射流抛光技术是计算机控制加工方法中的一种新型加工技术,它是利用计算机控制小工具抛光技术,在磨料射流技术的基础上发展起来的集流体力学、光学制造、表面技术于一体的先进光学加工工艺。该方法是通过射流冲击工件表面产生的冲击作用和壁面流动产生的剪切力作用来实现材料的去除,通过控制射流的压力、方向和驻留时间等参数来定量修正被加工件面形。　　 论文在充分调研的情况下,从冲击射流力学、光学制造、表面技术和误差理论等方面,研究射流抛光去除机理、去除模型、工艺优化、面形误差形成机理和误差修正原理等问题。应用计算流体动力学方法对射流抛光过程进行仿真;采用颗粒群平衡模拟方法对磨料颗粒离散系统的动力学演变及材料去除进行数值研究和定量描述;基于数控小工具抛光机床搭建了射流抛光实验平台,建立了射流抛光系统;理论分析了工艺参数对抛光的影响,并进行实验验证和优化;基于抛光实验数据,微观方面构建了单一磨粒对材料的去除模型,在宏观方面研究了磨粒对材料的动态概率统计去除模型;对于射流抛光边缘效应、去除函数不理想及抛光凹形元件的淹没射流等关键问题,展开了理论、仿真和实验研究,提出了去除函数的优化方法,分析了淹没射流抛光的材料去除特点;分析了射流抛光过程中的误差特征,建立了误差影响模型;然后针对各误差影响因素,逐一进行系统优化、工艺优化、算法优化和控制补偿,以抑制和降低抛光面形误差的产生,提高射流抛光的精度;论文最后进行了实验件抛光实验,验证了射流抛光系统的稳定性和射流抛光工艺参数、模型的正确性。论文工作取得的成果和创新点主要有:　　 (1)仿真与基础理论技术研究,基于颗粒群平衡模拟方法对射流抛光多相抛光液中的磨料颗粒进行动力学演变过程分析和仿真;分析了射流抛光材料去除机理,建立了射流抛光的材料去除模型;　　 (2)抛光系统优化研究,提出锥柱型喷嘴应用于射流抛光有利于抛光的稳定性;　　 (3)抛光工艺优化和关键问题研究,分析建立压力、喷射距离、冲击角度等参数对材料去除影响的数学模型,优化了抛光工艺参数;提出射流抛光过程抛光液温度变化问题,基于实验研究构建了射流抛光系统抛光液温度变化模型,研究了抛光液温度对材料去除的影响关系;提出射流抛光凹形光学元件时的淹没射流抛光问题,对淹没射流抛光进行仿真,并建立了淹没射流抛光的材料去除模型;提出采用全淹没射流方法对射流抛光去除函数优化的方法;　　 (4)抛光误差分析与控制研究。研究了射流抛光误差影响因素,提出随机轨迹方法应用于射流抛光过程,以消除规则抛光轨迹间的迭代误差;提出射流抛光驻留时间计算优化模型,对驻留时间算法进行了优化。　　 论文的工作在理论、模型、工艺和误差抑制等方面取得了一定的成果和突破,为射流抛光技术向高精度、高收敛率、自由曲面加工和低成本加工等方向的发展与前进奠定了研究基础,为高精度中小口径非球面元件的加工和大口径非球面元件的局部面形误差的修正提供一种有效的修抛手段。