超精密切削加工作为超精密加工技术中的代表性技术,现已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志。实现超精密切削加工,不仅需要超精密的切削机床、高精度的检测仪器和超稳定的加工环境,还需要进行切削加工用的高精度圆弧刃金刚石刀具。美日等国高精度圆弧刃金刚石刀具的水平已能达到刃口钝圆半径10nm以内,刀尖圆弧圆度50nm以内。国内高精度刀具的刃口钝圆半径已接近该先进水平,但刀尖圆弧圆度还存在巨大的差距。因此,解决高精度圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的刃磨问题成为当务之急。本文首先针对国内现有圆弧刃金刚石刀具刃磨机所存在的不足,根据刃磨机的总体技术要求,并借鉴国外先进刃磨机的设计方案,设计出刃磨机床的总体结构布局,并确定了刃磨机的总体参数。然后利用多体系统误差建模的理论对此布局建立误差模型,根据金刚石刀具刀尖圆弧圆度目标精度对各影响因素进行精度分配,并根据精度分配的结果选择了各关键部件及其运动形式。再利用ANSYS10.0有限元软件对刃磨机的主要支撑部件进行了结构静力学分析以及对刃磨机进行了整机模态动力学分析,证明了刃磨机的总体布局是合理的。最后利用Pro/E软件中的Top-Down设计方法建立了刃磨机的三维模型,并详细设计了包括床身系统、主轴—刃磨盘系统、进给轴—摆动轴系统、刀架系统和导轨系统等五个部件的机械结构。然后对设计的机床Pro/E模型进行了Pro/Mechanism运动仿真,进一步证明了此机床布局的合理性。