硬脆材料加工的高精度零部件在设备上起着重要作用,硬脆材料属于难加工材料,而切割作为材料加工制作第一道工序,其质量好坏影响后续的工序进程,甚至影响产品最终使用寿命。针对硬脆材料高质量、高效率及低损耗切割要求,开展了硬脆材料精密切割加工技术研究。论文的硬脆材料切割机理研究依据脆性断裂力学为基础,通过压痕试验裂纹生长过程,证明了硬脆性材料在一定条件下可实现塑性去除,并讨论脆塑转变临界条件。根据金刚石线颗粒形状、大小及分布特点,建立了硬脆材料金刚石线切割几何模型,计算了金刚石线截面不同位置单颗粒平均切削深度及单颗粒实际切削深度,并对金刚石线切割效率进行理论分析,为硬脆材料高质量、高效率切割提供理论依据。针对硬脆材料中小口径精密平面切割工艺要求,机床研发过程采用TOP-DOWN关联设计方法,提出了高精度环形金刚石线切割机HGJ-200总体设计方案,包括环形金刚石线制造工艺、切割机床的进给系统、环线切割框架、恒张力控制装置。基于Solidworks Simulation有限元分析方法,对机床关键零部件进行了静、动态特性分析,优化了机床结构,提高了机床的精度、刚度及稳定性。为了保证更高的切割精度,对机床的制造、装配及测量工艺开展较为系统的研究,整机装配过程严格执行精密超精密机床装配流程,根据机床误差分配原则,分析了环形金刚石线切割机存在的13项几何误差,采用RENISHAW XL-80激光干涉仪等测量方法,对机床各移动副及切割框架精度进行测量和调试。切割装备研制完成后,对硬脆材料切割开展一系列切割工艺试验,通过正交试验设计及灰色关联理论分析方法,得出切割不同工艺参数对KDP晶体切割后的表面粗糙度、平面度及崩边大小影响规律,选择最优工艺参数进行试验后,KDP晶体切割质量Ra为0.94μm和平面度为11μm;崩边大小受环线线速度影响显著,在线速度50m/s以内,机床切割稳定性好。工件平台增加了旋转装置,在对于硬脆材料圆棒料切割上,切割质量及切割效率明显得到改观。在工件不同切割模式下,研究了不同粒度金刚石线的切割特性与使用寿命,并得出0.7mm电镀金刚石线切割Nd:YAG晶体总厚度偏差TTV<30μm。