金刚石框架锯是加工宽幅面石板材的主流设备,有着广泛的应用前景。锯条系统直接参与锯切,性能影响着板材的质量与生产效率。本文从锯条系统的运动学分析出发,分析了现有金刚石框架锯无法实现稳定锯切的原因,在此基础上提出了一种新的曲线型锯切轨迹,研究了此轨迹下锯条系统的受载特征与静动态特性,并对锯条系统的结构、安装工艺等方面进行了优化,为实现高效稳定锯切提供指导。通过运动学分析,发现了水平式金刚石框架锯锯切性能不足的原因,提出了一种新的曲面型锯切轨迹,通过锯切花岗岩的试验验证了锯切轨迹的实现情况,并测得了单个锯齿的锯切力,得到了该轨迹下锯条系统的载荷特性。计算了单个锯齿的脆性去除临界载荷值与锯条整体的临界屈曲载荷,结果表明在该轨迹下可实现脆性去除,且不会发生屈曲失稳。应用有限元法研究了锯条系统中锯条与锯框的静力学特性,并通过非线性屈曲分析进一步得到了锯条的临界屈曲载荷。发现锯条的y、z方向静刚度较差,为其薄弱环节,且屈曲时主要发生z方向的弯曲扭转,与理论分析一致;锯框的静刚度满足设计要求,但受边界条件影响,其端框上下部分受载后变形量不同,不利于锯条的准确安装。应用连续系统振动理论构建了锯条的横向振动模型,通过有限元仿真分析得到了锯条的前6阶振动模态,验证了该理论模型的准确性。通过谐响应分析对锯条的持续动力特性进行了研究,结果表明锯条在前二阶固有频率处将产生最大的z方向位移。研究了锯齿的尺寸与数量等因素对锯条模态的影响,并对锯框的动力学特性进行了分析。使用变密度法以应变能为优化目标对锯框进行了拓扑优化,实现了较为理想的材料分布;使用响应曲面法设计了锯条结构优化方案,得到了最优的锯条结构参数,并通过偏心安装的方式优化了锯条的安装工艺。与原始结构相比,优化后的静动态特性有了较大的提升。