随着加工质量、生产效率的要求不断提高,磨削加工也在向着高速、高精度、高度自动化的方向发展。大量的研究结果表明,磨削状态的每个微小变化都能通过磨削力的变化反映出来,检测磨削力是目前国内外研究与应用最多的监测方法之一。磨削测力仪是研究磨削过程最基本的仪器和手段,它能快速的识别故障并隔离其根源,提高加工过程的可靠性和生产效率。也是现在自动化磨削加工中实现状态监控、自适应控制和最优控制必不可少的环节。因此,研制开发性能优良的磨削测力仪具有非常重要的意义。压电磨削测力仪结构优化设计的核心是弹性环与传感器三向刚度相互匹配的问题。本文从优化设计核心出发,在力学分析基础上,对三向力传感器结构中的关键尺寸进行了等刚度分析计算,准确得出弹性环结构的优化边界条件。同时,采用有限元法建立测力仪的三维实体参数化模型,应用ANSYS有限元优化模块完成测力仪结构优化,得到最优结构参数。经过静、动态标定和切削试验验证,该测力仪的技术指标全面达到CIRP-STCC规定的动态型测力仪标准,为压电磨削测力仪的设计、制造和实验研究提供了理论依据和指导。本论文主要解决的问题是实现了磨削测力仪的等刚度设计,有效地提高了传感器的灵敏度。通过对传感器的动静态标定可以得出这样的结论:优化后传感器的线性静态特性良好,线性度和重复度有明显的降低,固有频率则有明显的提高。