随着科学技术飞速发展,具有优异性能的难加工材料如:高温合金、钛合金、工程陶瓷等被广泛地应用于航空、航天等高科技领域,对这些具有优异性能的难加工材料进行高效精密加工已成为当前研究的热点。超硬磨料砂轮的应用极大地推进了超精密加工技术的发展,然而,用于精密磨削过程中的超硬磨料砂轮存在修整精度差、修整效率低、设备昂贵等问题。因此,高效率,高质量的砂轮修整技术是目前超精密磨削加工领域亟待解决的问题。本文针对CBN砂轮修整存在的修整过程效率低、修整后砂轮地形地貌差等技术难题,提出了一种新型的激光-超声振动复合修整砂轮技术。首先,基于椭圆超声振动理论及激光辅助加热技术,对激光-超声振动复合修整砂轮实验系统进行分析,搭建了复合修整CBN砂轮实验平台,并对复合修整过程中CBN磨粒的去除特性进行分析。其次,通过单颗磨粒追踪的方法,对修整过程中单颗CBN磨粒的形貌演变及形态变化过程进行跟踪,试验采用楔块砂轮结构,在进行一定修整深度和修整次数后,取下砂轮上的楔块,放置在超景深显微镜下观察砂轮上预先标定磨粒的表面破碎情况,并提取磨粒形貌。使用超景深显微镜观察对比磨粒在连续修整周期内的形貌变化,磨粒从完整晶型开始,经历了尖端微破碎、微破碎、大面积破碎、宏破碎并到最终失效的磨粒形态变化过程,并对修整过程中不同形态磨粒进行分组,对复合修整方式下磨粒破碎的原因进行讨论,同时对磨粒的磨削刃形貌形成原因进行分析,为对比分析该修整方式下的磨粒形貌演变奠定基础。最后,开展了CBN砂轮磨削实验,并通过对单颗磨粒切厚模型及磨削表面粗糙度预测模型分析,针对砂轮的表征参数如磨粒尺寸、磨粒密度以及磨粒分布情况以及磨削时的运动学条件,探讨磨削表面粗糙度的影响规律,为实际CBN砂轮实验提供了理论指导。磨削试件试验表明激光超声振动复合修整后可获得较为良好的砂轮磨削质量。