目前,随着球面、非球面和具有微结构表面的光学元件的应用越来越广泛,对光学元件表面质量的要求也日益提高。其中一类重要的光学元件是通过精密模具注塑成型得到的。这致使光学元件的表面质量在很大程度上取决于模具的表面质量。在模具的超精密车削加工中,表面粗糙度是衡量产品质量的重要指标。本课题在前人研究的基础上,针对超精密单点金刚石车削加工表面粗糙度预测和控制进行以下几个方面的研究:(1)通过阅读文献,掌握了现行的具有代表性的单点金刚石车削表面粗糙度预测模型的基本方法和思路,通过理论分析和实验研究,提出前人所建立的表面粗糙度预测模型可能存在的缺点及需要研究的问题。(2)针对前人建立的表面粗糙度预测模型的不足,研究材料特性以及加工参数对加工过程中刀具和工件间的相对振动的影响规律和特点,得到材料特性和主轴转速是对加工过程中刀具和工件间相对振动影响最大的因素;解释膨胀效应发生的原因,分析其影响因素,重点研究加工参数和材料特性对膨胀比的影响,说明膨胀效应对表面粗糙度的影响。得到材料特性和主轴转速是对膨胀比影响最大的因素。(3)在得到上述结论的基础上,提出一种新的表面粗糙度预测模型,并用实验进行验证。实验结果表明所建立的表面粗糙度预测模型能够很好地实现表面粗糙度的预测和控制,更贴近于实际的加工过程,因为在模型中考虑到了主轴转速变化所引起的机床特性的改变以及工件材质所引起的震颤。针对典型的模具材料建立起单点金刚石车削加工条件与工件表面粗糙度之间的映射关系;根据加工条件预测工件表面粗糙度,根据表面粗糙度的要求合理地选择加工参数。