二十世纪中后期,计算机技术飞速发展并开始被广泛应用于超精密加工领域。随之,涌现出多种现代抛光技术,使得光学表面的加工精度及加工效率都得到大幅提升。但是现代抛光技术仍存在一些不足之处,在超光滑表面的抛光加工中,加工效率与加工精度往往难以兼得,较难实现自适应的针对工件表面不同区域进行抛光。针对于现代抛光技术存在的不足之处,本文以负压缩性抛光原理为理论基础,设计了一种新的负压缩性抛光装置,并进行了多方面的试验研究。本文主要研究内容如下:(1)以负压缩性抛光原理为理论基础,选用八面体负压缩性酒架结构作为核心单元,设计出一种具有更大负压缩性的抛光装置。进行了八面体酒架结构的负压缩性分析,选取了合适的结构参数,制造出4×4×4的负压缩性立体单元。使用ANSYS有限元软件对该负压缩性抛光装置进行了仿真分析与参数优化,最终得到了负压缩性抛光装置的一组最优化参数。使用激光位移传感器对加工制造得到的抛光装置进行了负压缩性测试,测试结果表明抛光装置具有良好的负压缩性。(2)以Preston假设为理论基础,建立了CCOS技术下的材料去除函数和边缘去除函数模型。对两种函数模型进行了仿真分析及试验验证,试验结果证明了两种模型的正确性。使用对比试验的方法分析了抛光装置的负压缩性对去除函数模型的影响情况,试验结果表明,抛光装置的负压缩性不会影响去除函数模型的整体形状,但会降低材料的去除效率。对多组试验进行了Preston假设中比例系数k的计算,结果表明,比例系数k会随着抛光参数和其它抛光条件的改变而改变。(3)分别采用正交试验方法分析了各工艺参数对工件表面粗糙度和材料去除效率的影响情况。抛光剂粒度、抛光时间、抛光力和抛光工具转速对工件表面粗糙度的影响程度依次减弱;抛光剂粒度、抛光力、抛光工具转速和抛光剂浓度对材料去除效率的影响程度依次减弱。综合考虑各工艺参数对工件表面粗糙度和材料去除效率的影响情况,优选出最佳工艺参数组合。(4)进行了负压缩性的抛光试验研究。选用有利于工件表面粗糙度的工艺参数组合,分别在使用和不使用负压缩性抛光装置的情况下进行了抛光试验,试验结果表明,抛光装置的负压缩性起到了改善工件表面质量的效果。使用对比试验的方法分析了抛光时间对负压缩性抛光的影响情况,试验结果表明,负压缩性的作用效果会随着抛光时间的增长而逐渐减弱。