钢铁板材行业是我国基础工业的基石之一,高端板材是我国钢铁行业转型升级、提质增效的重要发展方向。高精密轧辊是保障高端板材高效轧制的核心要素,由于轧制过程中机械磨损、化学腐蚀等原因,轧辊的表面会形成一定厚度的疲劳层和磨损,需要进行高精度的修磨。而大型轧辊在磨削过程中由于砂轮动态磨损和复杂磨削工艺实现方法不明确等原因,很难控制轧辊的辊形精度和表面质量。本文针对高端板材轧制所需的大型CVC曲线轧辊,提出辊形创成模型,建立辊形曲线和磨削工艺参数优化方法,以实现曲线轧辊的高精密加工。首先,为了探究砂轮磨损对轧辊磨削加工精度的影响,建立砂轮磨削比参数化模型,进行了砂轮磨损规律与机理研究实验。通过对砂轮磨损量、砂轮表磨平面积及各项磨削结果进行跟踪观察,分析砂轮磨损状态及其对加工精度的影响,并根据实验结果建立了砂轮与轧辊之间的砂轮磨削比工艺参数化模型。研究发现,砂轮磨损量达到19311.09 mm~3时,砂轮磨削性能逐渐降低,砂轮磨损量达到30379.58 mm~3时,磨削加工误差显著增大。当砂轮表面磨平面积比率达到46.48%时,轧辊表面粗糙度显著增大。然后,基于砂轮磨削比参数化模型,提出轧辊多序磨削辊形创成模型,实现了磨削过程中砂轮-轧辊交互作用的三维仿真。同时建立砂轮廓形凸度优化模型,通过仿真分析不同砂轮廓形凸度对辊形精度的影响,优化砂轮廓形凸度,从而提高轧辊辊形精度。经过验证,轧辊多序磨削辊形创成模型预测辊形与实验结果之间的平均误差为0.006 mm,曲线相似度为0.941,表明辊形创成模型是可行的。优化后砂轮廓形凸度为1.6 mm,实验结果表明辊形误差降低了24.49%。最后,针对复杂磨削工艺实现方法不明确问题,建立了构建轧辊磨削工艺多目标权重优化模型。设计四因素三水平轧辊磨削实验,利用响应曲面法分析磨削工艺参数对轧辊表面粗糙度、辊形精度的影响,同时建立磨削结果与工艺参数间的多元线性回归模型。基于回归模型,进一步建立了轧辊磨削工艺多目标权重优化模型,实现多指标要求复杂工艺优化。实验表明,通过改变磨削工艺参数,可以同时实现较高的材料去除率、良好的表面粗糙度和较低的辊形误差。