磷酸二氢钾（Potassium Dihydrogen Phosphate,KDP）晶体由于出色的非线性光学特性,被广泛应用于光电开关、激光倍频等光学元器件。然而因为其易潮解、质软、高脆性等材料特性,单点金刚石飞切加工技术是目前最有效的加工方法。但从实际加工情况来看,加工表面质量不稳定、表面微缺陷仍存在,且刀刃质量差导致刀具切削性能不稳定。因此,本文致力于深入探究KDP晶体的材料去除机理及表面形成过程,研究金刚石刀具相关因素在KDP晶体加工过程中的作用机理。首先,本文通过分析切削力及切削区域中静压力场的影响,建立了KDP晶体切削加工表面相对裂纹长度模型。该模型通过对加工中切削区域材料形成的裂纹进行量化分析,表征了裂纹扩展尖端与最终加工表面的几何距离,揭示了刀具前角、刃倾角及加工参数对KDP晶体材料去除模式和已加工表面微缺陷的影响机制。通过断续直角切削实验与斜角切削实验验证了模型的正确性。结果表明,大于等于25°的负前角刀具有助于抑制裂纹的产生,并有效地控制裂纹不扩展至加工表面;对于刀具刃倾角而言,15°至45°范围的刃倾角可以有效地抑制裂纹的扩展,增大晶体表面实现塑性域切削的临界进给量。其次,为了在有限元（Finite Element,FE）仿真中可以准确地描述KDP晶体切削变形行为,本文基于纳米压痕实验结果,采用Oliver-Pharr拟合结合量纲分析的逆分析法,获得了KDP晶体材料本构模型参数。基于此材料本构模型,建立了KDP晶体FE-SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）耦合切削模型,进行了刀具前角及刃倾角相关的切削仿真工作。仿真结果表明,不同刀具前角和刃倾角的静压力分布状况明显不同,这对加工中裂纹、表面的形成和切屑的状态有重要影响。此外,斜角切削使得切屑偏向未加工工件一侧流出,同时刀刃干涉区减小有利于减少塑性侧流及切屑撕裂现象,但加工表面的粗糙度受到多重因素的综合影响。再次,针对材料的软脆特性,本文分析了KDP晶体斜角切削加工表面粗糙度的几种分量来源,建立了包含圆弧形刀刃轮廓的运动学分量、塑性侧流分量、材料弹性回复分量以及表面缺陷分量的粗糙度理论模型。通过大范围进给量的斜角切削实验,在塑性加工范围和脆性加工范围综合验证了该粗糙度模型的正确性。结果表明,刀刃轮廓运动学分量在大刃倾角时会剧增,塑性侧流在15°刃倾角时有最小值,而材料弹性回复会随着刃倾角增大而增大。关于模型的预测精度,基于斜角切削相对裂纹长度模型建立的粗糙度缺陷分量使预测结果在塑性区和脆性区都保持了较高精度。从整体上看,15°刃倾角对应的加工表面粗糙度最小。最后,本文利用原子力显微镜进行刀刃微缺陷的检测与分析工作,并通过SPH切削仿真探究了刀刃微缺陷对表面加工质量的影响机理。基于仿真结果,提出刀刃钝化方法来去除刀刃微缺陷。钝化中优化刀具俯仰角度以保证刃口的锋利度,并结合二次刃磨前刀面的方法探索微负倒棱刀具的复合工艺制造方法。最后通过KDP晶体切削加工实验,验证了钝化后刀具切削性能的提升。综合本文研究成果,提出了基于刀刃质量控制的KDP晶体斜角切削加工方法。该方法采用高质量微负倒棱刀具在-25°前角和15°刃倾角下,加工出了Ra 1.36 nm的超光滑表面。