具有高精度和高壁厚均匀性要求的弱刚性曲面构件是冲击波物理与爆轰物理实验中的典型样件。但由于在直接获取曲面壁厚信息时,不能同时获得在法线方向上内外表面的测量点,而利用涡流及超声波技术进行壁厚测量,其测量精度无法保证。因此迫切需要对曲面壁厚检测技术以及影响测量精度的关键技术和基础科学问题进行深入研究及试验验证。本文提出了一种弱刚性曲面构件壁厚测量方法,然后对影响测量精度的各个关键因素进行分析及控制,最终通过精密切削试验得到曲面样件,并对其进行了测量。本文主要研究工作如下:基于零件高精度和高壁厚均匀性要求,提出了适用于弱刚性曲面构件壁厚测量方法。针对弱刚性曲面构件的曲面轮廓并基于不同测量轨迹的测量特点,选取子午线式以及同心圆式测量轨迹;借助高精度三坐标测量机以及分析软件获得内外表面面形;通过分析在内外表面测量中可能存在的位置关系,选择以法兰圆周面作为测量基准,将内外表面数据点通过坐标转换统一到同一坐标系下,基于插值重构得到内外表面数据点并计算对应点的壁厚信息。通过试验表明采用该壁厚测量方法能高精度获取弱刚性曲面构件壁厚分布。研究了不同因素对弱刚性曲面构件测量精度的影响机制,并针对性地提出控制性解决方法。基于有限元仿真分析自主研发了吸附法兰式夹具,与原有的吸附壳体式夹具相比,在吸附压强为50 k Pa时,变形量从原先的8μm降为0.6μm;为了提高测量基准面面形精度,采用普通车削、超声椭圆振动切削以及“树脂铜盘环抛+超精密在位切削加工”等加工方式,最终使得测量基准面平面度从原先4.8μm提升到1.4μm,从而进一步提高了零件测量精度。基于精密切削试验制备了高精度的弱刚性曲面构件,采用吸附法兰式夹具以及树脂铜盘环抛加工工艺等措施有效降低了各个因素对弱刚性曲面构件测量精度的影响。之后采用子午线式测量轨迹对弱刚性曲面构件面形及壁厚进行测量,结果表明去除球顶附近数据点后外表面及内表面的面形误差分别约为5μm、6μm,球壳壁厚残差约为8μm。