本文通过对自由曲面基础理论的研究,特别是对NURBS 曲面的基本理论知识的研究,从理论上分析了其造型思想及相关的计算方法,并结合一般意义曲面边界特征的识别理论,将二者有机结合形成了对NURBS 自由曲面特征边界识别的算法。针对吉林大学所研制的JDYP51 型自由曲面研抛机床对已识别边界的但受加工空间约束的曲面片进行了“二次分片”,为后续的分片研抛加工奠定了理论基础。并对研磨加工工艺过程进行了分析,以及对平面域加工方法的研究,提出了自由曲面加工轨迹规划的方法,并对研磨加工中的关键参数(走刀方向、行进给方向以及行密度,走刀步长…)作了深入研究并给出其确定方法,通过对加工效率影响因素的分析,根据曲面的加工条件和曲率特征的不同,提出了单一无干涉NURBS 曲面的加工方法,组合自由曲面分片研抛加工的方法。并对组合自由曲面进行针对性试验,验证了自由曲面分片研抛加工的方法,可在保证研磨加工精度的前提下大大提高研磨加工的效率。