鉴于典雅、华丽、耐用的大理石、花岗石广泛应用于大楼、礼堂、宾馆等场所楼梯扶手的制作,因此,建筑装饰业急需高效、自动化的石材楼梯扶手加工技术与设备,以解决主要依托手工与机械加工中效率低、质量不稳定的难题。本文通过分析楼梯扶手型面结构特点和加工过程,采用集成创新方法,提出了新型石材楼梯扶手加工技术,结合模块化设计方法和可重构技术思想,研发了一种石材楼梯扶手高效、自动化加工的专用设备。根据有限元理论,利用ANSYS Workbench Environment分析软件,校核了设备的关键部件—立柱的强度,确定了优化目标。然后,实施了多目标优化。经过优化,减少了立柱的材料使用,改善了设备性能。利用三坐标测量机,测绘了典型的大理石楼梯扶手,获得了截面数据和图像。同时,根据曲线拟合原理,运用Matlab软件中的曲线拟合工具箱,进行了多项式、分段多项式及三次样条插值拟合。根据拟合要求,建立了楼梯扶手截面的型面模型,为成形刀具的快速、精确化制造及数控加工奠定了基础。根据正交实验的原理和方法,利用测力仪,测定了不同切削用量下的各切削力,并做出了切削力与切削用量之间的趋势图。另外,利用Minitab软件进行了回归分析,建立了各切削分力的数学模型。同时结合材料去除率,确定了最佳工艺参数组合,对楼梯扶手加工工艺参数的制定,有重要的指导和借鉴意义。通过本课题的研究,改进了楼梯扶手的加工工艺,建立了加工设备的三维模型,优化了工艺参数,为石材楼梯扶手的高效、高光泽度、自动化加工,提供了依据。