随着科学技术的不断发展,对先进材料的需求也快速增加。以光学玻璃、激光晶体和陶瓷基复合材料为代表的硬脆材料具有高硬度、耐高温、耐腐蚀等优异的机械、物理和化学性能。采用硬脆材料加工而成的薄壁结构件具有重量轻、节约材料、结构紧凑等优点,在航空航天、光学、微电子等领域应用广泛。本文针对硬脆材料薄壁构件加工效率低,最优加工参数难以选取等问题,开展了超声辅助磨削硬脆材磨削力研究,提出加工应力约束的硬脆材料薄壁结构加工策略优化方法和基于BP神经网络的薄壁结构加工策略快速预测方法,主要进行了如下研究。（1）建立了超声辅助磨削硬脆材料的磨削力模型,并对磨削力模型的比例系数进行了修正,并采用K9玻璃进行了试验验证,磨削力的预测值与试验值吻合良好。得到了磨削力随进给速度、砂轮线速度和切削深度的变化规律,该模型可用于硬脆材料薄壁结构的加工策略优化。（2）提出了一种基于有限元法的硬脆材料薄壁件加工策略优化方法。该方法的核心思想是在工件体积不变的前提下,优化工件形状,减小加工过程中工件的最大应力,从而提高加工效率。将提出的方法应用于K9玻璃薄壁零件,加工时间缩短了44%。优化的加工策略可以使工件的承载能力和加工变形更加稳定,从而降低加工过程中工件的最大应力。可以得出结论:对于三边固支的薄壁零件,在加工时优先保留靠近工件顶部的材料,优先去除靠近工件底部的材料,可以提高薄壁零件在加工过程中的承载能力和提高加工效率。（3）提出了一种利用BP神经网络对硬脆材料薄壁件的加工策略进行预测的方法,该方法可以预测硬脆材料薄壁零件加工策略,同时大幅节省计算时间。针对典型的长方体薄壁零件,采用提出的加工策略预测方法,薄壁零件最大应力的相对误差控制在11.8%以内,工件体积误差控制在1.2%以内,计算时间降低99.99%。该方法具有广阔的工业应用前景,针对典型的薄壁零件形状,如长方体、圆柱壳体、叶片等,提前训练好每种形状对应的神经网络,并集成到数控软件中,即可在实际使用时调用相应的神经网络,即时得出最优的加工策略,生成加工轨迹和数控代码。（4）针对三边固支的典型RB-SiC薄壁零件进行了加工策略优化,总加工效率提高48.96%,总加工时间减少321分钟,证明了本文提出的优化方法的可行性。分别针对RB-SiC反射镜轻量化结构样镜和0.5 mm极限厚度的K9玻璃薄壁轻量化结构样镜进行了加工策略优化,并完成了加工验证。