非球面光学零件在航天航空、国防、光电子、医疗器械等领域的应用需求越来越广泛。由于非球面光学零件具有复杂的几何特性,传统的非球面加工方法已经无法满足其面形精度和表面质量要求,因此研究并提出一种高精密高表面质量的非球面光学零件加工方法具有十分重要的意义。针对非球面光学零件,综述了现有的加工技术及超精密加工机床的研究现状和发展趋势,分析了非球面光学零件的几何特征和加工原理。在此基础上,提出了一种新的非球面比较球面求解方法。利用该方法、以及本课题组所研发的一种新型研抛机构,研究了回转对称非球面加工的进给模型和残差模型。根据回转对称非球面的加工特点,通过曲率分析,研究了非球面研抛工具的优化选择方法。通过该方法选取的研抛工具可以与后续加工的残差很好地匹配。通过分析在研抛过程中研抛工具与工件的相互位置关系,根据Preston理论,建立出了一种新型的研抛去除函数模型。根据精密摆动台摆角的变化来研究定量去除,去除曲线接近高斯曲线,面型误差得到了迅速收敛。论文还对非回转对称非球面进行了研究。以离轴非球面为例,基于迭代的原理,提出了离轴非球面的比较非球面求解方法。通过控制刀具路径的步长和行距,可获得更高精度的面形。论文研究为回转对称非球面和非回转对称非球面的高精密加工,提供了理论和技术基础。