1.一种蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，其用于模拟磨齿加工机床的蜗杆砂轮对一个待加工件的磨齿过程，并计算出磨齿加工仿真阶段的磨削力；其特征在于，所述磨削力的仿真计算方法包括以下步骤：S1：在三维仿真软件中建立用于表征在磨齿过程中所述砂轮与所述待加工件的相对位置和运动的磨齿运动学模型，并得到反映一个砂轮坐标系与一个工件坐标系二者之间坐标转换关系的坐标映射函数：G＝M12M23M34E

式中，E表示任意一点在所述砂轮坐标系上的齐次坐标，G表示该点映射到所述工件坐标系上的齐次坐标；M12表示从所述砂轮坐标系到一个对刀坐标系的变换矩阵；M23表示从所述对刀坐标系到所述机床的参考坐标系的变换矩阵；M34表示从所述机床的参考坐标系到所述工件坐标系下的变换矩阵；

S2：根据所述坐标映射函数建立所述砂轮的其中一个工作面三维模型；

S3：获取所述待加工件的其中一个待磨削齿槽三维模型；

S4：根据所述磨齿运动学模型，利用所述工作面三维模型对所述待磨削齿槽三维模型进行模拟磨削，经过穿透计算分别得到结构相互匹配的未变形切屑模型和磨削齿槽模型；

S5：根据所述未变形切屑模型创建出多个垂直于切削速度方向且与所述未变形切屑模型相交的平面，并提取每处所述平面与所述未变形切屑模型的交叠面，进而计算出每处所述交叠面的磨削力Fc：式中，μ表示与砂轮磨削能力以及材料去除效率相关的固有参数；bs表示有效砂轮宽度；

k为单位面积磨削力；n为磨削过程中的摩擦影响因子；Acu为所述交叠面的面积；l为外圆磨削接触弧任意接触长度，s为l的积分上限；Nd(l)为所述外圆磨削接触弧任意接触长度l上范围内的动态磨削刃数。

2.根据权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，其特征在于，步骤S1中，根据所述磨齿加工机床的结构以及磨齿加工原理，建立O1‑X1Y1Z1坐标系、O2‑X2Y2Z2坐标系、O3‑X3Y3Z3坐标系和O4‑X4Y4Z4坐标系，以分别作为所述砂轮坐标系、所述对刀坐标系、所述机床的参考坐标系和所述工件坐标系；

其中，O1‑X1Y1Z1坐标系用于表征所述砂轮位置，Y1轴与所述砂轮的轴线重合；O1‑X1Y1Z1坐标系与所述砂轮固定连接，且跟随所述砂轮绕其轴线转动；O2‑X2Y2Z2坐标系相对于O1‑X1Y1Z1坐标系绕X1轴旋转过一个砂轮安装角，且沿Y1轴进给一个切向进给量；O4‑X4Y4Z4坐标系的Z4轴与所述待加工件轴线重合，X4轴指向所述待加工件上的待磨削齿槽的中心点。

3.根据权利要求2所述的蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，其特征在于，步骤S1中，M12、M23以及M34三者的变换矩阵分别表示为：式中，θs为所述砂轮安装角；τ为所述切向进给量；ρ为径向进给量；ζ为砂轮轴向进给量；

ψ为工件回转角度； 为砂轮回转角。

4.根据权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述砂轮的工作面三维模型的建立方法包括以下步骤：S21：根据所述坐标映射函数，分别获取：任意时刻所述砂轮上的一点p1、p1点在Y轴上的投影点、以及所述砂轮的中心点三者在所述工件固连坐标系上的坐标值，并以该三点创建一个基准面；

S22：利用所述砂轮以及所述砂轮上各点的坐标，确定砂轮齿形在所述基准面上的位置并在该位置插入一个建立的截面齿形草图块，进而建立出其中一个角度处的砂轮齿形草图一；

其中，所述砂轮上其他各个角度处的砂轮齿形草图的建立方法均按照所述砂轮齿形草图一的建立方法类推；

S23：在所述砂轮表面上设置多个取样点并根据所述取样点建立一条三维样条曲线，进而根据所述砂轮各个角度的砂轮齿形草图进行放样形成一个三维曲面一，即所述工作面三维模型。

5.根据权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，其特征在于，步骤S3中，通过数学计算软件获取齿面点云，经网格处理生成三维曲面二，并在所述三维曲面二上添加磨削余量，进而得到所述待磨削齿槽三维模型。

6.根据权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，其特征在于，步骤S4中，将穿透计算后得到的所述磨削齿槽模型作为下一次仿真过程中所述待加工件的工件齿槽。

7.根据权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，其特征在于，步骤S5中，在计算每处所述交叠面的磨削力之前，还先将所述未变形切屑模型进行放大处理，再将放大后的所述未变形切屑模型分割为多个等厚度的近似矩形微元。

8.根据权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，其特征在于，步骤S5中，所述外圆磨削接触弧任意接触长度l上范围内的动态磨削刃数Nd(l)为：式中，An为比例系数；Ce为磨粒密度；Vw和Vs分别为所述砂轮的线速度和工件切除速度；

ap为切削深度；de为等效砂轮直径；ls为接触长度；α和β为表征磨粒在砂轮工作面上分布状态的指数。

9.根据权利要求8所述的蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，其特征在于，对于外圆磨削，等效砂轮直径de的计算公式为：其中，dw为一个带有圆形表面的模拟工件的直径，且所述模拟工件用于模拟所述待加工件的渐开线齿面上任意一点处的几何形状；ds为一个带有圆形表面的模拟砂轮的直径，且所述模拟砂轮用于模拟所述砂轮的表面；所述模拟工件的直径dw的表达公式为：式中，rw为所述模拟工件的曲率半径；z、mn以及αt分别为所述待加工件的齿数、模数以及端面压力角；

所述模拟砂轮的直径ds的表达公式为：

式中，d0为接触点处直径；α为法面压力角。

10.一种蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算系统，其特征在于，其应用如权利要求1至9项中任意一项所述的蜗杆砂轮磨齿加工磨削力的仿真计算方法，进而实现模拟磨齿加工机床的蜗杆砂轮对一个待加工件的磨齿过程，并计算出磨齿加工仿真阶段的磨削力；所述仿真计算系统包括：模型生成组件，其包括第一生成模块、第二生成模块以及第三生成模块；所述第一生成模块用于在三维仿真软件中建立磨齿运动学模型，还用于得到反映一个砂轮坐标系与一个工件坐标系二者之间坐标转换关系的坐标映射函数；所述第二生成模块用于根据所述坐标映射函数建立所述砂轮的其中一个工作面三维模型；所述第三生成模块用于获取所述待加工件的其中一个待磨削齿槽三维模型；

模拟磨削组件，其用于根据所述磨齿运动学模型，利用所述工作面三维模型对所述待磨削齿槽三维模型进行模拟磨削，经过穿透计算分别得到结构相互匹配的未变形切屑模型和磨削齿槽模型；以及磨削力计算组件，其用于根据所述未变形切屑模型创建出多个垂直于切削速度方向且与所述未变形切屑模型相交的平面，并提取每处所述平面与所述未变形切屑模型的交叠面，进而计算出每个所述交叠面处的磨削力。