氮化硅陶瓷以其优异的物理化学性在诸多领域有着广泛应用,然而,其自身的硬脆特性,使其在加工过程中经常出现裂纹、崩碎等缺陷。研究证明超声辅助磨削能够有效改善陶瓷材料的加工效率与质量,但是,目前在超声辅助磨削损伤机理方面的研究尚未完善。针对上述问题本文研究了超声辅助磨削氮化硅陶瓷的加工机理与损伤机制,揭示了超声振动促使裂纹偏转、相互抑制的作用机制,建立了亚表面损伤深度预测模型,确立了表面形貌与亚表面损伤间的映射关系,并进行了工艺参数优化。本文的研究成果对实现氮化硅陶瓷的高效低损伤加工,推动其工程应用具有重要意义。本文基于压痕断裂力学和超声辅助变切深双划痕试验,研究了超声振动对材料脆塑转变临界切削力、临界深度和材料去除方式的影响,揭示了超声辅助磨削的加工机理。结果显示,相较于传统刻划,超声振动使材料脆塑转变的临界压力提高了115%,同时激发了更多的侧向裂纹并促进了侧向裂纹向工件表面扩展,使得材料更多地以侧向裂纹相互交叉引起的局部微破碎的方式去除。裂纹扩展是导致磨削损伤的关键因素。本文对裂纹扩展的模式和扩展路径进行了理论分析,配合超声辅助刻划试验,研究了超声振动裂纹抑制效应的作用机制,揭示了超声辅助磨削加工机理。结果表明,超声振动改变了裂纹的扩展方向,能有效抑制裂纹向下扩展,降低损伤深度达36%。同时,划痕间距对裂纹抑制效应的影响显著,随着划痕间距的增加,裂纹抑制效果逐渐减弱。工艺参数与加工损伤的形性映射关系是实现加工损伤预测与抑制的关键。本文分别建立了表面三维形貌重构模型与亚表面损伤深度预测模型,实现了加工表面形貌的表征与评价,并以三维表面粗糙度为关联参数,建立了工艺参数、表面粗糙度、损伤深度之间的映射关系,实现了对加工表面粗糙度和损伤深度的预测。结果显示,表面粗糙度的平均预测误差为9%,亚表面损伤深度的平均预测误差11.75%。为了实现在满足实际生产加工效率的情况下最大程度地降低亚表面损伤深度,本文采用NSGA-Ⅱ遗传算法优化工艺参数,并通过实验来验证优化方法的有效性。结果显示,优化后的工艺参数能够保证在加工效率不低于0.5 mm~3/s的条件下,亚表面损伤深度最小,损伤深度为0.177 mm。