航空发动机结构设计和制造的核心任务是提高推重比，将航空发动机的风扇、压气机、涡轮设计成为整体叶盘结构是提高推重比的重要措施。整体叶盘具有型面复杂、叶片间通道狭窄、叶片薄、易变形、材料难加工等特点。整体叶盘叶片型面由空气动力学理论设计而成，要求叶片型面具有较高的精度及表面粗糙度，整体叶盘的加工质量对航空发动机整体性能的影响至关重要。整体叶盘加工一般采用数控铣削或电解加工与后续磨抛精整加工相结合的工艺流程。整体叶盘的磨抛精整加工主要用于去除前道工序加工后整体叶盘表面的残留刀痕、改善叶片型面质量。目前国内仍然采用工人手工磨抛的方式实现整体叶盘的精整加工，手工磨抛加工效率低、磨抛余量不均匀、叶盘表面一致性受工人技术熟练程度影响很大。实际工作过程中技术工人采用检测样板来规划磨抛加工余量、评估磨抛加工质量，样板检测效率低、通用性差。整体叶盘精整加工的质量与效率已经严重的制约了我国航空发动机的技术发展。为此，本文研究开发一种集加工、检测于一体的整体叶盘磨抛精整加工专用机床。对机床进行了功能规划确定了叶盘磨抛加工所需的五个基本自由度及相关的精度指标。提出了满足功能要求的四种机床构型方案，从结构、运动、控制、成本等角度对四种构型方案进行综合评价确定了机床的最终构型方案。在机床详细设计阶段完成了标准件的选型，基于元结构理论设计了机床主要结构件。利用数字化三维建模软件建立了叶盘磨抛机床虚拟样机模型，确定了机床整机的技术参数与工作流程。对叶盘磨抛机床虚拟样机进行结构静动力学分析来研究其静动态特性。通过机床整机的静力学分析研究了机床的静态特性，得到了整机的静刚度，综合比对发现Y向刚度相对较弱有待进一步提高；通过机床整机的模态分析研究了机床的固有频率及相应振型的特点；通过整机的谐响应分析进一步研究了机床的振动特性。建立了机床主要结构件分别柔性化的机床整机多柔体动力学模型，定量的研究了主要结构件柔性变形对机床整机性能的影响，发现了立柱与横梁结构为机床整机的薄弱环节，定量的研究了立柱结构低阶模态对整机精度的影响。以立柱的低阶固有频率与质量为目标函数，以静态变形、应力、设计变量的取值范围为约束条件建立了立柱多目标优化数学模型，经有限元求解计算得到优化解，采用灵敏度分析对多目标优化解进行工程化修正。在不改变横梁外型的条件下对横梁结构进行拓扑优化，根据拓扑优化结果提出了一种内置斜筋板的构型方式。整机优化模型的静动态特性分析验证了结构优化的有效性。