在近几年,光学复杂曲面元件得到了人们越来越多的广泛应用,但同时人们对其加工精度以及表面质量的要求随之也越来越高。由于硬脆材料的脆性较大,加工时在磨粒作用下易发生断裂,因此其加工机理比较复杂,而脆性材料延性域加工机理更加复杂,国内对超声振动抛光延性域加工的条件尚无深入的研究,将此新工艺用于各种硬脆性材料的加工还有许多问题尚未解决。本文通过抛光垫的孔隙内外分别研究并创建了材料的去除模型,分析了超声振动抛光材料去除比普通抛光材料去除快的主要原因;以及通过对单颗、多颗磨粒作用创建物理模型,分析了脆—塑性去除模式迁移的临界条件,阐述了抛光速度降低和抛光极限产生的原因,并对模型都做了实验验证;最后运用正交实验对超声振动抛光参数进行了实验优化。本文针对上述问题进行了一些研究工作,具体如下:（1）研究了材料的去除机理:首先通过对抛光垫的分析,计算出抛光垫孔隙部分和平整部分贮藏的磨粒颗数,对抛光垫孔隙与平整部分分别研究建立物理模型;然后将其之和作为材料的去除率模型;最后设计实验采用Inconel718镍基合金材料验证得到的物理模型的合理性,并与传统抛光比较,得到超声振动抛光材料去除比传统抛光材料去除快的主要原因。（2）研究了脆—塑性去除模式迁移的临界条件及变化规律:首先通过Hertz弹性接触理论得到单颗磨粒入侵深度得物理模型,并与工件材料的临界加工深度作比较,得出脆—塑性去除模式迁移的临界条件;然后在单颗磨粒作用模型基础上得到多颗磨粒作用物理模型,通过MATLAB分析得到抛光参数对材料塑性形变量的影响规律,并阐述了抛光速度降低和抛光极限产生的原因;最后设计实验采用氧化铝陶瓷材料验证了得到的结论,并得到超声振动抛光的抛光速度与抛光精度远远高于普通抛光的结论。（3）运用正交实验对超声振动抛光参数进行优化:首先在自行搭建的抛光装置利用正交实验法进行工艺参数对单项工艺指标的影响实验,分析了其影响规律;然后在此基础上利用灰色关联分析的理论解决了超声振动抛光在多项工艺指标下的工艺参数优化问题;最后进行了最优方案的实验验证。