化学机械抛光(CMP)加工应用广泛，由于游离磨粒的加工特点，使得加工中材料去除量极其微小，可以获得很好的表面粗糙度。但与固结磨粒加工方式相比，CMP工艺可控性较差，同时基于压力的加工控制，对于工件的面形几何精度相对较难保证。在CMP基础上发展而来的化学机械磨削(CMG)，兼有CMP和固着磨粒加工的特点，是获得高加工质量的新方法。而在超精密加工领域，超声波辅助加工及其机理研究正在兴起，主要应用在降低磨削力、提高硬脆材料延性域磨削及加工效率方面，以获得更高面形精度和较小加工损伤。因此，以保证加工精度、提高加工效率为目标，本文将二维超声振动辅助加工技术引入CMG，进行二维超声振动辅助CMG技术开发及实验研究。主要研究内容包括构建二维超声辅助固结磨粒加工实验装置，实现二维超声振动辅助CMG方法及技术开发；进行所开发方法加工运动特性分析、单点切削验证及磨削力测量实验；以单晶硅片为加工对象进行加工实验，探索超声特性及加工参数对工件材料加工特性的影响，并寻求有效的测量手段，对加工表面瑕疵和损伤进行检测和评价，为实现加工效率高、通用性好的超声辅助加工技术提供支持。　　 本文以单晶硅片为加工对象，二维超声振动辅助CMG加工实验结果表明：有超声辅助加工下工件的表面粗糙度和材料去除率均有较大的提高。从微观表面形貌来看，在较大材料去除率情况下，有超声振动辅助方式下的微观表面质量优于无超声情况，表面无明显瑕疵。其中二维超声辅助加工方式可获得最好表面粗糙度及最大材料去除效率。通过透射电镜(TEM)图像发现，二维超声辅助CMG加工下的硅片加工表面没有非晶层和损伤出现。