Si₃N₄陶瓷材料具有优良的物理性能和化学性能，广泛应用于航空航天、化工设备、发动机、军事装备等领域。但是由于其高硬度和高脆性，采用传统的加工方式，加工效率普遍较低，而且被加工陶瓷构件大多会产生各种类型的表面或亚表面损伤，导致陶瓷构件强度降低。高加工成本以及难以测控的加工表面损伤层限制了陶瓷构件更广泛的应用。本文将超声旋转磨削加工技术应用到Si₃N₄陶瓷材料加工过程中。基于弹塑性力学和压痕断裂力学，对Si₃N₄陶瓷材料超声旋转磨削加工机理进行进一步理论分析；采用有限元软件ABAQUS中XFEM模块对加工机理仿真和验证；建立了Si₃N₄陶瓷材料超声旋转磨削加工过程中材料去除率与工艺参数之间数学模型，采用实验验证数学模型的正确性；最后，以Si₃N₄陶瓷材料单个叶片加工为例，将以上研究内容应用到实际加工工艺过程中，指导Si₃N₄陶瓷材料超声旋转磨削加工过程。通过以上研究，分析了Si₃N₄陶瓷材料超声旋转磨削加工过程中材料内部三维应力场；材料内部存在径向裂纹、中位裂纹和侧向裂纹；同时，确定了裂纹产生位置、裂纹生长及平衡条件和裂纹平衡状态下尺寸。加工过程中，材料去除有磨削去除和超声波振动去除两种模式，在不同工艺参数下，两种材料去除模式对总材料去除率影响不同；工艺参数越大，超声振动去除率越大。同时，采用超声旋转磨削加工技术对Si₃N₄陶瓷材料叶片加工，不仅提高了加工效率，降低了切削力，而且提高了零部件加工质量。