精锻叶片榫头的质量决定着其使用寿命。由于精锻只可形成叶身,其榫头仍需二次铣削,且精锻叶片具有叶身薄、体积小、易变形等特点加大了精锻叶片榫头的铣削加工难度。国内对精锻叶片榫头加工采用低熔点合金工装进行铣削,由于其存有工艺路线长、铣削效率低、叶身污染严重等缺点,急需开展适应自适应工艺的新型精锻叶片铣削工装的技术研究。因此,本文针对航空发动机精锻叶片铣削工装的结构分析和优化设计,开展了以下研究工作:(1)基于精锻叶片榫头加工特点,提出一种多点柔性支撑的新型精锻叶片铣削工装,并对铣削工装的结构特点进行详细分析。进一步建立铣刀数学模型并根据弹性力学建立精锻叶片-工装系统的力学模型。最后分析了在不同铣削力作用下叶片榫头的变形情况。(2)通过有限元和遗传算法相结合的方法,以精锻叶片榫头加工变形最大处的最小值为优化目标,对精锻叶片铣削工装四个关键位置点进行优化设计。最终得到了精锻叶片铣削工装的最优布局。(3)分别从微观和宏观两个方面对精锻叶片铣削工装定位支撑元件的材料和结构进行了优化设计。材料方面,在微观上对三种不同材料的定位支撑元件进行了对比分析;结构方面,在宏观上对采用三种材料的传统结构和新型拼接结构的定位支撑元件进行对比分析。最终确定铣削工装中采用哪种结构和材料下的定位支撑元件系统刚度最高。(4)自主搭建了高频分辨率榫头畸变测试系统,并进行了精锻叶片铣削实验。通过实验研究了铣削力对精锻叶片榫头变形的影响规律、铣削工装布局对精锻叶片榫头变形的影响规律和铣削工装定位元件的材料与结构对精锻叶片榫头变形的影响规律。最终验证了前文分析模型的准确性并得到叶片-工装系统刚度最高的精锻叶片铣削工装。