硬质合金是一种具有高硬度、高耐磨性、耐高温等优良特性的金属复合材料,在航空航天、光学及电子等领域中的应用也越来越广泛,在现代工具材料、耐磨材料和耐腐蚀材料中也占有极其重要的地位。但由于其具有较高的硬度和强度,且机械加工性能差,因此硬质合金的延性域加工在超精密加工过程中是必不可少的。本论文,在普通切削加工临界切深的基础上,考虑到二维超声振动频率、振幅、切削时间等参数的影响,对二维超声激光辅助切削的临界切削深度的理论公式进行了探讨。理论研究发现:二维超声振动切削的断续切削可以改变刀具前角、剪切角等参数,减小切削时间,减小切削力,从而相对增加临界切削载荷以及临界切削深度;复合超声振动后的切削速度可以进一步改变超声振动切削过程中的切削时间以及剪切角,进而增大临界切削深度;激光加热在一定条件下可以提高切削温度,从而降低材料硬度,增大临界切削深度;通过数值计算,了解到临界切深会随着切削速度的增加而增大,还会随着Co含量的增加而增大,同时也会随着刀尖圆弧半径的较小而增大;二维超声激光辅助切削的临界切深大于普通切削的临界切深。基于SPHER360超精密车床和自行搭建的模拟切削过程的刻划试验平台,采用CBN刀具对YG10、YG15以及YG20材料的硬质合金模拟切削过程,进行切深渐变的仿切削刻划切削试验,通过白光干涉仪观测划痕特性,估测临界切削深度,研究在不同切削条件下的临界切削深度的变化,并与理论分析结果进行了对比。试验研究发现,相同切削条件下二维超声切削的临界切削深度大于普通切削的临界切削深度,临界切深会随着切削速度的增加,Co含量的增加而增大,与理论研究结果基本一致。在硬质合金材料去除特性理论和试验分析的基础上,进行了实际切削试验。试验发现YG10、YG15以及YG20硬质合金材料在普通加工过程中,随着切削速度的增加,材料的破碎率逐渐减小,加工表面的粗糙度值减小;在二维超声加工和二维超声激光辅助切削加工过程中,表面粗糙度值会随着速度的增加而减小,但在靠近临界切削速度时,又会有一定程度的增加。试验切削过程中发现YG10、YG15与YG20的硬质合金材料在低于临界切削深度时,可以以延性去除方式进行加工且获得表面粗糙度更小,精度更高。