为了获得良好的成像质量，传统球面光学系统需要比较复杂的多透镜结构形式。非球面光学元件能够矫正像差，是简化系统结构、减少镜片和提高成像质量的快捷方式。随着非球面光学元件越来越多地应用于高性能的光学系统中，非球面光学元件的加工精度、表面质量和制造成本成为制约高性能光学系统广泛应用的关键因素。因此，国内外许多专家学者积极探索研究各种非球面光学元件的超精密加工技术，如单点金刚石超精密车削技术、超精密磨削技术、超精密抛光技术等。这些方法各有优缺点，适合不同的需求。单点金刚石超精密车削加工技术具有成本低、表面质量高的特点，已经成为了当前光学元件超精密加工的主流技术。本文是在初步完成超精密机床软硬件系统搭建的基础上，进行了轴对称非球面的精密车削数控编程及加工实验研究，主要研究内容如下：　　首先，介绍了普通车削机理与单点金刚石超精密车削机理。分析了两轴联动单点金刚石车削原理，阐述了超精密加工质量的影响因素，为超精密加工实验提供了理论依据。同时，介绍了用于单点金刚石超精密车削加工实验的超精密机床软硬件系统、金刚石刀具、超精密加工环境、超精密测量技术及仪器等。　　其次，研究了轴对称非球面以及 NURBS曲线的数学描述方法，分析了数控编程的常见数据处理算法，提出了逐点逼近的节点计算方法。同时，采用面向对象的程序设计方法，经过软件功能目标分析，完成了软件架构设计并实现了软件各个功能模块，成功开发出了面向复杂回转曲面的数控车削自动编程软件。　　最后，在加工实验前，完成了超精密机床系统调试及机床精度测量、补偿。同时，介绍了开展超精密车削加工的实验流程，分析了刀具对中误差，并提出了刀具对中误差修正的具体措施。为了获得单点金刚石精密车削铝合金6061/T651切削用量参数对表面粗糙度的影响，设计并开展了正交实验，得知影响表面粗糙度的关键因素是主轴转速，进给率次之，切削厚度为一般因素。基于正交实验获得的优化参数，进行了轴对称抛物面的精密车削加工实验，并完成了工件的表面粗糙度以及面形精度的测量与分析。实验结果表明所开发的数控编程软件编制的复杂回转曲面数控程序是正确的。