微细磨削加工技术是传统磨削技术的延伸,也是一种新型的超精密微细加工技术,它可以用较低成本实现难加工硬脆材料微零件或微结构的高精度表面加工。由于这一新兴的工艺还在发展完善阶段,且传统磨削的材料去除机理已经不能完全适用于微细磨削工艺;微磨削脆性材料时,脆性材料边刃裂纹损伤及亚表面损伤成为甚于磨削表面粗糙度的质量问题;而在脆性材料崩边方面并没有统一的崩边评价标准作为对脆性材料微结构加工质量的评价。本文针对上述问题主要进行了以下工作:(1)通过深入分析已有微细磨削机理,考虑磨粒刃角圆弧半径的影响,建立了圆锥、球形、三棱锥、四棱锥四种单颗磨粒切削力模型;采用VHX1000超景深光学显微镜对Φ0.5mm、#600微磨棒表面磨粒形状进行观测分析并统计,建立了综合磨粒模型的微细磨削力模型;在黄铜ZCuZn38上进行进行微细磨削实验,对比分析了微细磨削力理论计算结果与实验结果,并基于理论模型讨论微细磨削力随工艺参数的变化规律。(2)基于相变-位错理论提出了磨粒滑擦单晶硅过程中随着滑擦深度的增大单晶硅材料依次发生表层相变-相变范围增大-停滞区出现-位错成核-位错堆积-裂纹成核-裂纹随机出现去除机理;并对单颗磨粒在单晶硅材料表面滑擦过程中的滑擦深度h与划痕力F及单位划痕力F_p建立了解析关系。通过纳米压痕及纳米划痕实验测试并验证了材料去除机理及解析关系的合理性,所建模型可以较好的解释微细磨削微结构裂纹萌生及加工尺寸效应。采用原子力显微镜观察纳米划痕形貌,可以清晰地分辨出不同去除模式下的划痕形貌。采用共聚焦拉曼光谱实验证实了单晶硅滑擦过程中的相变的存在,表明了所提出的材料去除机理的合理性。(3)通过分析微细磨削工艺下的微结构的崩边及损伤现状,建立了边界崩裂及损伤评价因子F_r,讨论了该评判因子对边刃崩裂评价的可行性。将F_r应用于单晶硅材料表面微细磨削微结构的边界崩裂、损伤的工艺参数及工具参数的优化。最后选择优化后的微磨削工艺参数加工了两种表面微结构,并通过F_r评价了微结构的边界崩裂及损伤程度,从而表明了边刃崩裂损伤评价因子的可行性。