随着能源危机问题的日益凸显,核聚变能作为一种清洁的新型能源受到越来越多的重视,对惯性约束核聚变方法的研究也成为世界性的热点领域。熔石英光学材料因具有极好的光学性能、稳定的化学性能被大量应用在惯性约束核聚变装置的光学终端系统中。但是当高能量激光束连续照射熔石英玻璃光学材料时,会在熔石英玻璃表面上导致激光损伤,如果不对这些损伤进行及时处理,熔石英元件的寿命将大大降低。目前,对一定尺度范围内的损伤进行修复是解决此问题的一个有效手段,激光损伤处的形貌和尺度的复杂性决定了修复方法的柔性要高,对后续光场的调制作用决定了修复方法要可控制面型,因此使用球头铣刀微铣削方法十分适合修复熔石英玻璃的激光损伤缺陷。本课题在初期研究阶段发现,由于加工对象熔石英玻璃的硬脆特性,探索熔石英玻璃的力学性能对实现其塑性域内微铣削加工有着十分重要的意义。本文通过压痕实验,测算了熔石英的维氏硬度值和断裂韧性值等主要力学性能参数,预测了基于压痕实验的熔石英玻璃发生脆塑转变时的临界载荷值;通过刻划实验,测量了不同进给速度下熔石英玻璃在金刚石压头的刻划作用下发生脆塑转变时的临界宽度、临界深度和临界刻划力,分析了进给速度的变化对各临界值的影响趋势,为工艺实验的参数设置提供了参考。分析了脆性材料的经典脆塑转变临界厚度计算模型和最小切削厚度理论的建立条件与球头微铣刀铣削熔石英玻璃实验条件的差异,表明了以上两种理论在本课题中应用的局限性;研究了各工艺参数的变化对最大未变形切屑厚度的影响规律,分析了加工过程中铣削力随工艺参数变化的规律;进行了单因素工艺实验,总结了各工艺参数变化对加工表面质量的影响,分析预测了实现熔石英玻璃塑性域铣削的工艺参数范围;进行了验证性实验,获得了无脆性断裂的优质表面;探索了实验中其它可能影响加工质量的因素。阐明了熔石英玻璃塑性域微铣削实验中所用刀具的选用方法,观察并分析了刀具磨损的不同阶段及其对应的现象,总结了刀具的主要磨损形式、磨损机理和原因,分析了各工艺参数对刀具磨损的影响规律,提出了降低刀具磨损的可行性措施和建议。