近年来,随着高性能功能元件的广泛应用,对加工表面质量的要求越来越高。单晶硅是一种硬脆材料,得到光滑表面需要控制切削深度,使其在塑性区域内切削,传统金刚石切削塑性切削深度小,加工效率低。镍基合金作为一种高温合金,低热导率和高强度的特性使刀具寿命低。振动辅助切削改变切削时刀具与工件接触状态使两者周期性的接触与分离,在难加工材料的超精密切削中具有显著的优势。本文针对单晶硅和镍基单晶高温合金两种不同类型的难加工材料开展振动辅助切削研究。首先,分析了一维振动辅助切削运动学原理。基于有限元软件建立单晶硅仿真模型。通过有限元仿真分析在振动辅助切削和普通切削下切屑形成机理和切削力的变化,分析振动辅助切削下剪切角改变的原因。进一步分析了振动频率、超声振幅和切削速度对剪切角影响的规律。其次,通过单晶硅的斜切实验,研究超声振幅对单晶硅塑脆性转变切深的规律,分析了不同振幅下单晶硅沟槽内形貌和拉曼变换,并进一步研究了振动频率和切削速度对单晶硅塑脆性转变切深的影响,分析振动辅助切削下单晶硅去除机理。在此基础上,开展单晶硅振动辅助端面切削试验,探究端面切削可行性。最后,对镍基单晶高温合金进行普通切削和振动辅助切削两种切削方式下表面完整性研究,分析两种不同切削方式下表面形貌、切屑形态、刀具磨损、机械性能等多方面的差异,揭示振动辅助切削镍基单晶高温合金的表面完整性机理。针对加工参数对表面质量的影响,通过实验研究振幅、切削速度、进给量和切削深度对镍基单晶高温振动辅助切削加工表面质量的影响,归纳总结最优加工参数。