中文摘要：

小型半球、超半球面的纳米精度加工技术在未来尖端导航领域有重要需求。本项目针对现有加工技术手段难于突破半球、超半球面球度0.05-0.1微米精度的瓶颈问题，借鉴现代光学加工的确定性修形技术，以具有的原子量级材料去除能力的小束径抛光离子束为抛光工具，通过对小型超半球面各分区域的确定性修形加工，实现对全表面的纳米级无缝拼接加工，即纳米精度的拼接加工技术。重点研究小束径离子束对小型大曲率曲面纳米精度修形加工的适应性，拼接加工条件下的全表面误差收敛理论与方法，超半球面的高精度子孔径拼接测量方法，小型超半球面纳米精度拼接加工工艺等理论和工艺问题，形成小型超半球面纳米精度加工的新理论和新方法，使加工精度达到或突破0.01微米量级。该方法可拓展到具有封闭轮廓特征的曲面的高精度加工。

结论摘要：

小型半球、超半球面的纳米精度加工技术在未来尖端导航领域有重要需求。本项目针对小型超半球面的纳米精度制造难题，开展了以半球、超半球面为典型代表的高精度光学零件制造、检测新理论和新工艺的研究。以Sigmund溅射理论为基础，研究了离子束修形过程中的材料去除机理，分析了小束径离子束对小型大曲率曲面纳米精度修形加工的适应性；基于CCOS成型原理，建立了适合高陡度镜面加工的驻留时间算法建模，并且采用拼接加工技术实现了小型超半球面的纳米级无缝制造；研究了高精度子孔径拼接测量方法，获得了精细的三维全局面形误差分布，解决了小型超半球面的测量和评价难题；形成了小型超半球面确定性修形的工艺路线，实现了纳米精度制造的目标。该项目突破了小型超半球面的三维误差测量评价理论和方法、高精度确定性修形理论和工艺等标志性关键基础技术。