现代设计分析方法不断更新发展，为机床结构的设计、优化及改进提供了全新的方法，选择合适的优化设计方法不但降低了成本，缩短了设计周期，而且提高了产品质量。本文主要研究机械式剪板机压料装置及机架的结构设计和优化，最终获得了优化设计的方案。首先，对结构优化设计方法和原理进行了对比分析，提出基于响应面法和遗传算法相结合的多目标优化设计方法，并对其原理和优化步骤进行研究探讨。其次，运用Pro/Engineer软件对剪板机整体结构进行了参数化建模，并对整体装配模型进行干涉分析，同时根据其工作原理和相关数据对关键结构进行了受力分析。再次，将建立的剪板机压料装置和机架结构的三维参数化模型直接导入有限元分析软ANSYS Workbench中，对结构进行静力和动力仿真分析，根据分析结果对结构进行改进，并对压料装置工况接触问题进行研究，确保结构设计安全可靠。最后，对压料装置结构建立形状和尺寸优化问题下的参数化模型，采用中心复合实验设计方法抽取样本点，依据响应面法对样本点进行数值模拟，最终通过多目标遗传算法确定优化方案，获得优化结果。