随着现代科学技术的发展,脆性材料的应用也越来越广泛。光学玻璃是典型的脆性材料,它具有低韧性、高脆性的特点,其超精密切削存在很大的局限性,高精度的光学仪器用玻璃零件仍然在采用传统的粗磨、精磨、研磨及抛光等复杂的工艺,加工生产率低、成本很高。在超精密数控机床上使用金刚石刀具车削脆性材料非球曲面及非对称曲面的高次型曲面具有较大的优越性,而在金刚石刀尖施加超声振动的超精密切削更被认为可能是加工这些脆性材料的理想方法。光学玻璃超声振动切削脆塑转变临界条件的研究则是实现对脆性材料超声振动切削进而获得良好表面质量的基础。首先对脆性材料超精密切削技术及其塑性域切削技术和超声振动切削技术的发展做了比较全面的综述。通过光学玻璃在维氏压头作用下的压痕试验,研究了工件材料性能、加载载荷幅值对脆性材料变形方式的影响。获得了不同玻璃材料的脆塑性转变的临界载荷及临界压深;通过变切深刻划试验,研究了在超声波振动作用下光学玻璃材料的性能对脆塑转变过程的影响,获得了不同光学玻璃材料的临界刻划深度。然后研制了光学玻璃超声波振动切削系统,为超声波振动切削试验提供了试验基础。最后利用实验室的高精度车床及所研制的超声波振动切削系统,通过控制进给量、切削深度和振幅,实现了光学玻璃塑性域加工;分析了切削用量和振动参数对加工表面粗糙度的影响。研究结果表明:与常规切削相比,超声波振动切削可明显降低刀具磨损,减小加工表面粗糙度,提高加工表面质量。