随着信息产业、光学技术的发展,非球面在光学系统中的应用越来越广泛,非球面镜甚至成为某些光学系统里的关键性部件,非球面镜的制造能力也一直被视为大国综合国力的表现,研磨作为一种极其重要的加工方法,在精密和超精密加工领域发挥着不可替代的作用,因此对研磨加工技术进行更加深入的研究具有十分重要的意义。论文开展的研究工作如下:首先从分析单颗磨粒与工件接触的角度,通过控制相关的研磨参数,以获得理想的加工表面;对磨粒切入工件深度进行计算,为后续研磨过程中研磨垫、磨料粒径、研磨压力的选取提供理论依据;从微观磨粒拓展到宏观磨具,对磨具与工件之间的相对运动进行研究,分析其运动轨迹;对浮动磨具与工件之间的受力进行探讨,得到磨具与工件之间研磨压力和相对研磨速度的表达式;应用磨具均匀磨损和保形磨损理论对磨具表面的沟槽排布进行合理布局。结合ANSYS的静力学和多目标驱动优化软件,对研磨盘的材料、形状、结构、排布方式和排布规律进行选取和设计,从影响磨具的损耗程度、研磨加工效率以及工件的接触应力和接触摩擦力进行指向性的优化和改进,并获得最优的尺寸参数和最佳的沟槽排布方式。基于设计并优化的固结磨料磨具结构,制作磨具,通过研磨实验验证了固结磨料磨具的抛物面研磨加工方法的可行性,研磨后的工件廓形曲线与理论曲线之间的最大误差为0.0822mm,平均误差0.015mm,其误差精度达到非球面镜中等误差要求;相比于其他非球面加工方式,降低了加工成本,缩短了加工时间,提高了加工效率。最后对固结磨料研磨非球面的工艺进行了研究,通过控制单一变量法,分析了主要工艺参数(相对研磨速度和研磨压强)对研磨加工过程中材料去除率和表面粗糙度的影响规律。