计算机数控精密机械抛光技术是制造高精度、高质量光学元件表面的主要技术之一。然而，对于碳化硅材料表面去除特性方面的研究却相对较少。在航天航空领域中，陶瓷类材料碳化硅的应用较为广泛。针对计算机数控精密机械抛光技术，根据一系列的抛光实验，研究并总结出碳化硅材料表面的去除机理。基于选择不同等级的四种变量参数：抛光磨头转速、抛光压力、磨头补偿量和抛光头角度，分析碳化硅材料表面的去除趋势。采用Taguchi方法可以有效优化实验设计参数、减少实验整体次数。结果表明：文中总结出对应的抛光参数组合和材料表面的去除特性，确保加工出高质量表面的碳化硅材料。

针对传统单磨头磁流变抛光技术的不足，提出了一种新的双磨头磁流变抛光方法，并研制了一台八轴数控双磨头磁流变抛光机，具备了大口径平面、非球面及连续位相板的超精密、高效率加工能力。分别研究了大、小磨头材料去除特性及面形修正能力，不仅获得了稳定、有效的大、小抛光斑，而且获得了超精的大、小平面工艺样件。50 mm小平面经小磨头一次连续抛光，在45 mm内其面形精度PV由0.21 λ收敛至0.08 λ、RMS由0.053 λ收敛至0.015 λ；430 mm×430 mm大平面经大磨头3次迭代抛光，在410 mm×410 mm内其面形精度PV由0.4 λ收敛至0.1 λ、RMS由0.068 λ收敛至0.013 λ。由此表明，所研制的双磨头磁流变抛光机床具有较好的材料去除特性和较强的面形修形能力。

材料去除率是表征双面抛光加工效率的重要参数, 也是影响工件表面质量的关键因素。基于双面抛光加工中工件运动过程的分析, 通过向量法构建了工件上任一点的运动轨迹及其相对速度的数学模型。运用 Preston模型, 建立双面抛光过程中材料去除特性方程, 并辅助计算机软件模拟了不同工艺条件下的材料去除特性。最后, 通过微通道板的双面抛光实验, 研究了不同工艺参数下的材料去除量, 验证了理论模拟的正确性。

探讨了一种进行磁流变抛光的方法，针对该方法的运动方式进行了磁流变抛光过程中相对速度和驻留时间的计算，并模拟了相对速度与工件口径、相对速度和时间乘积与工件口径的关系曲线。在理论分析的基础上，进行了相应的工艺实验，分析了该磁流变抛光方法的去除特性，并对中心区域去除特性的不同原因进行了探讨。实验结果研究表明：采用该方法能够实现光学零件除中心区域外的均匀去除。

为得到空间光学元件超光滑表面,对超精密气囊抛光方法的去除特性进行了理论和实验研究。以Preston方程为基础,应用运动学原理建立了气囊抛光“进动”运动的材料去除模型,针对抛光气囊工具的物理特性,按照Hertz接触理论对去除模型进行了修正; 利用计算机仿真的方法,分析了几个主要工艺参数对“进动”抛光运动去除特性的影响规律,并在超精密光学数控抛光机上进行了正交实验; 仿真和实验结果吻合较好,总结得到4点气囊抛光方法中重要的结论,给出了“进动”角与压缩量的取值范围,以此得到了面型精度RMS值为0.024 λ(λ＝0.6328 μm)的超光滑表面,为开展光学元件气囊抛光工艺研究提供依据。