目前,硬脆材料以其独特的性能应用在许多领域,如航空航天、船舶、信息及军工等领域,这些高、精、尖领域对材料的使用提出更高精度的要求。由于材料高强度、高硬度、脆性大的特点,高转速的超硬金刚石砂轮磨削加工成为最主要的加工方法,为了保证材料表面质量,对砂轮的形状精度和磨削性能提出更高要求。电镀金刚石砂轮以其较高的磨粒出露高度和结合强度可以满足磨削加工过程中高转速的需求,在硬脆材料的精密加工中得到广泛应用。在砂轮的制备过程中,虽然基体可以保持很高的精度,但在混料和成型过程中,由于金刚石磨粒的随机分布,可能会造成磨粒的堆积现象,造成砂轮表面磨粒等高性不一致,影响加工表面质量。随着砂轮修整技术的快速发展,砂轮的精度和耐用度得到了明显提高,解决了超硬磨料砂轮修整困难的问题。但是,各种修整技术本身存在一些局限性,影响砂轮的广泛使用,因此,本文在金刚石笔普通修整的基础上附加超声振动,提出超声振动修整金刚石砂轮的方法,该方法可以实现砂轮表面磨粒等高性一致,形成新的磨削刃,很大程度上改善了砂轮形状精度和磨削性能,提高了加工效率,极大地改善了材料表面质量。首先,基于超声波在变截面杆中的传播理论,使用理论与仿真分析相结合的方法对变幅杆的结构尺寸进行设计,由边界条件确定了金刚石笔修整工具头的尺寸,对整个超声工作系统的振幅进行试验验证,保证了工作系统的稳定性。对超声振动修整过程进行分析,讨论了超声振动修整特性,得出在超声振动的修整周期内,在砂轮的修整过程中存在两种作用,即冲击和剪切作用。在金刚石笔与磨粒刚接触时,超声振动引起冲击起主要作用,磨粒进行微破碎形成新的磨削刃;在金刚石笔与磨粒分离时,由于砂轮的旋转作用,金刚石笔与磨粒形成剪切面,磨粒与金刚石笔之间的作用主要为剪切作用。根据试验结果,分析振幅、砂轮转速和修整导程三个修整工艺参数对粗、细粒度砂轮表面形貌的影响规律,对修整后的砂轮进行扫描电镜观察表面形貌,得出结论:适当提高振幅有利于增强砂轮的磨削性能,但过高的振幅将对砂轮磨粒和表面结合剂起到破坏作用;过高的砂轮转速,使得磨粒由于剪切作用出现折断现象,减弱修整效果;小的修整导程使砂轮表面磨粒被完全修整,磨粒等高性保持一致,砂轮表面形貌好。最后通过磨削试验检测砂轮的磨削性能,工件经修整后砂轮磨削表面形貌优于修整前,而且工件表面粗糙度从2.29μm下降到0.56μm,磨削力显著降低,侧面验证了修整后砂轮表面磨削性能有了极大改善。