现代加工制造过程中曲面零件特别是复杂曲面零件的加工总时间中37~50%被用于抛光加工,传统手工抛光生产效率低且加工质量不稳定,难以满足当前短周期和高质量的现代加工制造要求。球头磨具抛光具有精度高、成本低等特点,其良好的柔性和较小的去除函数束径有利于区域修形。本文主要对球头磨具曲面抛光工艺进行研究,研究相关磨削参数对磨具抛光性能影响规律,并对磨削参数进行优化分析,论文主要研究工作和结论包括:1)结合材料去除机理分析和赫兹接触理论建立基于Preston方程的球头磨具抛光材料去除模型,通过凸面接触形式下的定点抛光实验确定修正后的Preston系数并得到相应材料去除廓形方程,实验结果表明该模型具有一定可靠性。2)对球头磨具抛光工艺及参数优化进行研究,采用多种粒度的弹性球头磨具进行SKD-11钢工件抛光工艺试验,通过单因素试验方法研究磨具粒度、磨具转速、设定切深等磨削参数对材料去除率、磨具磨损和工件表面粗糙度的影响规律,进而选择材料去除率、磨耗比和表面粗糙度作为球头磨具抛光优化目标,通过正交实验确定各磨削参数对目标的影响比重,结合信噪比分析和层次分析法加权的灰色关联分析,获取多目标参数优化组合,然后分别建立了材料去除率和工件表面粗糙度的幂函数回归模型,结合区间灵敏度分析确定磨削参数优选区间,实验结果表明参数区间优化条件下,工件表面质量有所改善,材料去除率和磨耗比显著提高。3)以材料去除率和表面粗糙度为输出,四个主要磨削参数为输入向量建立多目标神经网络预测模型,采用粒子群算法优化网络权值和阈值,结合自适应学习因子算法改善网络收敛效果,训练后的网络预测平均误差小于10%,表明该模型可用于球头磨具曲面抛光加工预测分析。