随着科学技术的发展和工业制造能力的提高,工业生产中对微型零件、微小型机械装备的需求越来越多,产品的高度集成化、小型化已经成为发展趋势,应用前景极其广阔。光学玻璃由于具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和良好的力学性能,被广泛应用于现代医学、航空航天以及微电子机械等领域。目前,对于微小型脆硬材料来说微磨削是最有效的加工方法之一,但硬脆材料的高强度高硬度也增大了加工难度,从而导致加工效率低,加工成本高。为了有效提高光学玻璃加工效率,缩短加工周期,改善加工质量,本论文通过理论分析、数值模拟和实验研究的方法对磨削参数(磨削深度、磨棒转速和工件进给速度)与光学玻璃体积去除以及微磨削力之间的关系进行探讨。同时,对于不同形状工件微磨削加工进行模拟与实验探究。(1)基于单颗磨粒微磨削加工机理,探讨微磨削加工中切削形成机理和最小切削厚度模型,建立微磨削加工材料去除体积、去除率以及微磨削力与磨削参数和材料性能之间的具体数学表达式,得到材料去除体积、去除率和微磨削力与磨削参数间的变化规律。(2)分别建立平面、凸面和凹面工件的微磨削数值模拟模型,在不同磨削参数条件下,利用ABAQUS进行数值模拟光学玻璃的磨削加工过程,讨论了磨削参数与光学玻璃磨削去除体积、去除率以及微磨削力的关系。模拟结果表明,增大磨削深度,提高工件进给速度均能有效增大磨削材料去除体积和去除率,但工件进给速度对材料去除体积的影响较小,随着磨削深度的增大或工件进给速度的提高,微磨削力也随着增大且力的振动越来越大,加工表面质量变差。提高磨棒转速,材料去除体积减少,去除率降低,同时微磨削力随之变小,磨削后工件表面质量提高。(3)对自由曲面不同部位的光学玻璃工件进行微磨削实验,在实验过程中进行微磨削力的采集,加工后在显微镜下观测其表面,测量出材料去除宽度。从实验结果分析,得到了与理论分析和数值模拟较为一致的结论,提高磨削深度,增大工件进给速度有利于提高材料去除体积和去除率,但同时磨削力较大,加工后表面变差。提高磨棒转速,材料去除和磨削力随之减小。(4)本论文将自由曲面分平面、凹面和凸面三部分进行了数值模拟和微磨削实验,通过数值模拟和磨削实验发现相同磨削参数下,凹面工件材料去除体积和去除率最大,平面工件次之,凸面最小,同时材料去除越大,微磨削力也增大,磨削后表面质量变差。