目前中大口径高精度先进光学元件已经广泛应用于国家重大高技术光学工程及民用高端光电系统等领域,当前其制造工序流程“高效精密/超精密磨削成形+确定性数控抛光”已相对发展成熟,但在高效磨削和抛光之间仍存在一个效率断层和损伤控制空白区,需要在保持成形精度的前提下高效地去除数十微米的表层和亚表面缺陷,且达到光学表面。在已有抛光技术领域,由于基本都采用游离磨料抛光的加工方式,可以获得很好的表面粗糙度,但是基于压力控制的进给,游离磨料抛光较难保证工件的面形几何精度,同时加工效率相对低下。由于游离磨料的加工方式存在这些不可避免的原理性问题,已有不少研究聚焦在固结磨料研抛加工。本文提出了一种采用固结磨料弹性工具的加工方式,通过工具系统的弹簧弹性系数控制,可大范围调节工具下压力,配合微细固结磨料可快速将磨削后的光学元件表面加工至干涉仪能检测的精度,有效提升去除效率。本文主要研究内容如下:(1)基于计算机数控光学表面成型技术的基本原理,从提高去除效率并且兼顾表面质量的角度出发,结合固结磨料的特性,提出固结磨料弹性工具;(2)通过有限元仿真获得固结磨料弹性工具的接触区压力分布状况,结合行星运动的速度分布状况,建立固结磨料弹性工具的去除函数理论模型,并通过实验验证该模型的有效性。(3)基于建立的去除函数理论模型,分析固结磨料弹性工具的主要工艺参数对去除效率和表面粗糙度的影响情况,并且通过实验验证上述分析的结果。最后设计正交实验,对固结磨料弹性工具的主要工艺参数对去除效率和表面粗糙度的影响程度进行分析,为选取合适的工艺参数提供理论指导基础。(4)通过理论与实验对固结磨料弹性工具的基础特性进行研究,并对边缘效应抑制进行方案的设计与实验,最后进行了光学元件的整面抛光试验。