的第三特征点中的至少一部分特征点确定砂轮的外刃第一后刀面的磨削轨迹。

步骤(a7)，根据外刃第一后刀面的第一特征点和外刃第一后角，确定外刃第二后刀面的第一特征点。

步骤(a8)，根据外刃第一后刀面的第三特征点确定外刃第二后刀面的第二特征点。

步骤(a9)，根据外刃第二后刀面的第二特征点和外刃第二后角，确定外刃第二后刀面的第三特征点。

步骤(a10)，根据外刃第二后刀面的第一特征点、外刃第二后刀面的第二特征点和外刃第二后刀面的第三特征点确定与外刃第二后刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿。

步骤(a11)，根据刀面顶点和多个特征点中其中一个特征点，确定对应的单位向量。

步骤(a12)，根据单位向量与砂轮端面半径之积，积与刀面顶点之和，确定外刃第二后刀面的砂轮磨削起点。

步骤(a13)，根据多个特征点中包括刀面范围的两个特征点之差，确定外刃第二后刀面的砂轮磨削位移。

步骤(a14)，根据枪钻的整体结构参数和外刃第一后角确定钻尖后刀面的第一特征点。

步骤(a15)，根据钻尖后刀面的第一特征点和刀尖后角，确定钻尖后刀面的第二特征点。

步骤(a16)，根据整体结构参数、外刃第一后角和刀尖后角，确定钻尖后刀面的第三特征点。

步骤(a17)，根据钻尖后刀面的第一特征点、钻尖后刀面的第二特征点和钻尖后刀面的第三特征点确定与钻尖后刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿。

步骤(a18)，根据刀面顶点和多个特征点中其中一个特征点，确定对应的单位向量。

步骤(a19)，根据单位向量与砂轮端面半径之积，积与刀面顶点之和，确定钻尖后刀面的砂轮磨削起点。

步骤(a20)，根据多个特征点中包括刀面范围的两个特征点之差，确定钻尖后刀面的砂轮磨削位移。

步骤(a21)，根据枪钻外径确定内刃后刀面的第一特征点。

步骤(a22)，根据枪钻外径和内刃半锋角确定内刃后刀面的第二特征点。

步骤(a23)，根据内刃后刀面的第二特征点和内刃后角确定内刃后刀面的第三特征点。

步骤(a24)，根据内刃后刀面的第一特征点、内刃后刀面的第二特征点和内刃后刀面的第三特征点确定与内刃后刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿。

步骤(a25)，根据刀面顶点和多个特征点中其中一个特征点，确定对应的单位向量。

步骤(a26)，根据单位向量与砂轮端面半径之积，积与刀面顶点之和，确定内刃后刀面的砂轮磨削起点。

步骤(a27)，根据多个特征点中包括刀面范围的两个特征点之差，确定内刃后刀面的砂轮磨削位移。

步骤(a28)，根据整体结构参数和内刃半锋角，确定导流面的第一特征点。

步骤(a29)，根据导流面的第一特征点和导流面半锋角，确定导流面的第二特征点。

步骤(a30)，根据第二特征点和导流面控制角，确定导流面的第三特征点。

步骤(a31)，根据钻尖后刀面的第一特征点、钻尖后刀面的第二特征点和钻尖后刀面的第三特征点确定与钻尖后刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿。

步骤(a32)，根据刀面顶点和多个特征点中其中一个特征点，确定对应的单位向量。

步骤(a33)，根据单位向量与砂轮端面半径之积，积与刀面顶点之和，确定导流面的砂轮磨削起点。

步骤(a34)，根据多个特征点中包括刀面范围的两个特征点之差，确定导流面的砂轮磨削位移。

步骤(a35)，按照对应刀面的砂轮的磨削位姿、砂轮磨削起点以及砂轮磨削位移，控制砂轮对外刃第一后刀面、外刃第二后刀面、钻尖后刀面、内刃后刀面和导流面进行磨削。

本实施例中，通过枪钻的结构参数先确定平面上的三个特征点，再通过特征点计算出砂轮位姿以及磨削轨迹，计算过程简单。

应该理解的是，虽然上述图3的流程图中各个步骤按照箭头的指示依次显示，步骤(a1)至步骤(a35)中的各个步骤按照标号指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头或者数字指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图6所示，为一个实施例中枪钻刀面的砂轮磨削装置的结构框图。图6提供了一种枪钻刀面的砂轮磨削装置，该装置可以采用软件模块或者硬件模块，或者二者的结合成为计算机设备的一部分，该装置具体包括：结构参数获取模块602、特征点确定模块604、磨削位姿确定模块606 和磨削轨迹确定模块608，其中：

结构参数获取模块602，用于获取枪钻的结构参数；

特征点确定模块604，用于对于所述枪钻的各刀面，根据所述结构参数确定所述刀面的多个特征点；

磨削位姿确定模块606，用于根据所述刀面所对应的多个所述特征点确定与所述刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿；

磨削轨迹确定模块608，用于根据多个所述特征点中的至少一部分特征点确定所述砂轮的磨削轨迹。

在一个实施例中，多个特征点包括第一特征点、第二特征点和第三特征点；刀面包括后刀面。特征点确定模块604，用于根据枪钻的整体结构参数确定后刀面的第一特征点；根据整体结构参数和后刀面对应的第一特征角，确定后刀面的第二特征点；根据整体结构参数和后刀面对应的第二特征角，确定后刀面的第三特征点。

在一个实施例中，后刀面包括外刃第一后刀面。特征点确定模块604，用于根据枪钻的外径和偏心距，确定外刃第一后刀面的第一特征点；根据外径、偏心距和外刃半锋角，确定外刃第一后刀面的第二特征点；根据外刃第一后刀面的第二特征点和外刃第一后角，确定外刃第一后刀面的第三特征点。

在一个实施例中，后刀面包括外刃第二后刀面。特征点确定模块604，用于根据外刃第一后刀面的第一特征点和外刃第一后角，确定外刃第二后刀面的第一特征点；根据外刃第一后刀面的第三特征点确定外刃第二后刀面的第二特征点；根据外刃第二后刀面的第二特征点和外刃第二后角，确定外刃第二后刀面的第三特征点。

在一个实施例中，后刀面包括钻尖后刀面。特征点确定模块604，用于根据枪钻的整体结构参数和外刃第一后角确定钻尖后刀面的第一特征点；根据钻尖后刀面的第一特征点和刀尖后角，确定钻尖后刀面的第二特征点；根据整体结构参数、外刃第一后角和刀尖后角，确定钻尖后刀面的第三特征点。

在一个实施例中，后刀面包括内刃后刀面。特征点确定模块604，用于根据枪钻外径确定内刃后刀面的第一特征点；根据枪钻外径和内刃半锋角确定内刃后刀面的第二特征点；根据内刃后刀面的第二特征点和内刃后角确定内刃后刀面的第三特征点。

在一个实施例中，刀面包括导流面。特征点确定模块604，用于根据整体结构参数和内刃半锋角，确定导流面的第一特征点；根据导流面的第一特征点和导流面半锋角，确定导流面的第二特征点；根据第二特征点和导流面控制角，确定导流面的第三特征点。

在一个实施例中，磨削轨迹确定模块608，用于根据刀面顶点和多个特征点中其中一个特征点，确定对应的单位向量；

关于枪钻刀面的砂轮磨削装置的具体限定可以参见上文中对于枪钻刀面的砂轮磨削方法的限定，在此不再赘述。上述枪钻刀面的砂轮磨削装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端设备，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过 WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种枪钻刀面的砂轮磨削方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得计算机设备执行上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例中流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用地对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)等。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.一种枪钻刀面的砂轮磨削方法，其特征在于，所述方法包括：

获取枪钻的结构参数；

根据所述枪钻的外径和偏心距，确定外刃第一后刀面的第一特征点；所述外刃第一后刀面的第一特征点D为所述外径，h为所述偏心距；

根据所述外径、所述偏心距和外刃半锋角，确定所述外刃第一后刀面的第二特征点；所述外刃第一后刀面的第二特征点α₁为所述外刃半锋角；

根据所述外刃第一后刀面的第二特征点和外刃第一后角，确定所述外刃第一后刀面的第三特征点；所述外刃第一后刀面的第三特征点C₁₁＝B₁₁+(0-w-w*tanβ₁₁)，w与外刃第一后刀面宽度相关，β₁₁为所述外刃第一后角；

根据刀面所对应的多个特征点确定与所述刀面呈预设角度的砂轮的磨削位姿；

根据刀面顶点和所述多个特征点中其中一个特征点，确定对应的单位向量；

根据所述单位向量与砂轮端面半径之积，所述积与所述刀面顶点之和，确定所述刀面的砂轮磨削起点；

根据多个所述特征点中包括刀面范围的两个特征点之差，确定对应刀面的砂轮磨削位移。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刀面包括外刃第二后刀面；

所述方法还包括：

根据所述外刃第一后刀面的第一特征点和所述外刃第一后角，确定所述外刃第二后刀面的第一特征点；所述外刃第二后刀面的第一特征点A₁₂＝A₁₁+(0-w-w*tanβ₁₁)；

根据所述外刃第一后刀面的第三特征点确定所述外刃第二后刀面的第二特征点；所述外刃第二后刀面的第二特征点B₁₂＝C₁₁；

根据所述外刃第二后刀面的第二特征点和外刃第二后角，确定所述外刃第二后刀面的第三特征点；所述外刃第二后刀面的第三特征点 β₁₂为所述外刃第二后角。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刀面包括钻尖后刀面；

所述方法还包括：

根据所述枪钻的整体结构参数和所述外刃第一后角确定所述钻尖后刀面的第一特征点；所述钻尖后刀面的第一特征点A₂＝A₁₂；

根据所述钻尖后刀面的第一特征点和刀尖后角，确定所述钻尖后刀面的第二特征点；所述钻尖后刀面的第二特征点β₂为所述刀尖后角；

根据所述整体结构参数、所述外刃第一后角和所述刀尖后角，确定所述钻尖后刀面的第三特征点；所述钻尖后刀面的第三特征点C₂＝B₂+(1 0 0)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刀面包括内刃后刀面；

所述方法还包括：

根据所述枪钻外径确定所述内刃后刀面的第一特征点；所述内刃后刀面的第一特征点A₃＝A₁₁；

根据所述枪钻外径和内刃半锋角确定所述内刃后刀面的第二特征点；所述内刃后刀面的第二特征点α₃为所述内刃半锋角；

根据所述内刃后刀面的第二特征点和内刃后角确定所述内刃后刀面的第三特征点；所述内刃后刀面的第三特征点C₃＝B₃+(0-1-tanβ₃)，β₃为所述内刃后角。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刀面包括导流面；

所述方法还包括：

根据整体结构参数和内刃半锋角，确定所述导流面的第一特征点，所述导流面的第一特征点e为内刃过中心量；

根据所述导流面的第一特征点和导流面半锋角，确定所述导流面的第二特征点，所述导流面的第二特征点α₄为所述导流面半锋角；

根据所述导流面的第二特征点和导流面控制角，确定所述导流面的第三特征点，所述导流面的第三特征点C₄＝B₄+(0 -1 -tan k)，k为所述导流面控制角。

6.一种枪钻刀面的砂轮磨削装置，其特征在于，所述装置用于实现权利要求1至5任一项所述的方法的步骤。

7.一种数控机，其特征在于，所述数控机用于实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。