现代科学技术的飞速发展，使得基于离轴非球面光学零件的反射式光学系统在对空观测、对地观测、极紫外光刻等前沿领域得到了广泛应用。相比同轴光学零件而言，离轴非球面光学零件复杂的制造特征使得其制造过程不仅存在面形误差收敛特性、加工精度可达性等问题，而且面临特征量参数控制、面形误差检测以及高精高效工艺路线等难题。因此，离轴非球面光学零件的加工一直是现代光学制造领域的重点和难点问题。目前，现代光学系统对离轴非球面光学零件需求日益增长，传统光学零件加工技术已经无法满足实际应用需求。磁流变抛光技术作为一种新兴的光学加工方法，具有去除函数稳定可调、加工过程确定可控、加工结果精确可预测、边缘效应小、表面质量高、亚表面损伤低以及工艺适应性强等独特优势，在离轴非球面光学零件制造方面具有潜在的应用前景。本论文以离轴非球面光学零件的高精高效制造为需求牵引，针对离轴非球面磁流变抛光过程中的关键理论和工艺问题开展研究，旨在实现面形误差和特征量参数双重约束条件下的离轴非球面光学零件的磁流变抛光，形成基于磁流变抛光技术的加工工艺路线，从而提升我国离轴非球面光学零件的制造水平。论文的研究工作主要包括以下几个部分：1、基于离轴非球面的曲率半径连续变化、非线性、大矢高、大离轴量、大口径等制造特征，衍生出相关理论问题：变曲率去除函数建模、非线性成形过程建模、高动态性驻留时间模型及算法。通过这些理论问题的研究，旨在为离轴非球面光学零件磁流变抛光修形提供理论基础和工艺依据。2、在离轴非球面磁流变抛光修形理论的基础上，考虑磁流变抛光修形的实际应用，对离轴非球面磁流变抛光的修形工艺进行优化。通过优化离轴非球面的加工位姿，从而降低离轴非球面的加工难度，提高加工可达性和加工精度。通过离轴非球面的去除函数进行特性评估，形成离轴非球面磁流变抛光修形的两种优化补偿工艺—去除函数线性补偿修形工艺和去除函数非线性补偿修形工艺。本文的修形工艺研究为离轴非球面磁流变抛光修形提供了实现的技术途径。3、面形精度和特征量参数是离轴非球面的双重约束指标，因此在磁流变抛光修形的基础上，还需要对离轴非球面的特征量参数进行有效控制。通过建立离轴非球面光学零件关键特征量参数(离轴量、顶点曲率半径以及二次曲面常数等)的理论模型，可以实现加工过程中的特征量参数控制，保证特征量参数的指标要求。针对离轴非球面零位补偿测量中的两大关键问题：非线性畸变效应和调整量引入误差，分别提出非线性畸变误差控制模型和特征量参数公差域约束条件下的像差分离模型，能够实现离轴非球面面形误差的准确定位和合理评价。特征量参数的控制研究为离轴非球面的磁流变抛光修形提供了加工前提和约束依据。4、基于离轴非球面光学零件的传统加工工艺路线分析，建立基于磁流变抛光技术的创新工艺路线，并结合本文研究的理论和工艺对离轴非球面光学零件进行加工实验验证，最终加工得到同时满足面形精度和特征量参数公差要求的离轴非球面光学零件，为本文的研究结论提供了有效支撑。