单晶硅具有耐高温耐腐蚀、折射率高、低热膨胀系数等优点,是红外光学系统及微电子领域首选材料,单晶硅功能表面的性能及高形状精度与光学表面质量密切相关。传统磨削和抛光的加工方式周期长成本高,并且难以加工复杂曲面功能微结构。由于单晶硅硬度高、脆性大、断裂韧性低,普通切削时的塑性域切削深度只有100 nm左右,严重限制单晶硅表面微结构加工尺度和表面质量,因此探索新工艺以改善单晶硅切削性能有着重要意义。本研究采用电子束蒸发镀膜技术在单晶硅表面镀300 nm铜膜后,结合超声振动辅助切削技术,用单点金刚石刀具进行微沟槽切削实验。微沟槽切削实验主要分为镀膜与非镀膜单晶硅普通切削实验、镀膜与非镀膜单晶硅振动切削实验和镀膜单晶硅不同振幅下振动切削实验三部分。结果表明:（1）在镀膜单晶硅普通切削沟槽实验中,单晶硅脆塑转变临界切深由118 nm提升至418 nm,显著提升单晶硅切削性能,这是因为膜层在单晶硅表面有压应力作用并在切削过程中吸收部分能量,抑制裂纹的生成与扩展。（2）镀膜对超声振动辅助切削沟槽试验中单晶硅临界切深有明显积极的影响,并发现当振幅比为2:0.5,切削速度为200 mm/min,膜层为300 nm铜膜时,单晶硅可实现最佳延性切削,临界切削深度可达1095 nm。当沿切削深度方向振幅增加时,对膜层的拉拽作用更明显,膜层与工件之间的分离角越大,膜层的作用效果随之下降。（3）将预先涂层工艺与超声振动辅助切削技术相结合的创新工艺成功应用于加工单晶硅表面微结构加工中,详细规划加工方案和刀具轨迹路径,最终得到符合预期目标,表面质量完好的微透镜阵列。综上,本研究以提升单晶硅超精密切削性能为目标,融合预先涂层工艺和超声振动辅助切削技术,大幅提升单晶硅脆塑转变临界切削深度,并探究最优切削工艺参数组合,并在镀膜单晶硅表面加工出功能微结构。