锗单晶作为一种重要的半导体材料被广泛应用于太阳能电池、探测器、红外光学系统等领域。锗单晶的红外光学零部件往往要求极高的表面粗糙度和良好的面形精度。锗单晶作为脆性材料具有易碎、硬度高等不利于加工的特点,传统的车削、铣磨等方法不能加工出符合要求的零部件,因此必须要采用超精密加工技术来加工锗单晶。然而,在实际加工过程中锗单晶的各向异性将导致切削力波动,从而影响到工件已加工表面粗糙度值。因此,研究锗单晶超精密加工各向异性的影响具有十分重要的意义。本文首先建立了锗单晶超精密切削模型,并将锗单晶的材料各向异性与剪切角、弹性模量、剪切模量和切削力联系起来。求解了锗单晶不同晶面、不同晶向下的剪切角、弹性模量和剪切模量,理论计算了锗单晶超精密车削水平切削力和径向切削力。并对刀具几何参数进行多目标优化,使切削力达到最优值。其次,综合前人提出的切屑形成模型,利用纯变形理论和自适应网格技术,同时考虑到刀具钝圆半径对切削过程的影响,建立了锗单晶超精密切削有限元仿真模型。利用商业软件ABAQUS仿真模拟了锗单晶超精密切削过程,分析了切削用量和刀具几何参数对切削过程中切削力的影响,还对比了不同晶面、不同晶向下切削力的大小。最后,在单点金刚石车床上对锗单晶工件进行了切削实验,并利用非球面测量系统对工件已加工表面进行粗糙度值测量。实验中,针对不同切削参数和不同晶面分别对工件进行了超精密切削实验,分析了加工后工件表面粗糙度值变化情况。