玻璃和陶瓷等硬脆材料有着良好的物理性能和机械性能，其在许多领域都有着广泛的应用。但是其硬度高且脆性大，加工过程中易发生脆性断裂。目前为止，超声加工是实现硬脆材料高效超精密加工较为有效的方法之一。然而，超声磨料冲击加工效率低，刀具磨损严重；工件超声振动辅助加工只适用于体积和质量较小的工件，应用范围有限。为了解决上述问题，在超声振动理论的基础上，开发出了适用于硬脆材料加工的旋转超声振动磨削工具系统。基于超声振动理论，对旋转超声振动磨削工具系统进行了总体的设计与分析，确立了超声振动主轴的振动形式。根据梅森等效的思想，建立了系统的机电等效网络模型，得到了系统的共振频率方程。通过系统的共振频率方程，对系统的结构尺寸进行了初步的设计。并运用有限元分析的方法，对旋转超声振动主轴进行模态分析、谐响应分析和压电耦合分析，得到了系统在不同电压激励下的振动形式和振动幅值，以此对系统的结构进行设计。根据旋转超声振动主轴的机电等效特性，对其进行了阻抗特性分析，得到了系统的谐振频率和反谐振频率等性能参数。其中谐振频率为27.4kHz，反谐振频率为28.4kHz。另外，通过激光位移传感器对系统的振动情况进行了测量，测量结果表明系统的振动形式为二阶纵向振动，砂轮的振动形式为弯曲振动。对系统在不同电源参数下进行磨削实验，并对加工后所得工件表面质量进行了检测，结果表明，工具旋转超声振动辅助磨削能够很好地改善磨削后工件表面的形貌，降低了工件表面的粗糙度。另外，在所选择的4组电源参数内，随着电压的升高，工件表面质量改善效果越明显。