KDP晶体因具有较高的非线性和激光损伤阀值,作为光学倍频转换器及电光开关元件,目前被广泛应用于ICF高功率固体激光器等的光路系统中。但是由于其具有各向异性、质软、易潮解、脆性高、对温度变化敏感和易开裂等不利于光学加工的特点,使得KDP晶体的加工周期长、合格率低、质量不稳定,因此研究其加工机理、力学特性等,从而找到最佳切削晶向,得到高质量加工表面的加工方法成为迫切需要解决的问题。首先本文从晶体的结构出发,对KDP晶体在不同晶面、不同晶向上的力学性能进行了理论分析和纳米压痕试验研究,分别计算了KDP晶体不同晶面上弹性模量和剪切模量,并系统地分析了弹性模量和硬度随晶向的变化规律。结果表明,KDP晶体材料的力学特性如弹性模量、剪切模量、硬度等具有强烈的各向异性特征,这是影响加工表面质量的重要因素;其次根据剪切变形比能最大及单晶材料不同晶面晶向剪切弹性模量不同的原则,结合超精密切削模型,建立KDP晶体超精密切削各向异性的剪切角理论计算模型;再其次通过摩擦试验,检测了KDP晶体沿不同晶向上的摩擦系数,结合剪切角理论计算模型,分析了摩擦角的各向异性对剪切角的影响规律;最后通过变切深刻划试验,研究了KDP晶体在不同晶向上脆塑性转变临界切削厚度的差异程度,提出最佳切削晶向为临界切削厚度最大的方向。以(001)晶面为例,进行了KDP晶体切削试验,研究了KDP晶体的各向异性对切削力和加工表面粗糙度的影响。理论分析与试验结果表明,[001]晶向上的脆塑转变临界切削厚度最大,且剪切角最大,所测得的表面粗糙度值最小,为最佳切削晶向。