单点金刚石车削(SPDT)是最重要的现在先进光学制造技术之一,与传统的光学加工技术相比,SPDT具有生产效率高、加工精度高、重复性好,以及加工复杂光学表面的能力突出等特点。磷酸二氢钾(KDP)晶体、氟化钙(CaF2)晶体等脆性光学晶体材料在大功率激光系统、红外系统、以及超精密光刻系统等领域有广泛而重要的应用。使用研磨、抛光、磨削等传统加工方法加工KDP晶体、CaF2晶体这类软质脆性光学材料时,杂质颗粒容易嵌入加工表面,劣化表面质量,而使用SPDT加工KDP晶体、CaF2晶体等脆性光学晶体材料,可以克服这样的问题,并且发挥SPDT加工的优点。光学元件的表面粗糙度是其至关重要的指标之一,对其所在光学系统的性能具有重要意义。如何在加工中控制表面粗糙度成为研究SPDT加工脆性光学材料时的关键以及难点之一。在SPDT加工表面形貌的形成过程中,影响表面粗糙度的因素非常复杂,它们通过复杂的综合作用影响了工件表面粗糙度的形成。本文将这些因素归纳后分为5大方面：工件材料的性质、金刚石刀具、加工工艺参数、机床设备、加工环境。根据SPDT切削加工的机理,SPDT加工表面粗糙度与工件材料的性质密切相关,尤其是材料的各向异性、硬度、纯度、杂质颗粒以及热学性质等因素。它们与切削力、切屑的形成、刀具和工件的相对振动以及刀具的磨损密切相关。金刚石刀具的圆弧半径、前刀角、后刀角以及磨损等因素对表面粗糙度的形成也有重要的影响。加工工艺参数包括主轴转速、进给量、切削深度,对表面粗糙度的形成有直接的影响,其中进给量对表面粗糙度的影响最为显著。加工中还需要考虑切削液的适当使用。本文通过分析SPDT加工脆性光学材料表面粗糙度的影响因素,提出相应的加工工艺控制思路。基于加工工艺控制思路,本文重点研究了SPDT加工KDP晶体和CaF2晶体表面粗糙度的控制,对KDP晶体和CaF2晶体进行一些列的加工实验,研究了在实际切削中各加工参数对表面粗糙度的影响,并提出了自适应的工艺参数优化法。对选定的材料,基于对材料的性质的分析,选择合适的金刚石刀具,在加工过程中优化选取加工参数,恰当地使用冷却液喷雾,并根据实验的结果分析优化了加工工艺参数,验证了加工工艺控制思路,实现了对KDP晶体、CaF2晶体表面粗糙度的控制,获得了获得KDP晶体加工表面的表面粗糙度S。为1.5nm,CaF2晶体加工表面粗糙度为S。为3.86nm。