本书针对小口径非球面光学元件制造，综述了小口径非球面纳米精度加工技术基础及发展概况，全面系统地总结了作者及其团队十五年来在小口径非球面光学制造理论及技术方面的研究成果，主要内容包括：小口径非球面磨削、ELID磨削、单点金刚石车削、磁流变抛光、玻璃透镜模压成型及非球面形状在位测量等，以小口径光学模具制造及玻璃透镜模压技术为核心，结合具体实例介绍了上述有关工艺方法的实际应用。
本书可供从事光学设计与制造、超精密加工与测量、光学精密仪器等精密工程领域研究的科技人员参考，也可供高等院校相关专业师生阅读。

尹韶辉，湖南大学教授、博士生导师，教育部新世纪优秀人才，岳麓学者。1967年10月出生于湖南省湘潭县。2002年在日本宇都宫大学获工学博士学位。2002～2006年在日本理化学研究所工作，2006年归国后在湖南大学工作。现任湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心副主任，湖南大学机械与运载工程学院学术委员会副主任，湖南大学微纳制造研究所所长，湖南大学机械制造工程系主任；中日超精密加工国际会议（CJUMP）理事会副理事长兼秘书长；国际磨粒技术委员会（ICAT）委员；中国机械工程学会生产工程分会委员会常务委员，生产工程分会磨粒技术专业委员会、精密工程与微纳技术专业委员会、光整加工专业委员会常务委员；中国机械工业金属切削刀具技术协会切削与先进制造技术研究会委员；机械工业现代精密磨削重点实验室学术委员会副主任；湖南省人民政府学位委员会学科评议组成员；湖南省侨联特聘专家；国家高效磨削工程技术研究中心工程技术委员会委员；湖南省数控精密磨床工程技术研究中心专家指导委员会委员；《湖南大学学报》《表面技术》《金刚石与磨料磨具工程》《机械与电子》等期刊编委。主要研究方向：精密及超精密加工技术、特种加工技术、光学非球面纳米制造工艺与装备、半导体制造工艺与装备。主持863计划项目、国家科技支撑计划重点项目、国家科技重大专项课题、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、教育部科学技术研究重点项目等20余项。作为第一完成人，研究成果获湖南省科学技术进步奖一等奖1项，中国机械工业科学技术奖一等奖1项、二等奖1项，中国侨界贡献奖1项，上银优秀机械博士论文奖1项，中国出版政府奖（图书奖）提名奖1项，湖南省湖湘优秀出版物奖一等奖1项，日本理化学研究所理事长奖1项，国际会议最佳论文奖8项。出版《磁场辅助超精密光整加工技术》等专著5部，发表学术论文260余篇，授权国家发明专利40余项。

《21世纪先进制造技术丛书》序
序
前言
第1章 小口径非球面加工技术基础及发展概况
1.1 非球面的特点
1.2 小口径非球面的应用及其加工难点
1.3 小口径非球面加工技术发展现状
1.3.1 超精密磨削技术
1.3.2 小口径非球面抛光技术
1.3.3 非球面单点金刚石车削技术
1.3.4 光学玻璃模压成型技术
1.4 非球面加工机床
1.5 小口径非球面模压制造技术发展趋势
参考文献
第2章 小口径非球面磨削及误差补偿
2.1 小口径非球面磨削方式
2.1.1 直交轴磨削
2.1.2 平行磨削
2.1.3 单点斜轴磨削
2.2 小口径非球面磨削误差分析
2.2.1 砂轮Y向误差
2.2.2 砂轮X向误差
2.2.3 B轴角度误差
2.2.4 砂轮半径误差
2.2.5 砂轮磨损误差
2.2.6 X向、偏角、磨损与半径误差分离方法
2.3 小口径非球面磨削面形误差补偿方法
2.3.1 直接补偿法
2.3.2 法向磨削补偿法
2.4 小口径非球面磨削补偿加工实例
2.4.1 微粉砂轮的选用和修整
2.4.2 X、Z、B斜轴球面磨削补偿加工
2.4.3 碳化钨凹球面磨削补偿加工
2.4.4 碳化钨凹非球面磨削补偿加工
2.4.5 单晶硅凸非球面磨削补偿加工
2.5 非球面磨削补偿软件
2.5.1 软件的设计思想和总体结构
2.5.2 主界面控制模块
2.5.3 测量模块
2.5.4 数据处理与显示模块
2.5.5 仿真模块
2.5.6 修正代码处理模块
参考文献
第3章 小口径非球面ELID磨削
3.1 ELID磨削的基本原理
3.1.1 传统ELID磨削方式
3.1.2 非球面ELID磨削方式
3.2 小口径非球面喷嘴ELID磨削系统
3.3 小口径非球面喷嘴ELID磨削试验
3.3.1 无ELID磨削与喷嘴ELID磨削的对比试验
3.3.2 间歇式ELID磨削与喷嘴ELID磨削的对比试验
3.4 喷嘴ELID磨削电解机理分析
3.4.1 喷嘴ELID磨削氧化膜生成过程分析
3.4.2 喷嘴ELID磨削氧化膜作用机理分析
3.4.3 喷嘴ELID磨削生成的氧化膜厚度计算模型
参考文献
第4章 小口径非球面单点金刚石车削
4.1 小口径非球面超精密车削
4.1.1 传统的X、Z两轴联动单点金刚石车削
4.1.2 X、Z、B三轴联动固定点金刚石车削
4.1.3 两种车削方式加工结果分析
4.2 天然金刚石车刀
4.2.1 超精密切削对刀具的要求
4.2.2 金刚石的晶体结构
4.2.3 金刚石晶体各晶面的耐磨性
4.2.4 单晶金刚石刀具磨损形态和机理
4.2.5 超精密切削时刀具的磨损和耐用度
4.2.6 金刚石刀具的设计
4.3 B轴控制对非球面面形精度的影响
4.3.1 X、Z两轴联动金刚石车削平面基础试验
4.3.2 车刀圆弧切削刃面形误差对面形精度的影响
4.3.3 车刀磨损对面形精度的影响
4.3.4 X、Z、B三轴联动固定点金刚石车削加工的应用
4.4 B轴控制对工件表面粗糙度的影响
参考文献
第5章 小口径非球面抛光技术
5.1 小口径非球面斜轴抛光原理及去除机理
5.1.1 抛光原理
5.1.2 斜轴磁流变抛光去除机理
5.2 斜轴磁流变抛光头
5.3 碳化钨非球面磨抛组合加工
5.3.1 碳化钨非球面超精密磨削
5.3.2 碳化钨非球面斜轴磁流变抛光
5.4 不锈钢非球面车抛组合加工
5.4.1 不锈钢非球面超精密车削
5.4.2 不锈钢非球面斜轴磁流变抛光
5.5 碳化钨材料亚表面损伤及其检测
5.5.1 亚表面损伤产生机理及测试方法
5.5.2 碳化钨磨削亚表面损伤研究
5.5.3 玻璃磨削后亚表面损伤的去除
参考文献
第6章 小口径非球面玻璃透镜模压成型
6.1 模压成型用光学玻璃材料
6.1.1 玻璃材料的主要成分
6.1.2 玻璃材料的低熔点趋势
6.1.3 玻璃材料的环保趋势
6.1.4 光学玻璃的热机械性能
6.1.5 光学玻璃压型坯料
6.2 光学玻璃模压成型理论
6.2.1 玻璃材料属性的温度依赖性
6.2.2 界面接触的热传递
6.2.3 光学玻璃的黏弹性
6.2.4 光学玻璃的时-温等效性
6.2.5 黏弹性物理模型
6.2.6 结构松弛
6.3 非球面透镜模压成型工艺
6.3.1 非球面透镜模具的材料选择与设计
6.3.2 非球面玻璃透镜的模压成型试验用成型机
6.3.3 模压温度的选择
6.3.4 成型透镜的成型精度
6.4 残余应力的影响因素及仿真预测
6.4.1 玻璃模压成型的有限元分析
6.4.2 模压成型仿真预测模型的建立
6.4.3 应力分析的本构方程
6.4.4 加热阶段的分析
6.4.5 残余应力仿真分析
6.5 轮廓偏移量预测及补偿
6.5.1 轮廓偏移及结构松弛
6.5.2 模压成型参数对轮廓偏移量的影响
6.5.3 模压成型补偿技术
参考文献
第7章 非球面形状在位测量
7.1 非球面形状离线与在位测量
7.2 接触式气浮在位测量系统