硬脆材料以其独特的使用性能正逐步应用于光伏、激光、仪器仪表、电子通讯等行业。镍钴合金、Nd:YAG等硬脆材料硬度大、耐磨、脆性大等特点使材料加工过程困难。本研究根据脆性固体断裂力学原理建立了材料裂纹深度模型,推导出压痕深度计算式,建立固接线锯切割去除模型。建立了硬脆材料环形线锯切割亚表面损伤模型。模型中包含磨粒分部、切割参数等因素为精密切割进一步发展提供理论依据。环形金刚石线锯切割是一种新型切割工艺,其切割速度高、切割应力小、切缝窄且环境友好等特点适合切割贵重硬脆材料。环线切割线锯有效磨粒数量少、线锯制造成本高,所以研究锯丝失效原因十分重要。本课题研究了线锯失效形式,能根据失效的锯丝分析其失效原因,也为切削参数选择提供依据。军事工业中广泛使用的镍钴合金为典型磁储元件,属金属型硬脆材料,提高其切割工艺生产效率具有重要意义。本课题采用环形线锯对镍钴合金棒料进行精密加工试验。根据振动方程、材料断裂极限等计算出切割工艺参数的取值范围,通过正交试验得到不同切割参数对切割质量的影响规律。切割试验发现锯丝张紧力对加工质量的影响最大,随着张紧力增大表面粗糙度值下降。确定机床总体设计方案,通过计算和有限元分析确定线轮直径尺寸为φ400mm,用SolidWorks工程软件对机床进行设计,然后用ANSYS Workbench对机床溜板和立柱进行固有频率及静力学分析。采用高精度测量方法对重点工序装配过程进行检查以及装配后综合精度进行测量,对切割系统进行动平衡,最终完成机床装配。根据切割晶体的加工要求设计、优化、装配成了高度高精度环形金刚石切割机床。采用正交试验对特定YAG晶体棒料进行切割,用灰色关联度评定各加工参数对加工质量的影响规律。使用优化后切割工艺参数最终切割出面形精度为30μm,表面粗糙度为0.78μm的合格晶体薄片。