近年来,随着非球面光学仪器在军用及民用装备领域的广泛应用,对于小口径非球面光学零件的需求越来越大。目前制造非球面的工艺流程是通过粗加工、精加工及超精密加工等步骤完成,而每一个工艺都是由一台专用的设备来完成,这样使得加工设备成本高,而且工件装夹换位容易带来误差,增加辅助时间,使加工效率降低。本论文在总结国内外的小口径非球面加工装备现状及小口径非球面磨削加工方法的基础上,在一台机床上实现粗、精磨削复合加工,这样可以减少装夹时间,提高磨削加工效率。论文主要研究内容如下:(1)针对小口径非球面复合磨床的特点及用途,以小口径非球面和粗、精复合磨削为主要设计依据,对小口径非球面复合磨床进行了总体设计方案分析,确定了机床的总体结构布局。(2)结合小口径非球面的加工要求,按照本机床的实际设计过程,对关键结构部件进行设计、选型与分析。(3)在设计的小口径非球面复合磨床上,设计磨削实验方案。通过平面磨削,非球面磨削以及最接近球面磨削实验,验证机床的加工性能。(4)通过分析实验结果,得到适合该零件加工的工艺参数,证明该复合加工机床可进行非球面的加工,并可提高加工效率。