随着现代光学技术的迅速发展,国防、工业和商业等领域对光学零件的需求日益增多,制造精度在不断提高。在光学系统中,应用非球面元件可以消除像差、减少色散、简化系统、降低成本和重量并且提高系统的高性能设计能力。随着产品质量和多样化要求不断提高,非球面的超精密加工则面临着更严格、更复杂的挑战。在红外光学系统中,对非球面硅透镜的表面粗糙度和面形精度要求非常严格。目前,数控铣磨和数控抛光仍为现代非球面硅透镜重点采用的加工技术。本文重点研究红外硅透镜的数控铣磨、抛光及其检测技术。从加工质量、精度和效率的角度研究非球面硅透镜加工过程中影响表面精度的工艺技术。通过使用德国Satisloh公司的GI-3P高精密铣磨加工中心,研究影响铣磨零件表面精度的影响因素。采用单因素试验方法分别对砂轮参数、磨削用量和冷却液等因素对表面粗糙度的影响进行了分析,探索各因素对表面粗糙度的影响规律。对铣磨非球面的面形误差补偿技术进行了研究,着重于对Z轴偏移误差、CNC程序原点与实际工件旋转轴心的偏移量误差以及砂轮磨损误差进行分析,并研究合理的补偿方法提高非球面面形精度。最后安排工艺试验,对铣磨工艺中影响非球面表面粗糙度的参数进行优化,研究各因素影响的显著程度。结合工艺试验分析提高数控抛光非球面表面粗糙度和面形精度的方法。采用单因素法研究抛光模材料、抛光模转速、气囊压缩量和抛光液浓度等因素对非球面表面粗糙的影响规律。采用了新型德国LOH-data-correct铣磨软件补偿抛光面形提高抛光加工效率,优化了非球面抛光工艺过程。与传统抛光面形补偿相比,应用此软件数控非球面的抛光确定性有较大提高。非球面面形检测技术是制约非球面加工精度提高的主要因素之一,没有高精度面形检测技术就难以实现非球面超精密加工。通过对接触式轮廓仪的工作原理进行建模,分析检测误差对被检非球面面形精度的影响。根据各检测方法的工作原理,进一步分析非接触式检测系统引入的误差,研究合理的误差补偿方式,从而提高超精密非球面的制造精度。