叶片结构较为复杂,刚度较差,其材质多为难度加工材料,而且要求其具有较高的精度,这都增加了叶片精密加工的难度。目前我国仍然采用传统落后的手工打磨进行叶片的精整加工,其加工质量和生产效率普遍较低。因此,迫切需要开发一种具有曲面自适应性的叶片数控砂带磨削机床,以提高叶片类复杂曲面零件的加工质量和加工效率。本文从这种现状出发,利用砂带高效磨削技术和先进数控技术实现对叶片类复杂曲面零件精密加工,基于对叶片型面砂带磨削工艺的研究分析完成六轴数控叶片砂带磨床结构设计。为了改善磨床结构的静动态性能,并且降低磨床的重量,对磨床结构进行了结构分析和优化设计。本文主要完成的研究工作包括:首先,根据叶片的结构形状、材质特点以及砂带磨削特点,研究分析了叶片型面砂带磨削所需要的基本运动,并确定了所研制叶片砂带磨床的运动轴数,并在此基础上讨论了磨床结构布局配置方案。根据叶片外形尺寸和砂带磨削工艺要求确定各运动轴的行程参数和运动速度。在所确定的磨床结构配置和相关的结构功能参数的基础上,完成砂带磨床总体结构设计,其中包括磨床主要零部件和磨头系统的详细设计。完成磨床结构设计后,为了了解并提高磨床的结构静动态性能对其进行静态分析和模态分析。本文首先对磨床的床身、滑座、立柱、溜板和磨头回转支座等关键零部件进行了静态分析,并根据分析结果对各零部件进行了改进优化,对改进前后的结构进行模态分析和性能对比分析。在考虑结合面的影响条件下,对改进前后磨床整机进行静态分析和模态分析,并对其结构性能做了对比分析。相比改进之前的结构,改进后磨床整机结构的质量有所减轻,但静态性能有较大幅度提高,而且前几阶固有频率几乎没有变化,即其动态性能和原设计结构的相同。最后,为了提高磨床动态性能,论文选用磨床中动态性能较低的立柱进行拓扑优化,以立柱结构体积为约束,分别以立柱结构柔度和第一阶固有频率为优化目标进行拓扑优化。根据优化结果对立柱结构进行设计,并对优化前后的立柱结构的静动态性能做了对比分析,优化后立柱结构的刚度、刚度质量比和一阶固有频率等重要的性能参数指标都有较大幅度提高。