叶片类曲面是一种特殊的薄壁特征自由曲面。这类曲面的表面曲率变化大,且无明显规律,在工作中经常面临高温、高压、腐蚀等复杂工况,导致应力和温度变化剧烈,对其表面加工精度和表面质量等都提出了严格要求。近年来,砂带磨削由于其特有的弹性接触特征以及高效高质、经济、环保等特点,已经广泛应用于叶片类曲面的磨抛处理工序中。叶片类曲面的砂带磨削过程本质上是接触轮、砂带和曲面之间的复杂非线性接触作用。然而,当前对于该过程中接触作用机理方面的研究较少,对于叶片型面曲率变化的影响考虑不足,许多内容在国外处于保密状态,很大程度上制约了该技术的工程应用。为此,本文对接触轮在叶片类曲面的数控砂带打磨过程中的接触作用机理和工艺优化方法展开深入研究,主要内容如下:通过分析叶片砂带磨床的运动特征,指出砂带曲面磨削过程中主要的干涉为接触轮曲率干涉和宽度干涉,并提出了相应的干涉判定方法。将经典的Hertz接触理论和曲面理论结合,建立了叶片类曲面砂带磨削接触的理论模型,并通过ABAQUS非线性仿真软件对参数曲面进行了有限元分析,同时采取不同的磨削压力和不同的曲率半径进行仿真,验证了接触模型的正确性。通过对不同轨迹规划方法的分析,从截平面法出发,充分考虑了加工表面的曲率特性,提出了NURBS曲线弧长优化算法。在砂带磨削曲面接触理论的基础上,将材料去除过程视为接触椭圆沿磨削路径行进的过程,建立了曲面材料去除模型,与一般的材料去除模型相比,充分考虑了曲面曲率的变化,使不同曲率的加工点处的材料去除量更加均匀,也为磨削参数的曲率适应调整提供了依据。在指定的弦长误差下,提出了进给速度的动态调整方法,可以提高加工精度。基于截平面法,将接触轮宽度作为确定行距的重要依据,提出了根据加工去除余量和曲率变化的磨削行距调整方法,可以提高材料去除的均匀性。根据等弦高法的算法特点,提出了基于曲率调整的走刀步长调整方法。提出了接触轮进行位姿调整时需要满足的三个必要条件,并制订了完整的接触轮位姿调整策略。通过基于有限元法的接触分析,发现对于真实叶片加工过程,单一的位姿调整难以保证加工质量的均匀稳定性。通过对不同曲面域的接触仿真,定性分析了曲面域类型对接触状态的影响。通过控制变量法进行仿真分析,得到了接触轮几何参数对各接触状态指标的影响趋势,为叶片类曲面砂带磨削加工中接触轮的选型提供了依据。