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微细超声波加工技术作为一种特种加工技术,广泛应用在硬脆性材料和不导电材料的加工中。本文主要研究微细超声波加工底面精度,很多学者针对微细超声波材料去除特点,对微细超声波加工底面材料去除模式和粗糙度进行了研究,虽然微细超声波材料去除机理已经基本明确,但未有成熟的理论和模型能定量化的衡量微细超声波加工底面材料去除模式,很多研究成果止步于工艺参数探究阶段。微细超声波加工材料去除方式主要由于工具对磨粒的锤击迫使磨粒撞击工件底面,这一现象与压痕理论中压头撞击工件的现象极为相似,可以用压痕理论进行解释,同时结合弹性力学、塑性力学提出微细超声波加工材料去除模式模型,理论上分析认为在加工力足够小时,硬脆性材料在微细超声波加工中也可以实现塑性去除,且存在三种去除模式：塑性去除模式,脆性去除模式和脆塑转变模式。材料在不同去除模式下,加工底面的整体形貌不同,底面的粗糙度值也不同。因此根据理论模型设计了验证实验,分别在石英晶体和单晶硅<100>面进行了微细超声波钻孔加工实验,通过拍摄SEM图片对加工孔底面进行观察,通过ZYGO折光干涉仪对加工底面的五种粗糙度进行了统计和分析。结果表明,单个磨粒最大撞击力是影响材料去除模式的关键因素。当单个磨粒最大撞击力达到临界值时,材料的去除模式会发生转变。在微细超声波加工中,当加工力足够小时,石英晶体和单晶硅<100>均可以实现塑性去除。当单个磨粒最大撞击力大于塑性临界力时,材料脱离塑性去除阶段,进入脆塑转变阶段；当单个磨粒最大撞击力大于脆性临界力时,材料进入脆性去除阶段。在不同去除模式下,粗糙度Rpk曲线会出现分段现象,粗糙度Ra,Rq,Rk,Rvk无明显规律。脆性模式下的Rpk值明显大于塑性模式下的Rpk值。单晶硅<100>面三种去除模式分明,Rpk曲线分成三段；石英晶体脆性去除模式与塑性去除模式分明,脆塑造转变模式介于二者之间,这可能与石英晶体断裂韧性参数有关。理论模型计算出的临界力值与实验过程中得出的临界力值吻合,两种材料的塑性临界力和脆性临界力均可以用同一修正常数K=4.36进行修正,证明了理论模型的合理性。根据此理论模型,可以通过控制加工力来控制微细超声波加工中材料表面的去除模式,提高表面加工精度。