与传统加工方式相比,振动辅助加工具有独特的优势,现已被广泛应用于韧性材料、脆性材料、复合材料,甚至是生物组织等各种材料的加工。众所周知,加工后的零件表面形貌会直接影响其使用性能和使用寿命,但目前关于振动辅助加工后被加工零件表面形貌的研究仍然相对匮乏。因此,本文以典型的脆性材料和塑性材料为例,基于不同的研究方法,探究了振动辅助加工后被加工零件的表面形貌,旨在将该技术更好更高效地应用到材料加工。对于振动加工脆性材料后被加工零件的表面形貌,本文回顾和总结了国内外的相关研究,发现现有研究主要集中在二维椭圆振动加工或单一方向的一维振动加工方面,对不同方向振动加工后的表面形貌研究则相对较少。因此,本文以典型的脆性材料（RB-SiC）作为研究对象,运用有限元模拟和实验的方法,研究了在超声振动辅助划痕（Ultrasonic Vibration-Assisted Scratching,UVAS）中不同超声振动（Ultrasonic Vibration,UV）方向对RB-SiC表面形貌的影响,并与传统划痕（Conventional Scratching,CS）进行了对比。进一步地,基于有限元模拟的方法,本文探究了在每一个UV方向下,振动参数对RB-SiC表面形貌的影响以及作用机理。结果发现:（1）在UVAS中,x方向的UV会导致沟槽宽度小于CS,y方向的UV会产生较大的沟槽宽度,而z方向的UV会造成较大的沟槽深度;（2）CS后,沟槽的底部杂乱无章,但振动加工后,不同方向的UV会使沟槽底部呈现出不同的规律性;（3）x方向的UV得到的表面质量最佳,y方向的UV会导致沟槽底部出现周期性层状断裂,并延伸到沟槽两侧形成壳状断裂,z方向的UV沟槽侧面会出现频率较高且形状较小的块状断裂;（4）振动频率和振动幅值的增加可以促进切削力的降低;（5）在UVAS中,沟槽的深度和宽度更多地取决于振动幅值而不是振动频率。具体来说,y方向UV的振动幅值越大,沟槽的宽度越大,z方向UV的振动幅值越大,沟槽的深度越大。对于振动加工塑性材料后被加工零件的表面形貌,本文对现有表面形貌模型进行了总结和分析,发现表面形貌模型日益完善,但是现有模型并没有考虑刀具前、后刀面对加工表面生成的影响。因此,为了进一步改进表面形貌模型以提高模型预测的准确性,本文在正交平面内建立了新的二维表面形貌模型,即表面残余高度模型。在模型的具体开发过程中,建立了基于圆族包络原理的刀触点轨迹,并重新定义了临界切削方向角,然后分析了刀具后刀面、前刀面以及前后刀面共同对最终表面残余高度的影响。此外,该模型还考虑了材料回弹、刀具切削刃轮廓的波纹度以及残余误差三个因素。随后,本文通过有限元仿真对所提出的模型进行了验证,结果表明,仿真与理论获得的总残余高度值吻合度较高,最大相对误差仅为9.1%。此外,还通过固定计算参数,将现有模型计算获得的残余高度值与本文所开发模型获得的残余高度值进行了对比,发现本文所开发模型的未挤压残余高度值与此前Zhang等提出模型计算获得的残余高度值完全一样,再次印证了本文所开发模型的准确性。