单晶硅作为一种性能优良,价格低廉的红外光学材料被广泛应用于热成像系统、前视红外、移动传感器等高新技术领域。超精密切削因其在表面粗糙度、形状精度控制以及加工效率方面具有优势而被应用于单晶硅零件的超精密加工。高质量零件一般要经过多道加工工序。实际上每次切削都有工件表层及亚表层损伤问题。如果在上一次切削损伤的基础上,找到二次切削对表面损伤的影响规律,对于指导单晶硅的切削工艺,降低表面损伤具有意义。使用分子动力学仿真方法进行研究,先在完整晶格的单晶硅表面进行切削,获取带有损伤层的工件表面,然后在带有损伤层的表面上进行第二次切削,对第二次切削过程进行分析。首先对第二次切削的整个过程进行了分析,并与第一次切削进行了对比,发现第二次切削过程中的切削力、势能变化、应力变化及温度变化都与第一次切削过程中不同,引起不同的原因是第一次切削时产生的损伤层使得工件表面的材料由立方金刚石相变为其它相,性质发生了改变。损伤层主要成分为非晶相硅,非晶相硅硬度较低,使得第二次切削时切削力比第一次切削时小。随后对损伤层内部的具体结构进行了分析,发现第二次切削后的损伤层内部结构与第一次切削后的损伤层的内部结构类似,都是由相变和位错组成,但是第二次切削后的工件表面的损伤情况明显比第一次切削后的情况要好。第二次切削时使用正前角刀具比0°前角和负前角刀具相变增加的速度要小。最后为了研究第二次切削中工艺参数对损伤层的影响,对两个关键参数:未变形切屑厚度和刀具前角对切削过程的影响进行分析,与前人研究结论不同的是使用正前角和0°前角刀具切削后的损伤情况要比使用负前角时要好。