Sic材料具有高硬度、较大热导率、较小热膨胀系数和高度耐化学腐蚀等优良的材料性能,是制造大口径、轻量光学元件的理想材料。然而SiC的特殊材料性能对加工方法提出了更高的要求,常规加工方法效率低,且易产生裂纹、崩碎等缺陷,不仅使加工成本增加,对后续的研磨抛光也会造成较大负担。本文以加工SiC材料光学元件的超声磨削系统为研究对象,研究了超声振动磨削系统的结构设计、有限元仿真和非接触电信号传输,本文具体研究内容如下:(1)确定SiC零件超声振动磨削系统的组成部分及功能要求,设计了超声振动磨削主轴的结构。仿真分析了超声主轴的静态和动态特性,获得了主轴最大变形量和临界转速。设计主轴支撑方式,采用串联轴承组。根据陶瓷零件超声磨削加工要求的功率,设计超声电源和电镀金刚石砂轮。(2)根据全波长超声换能器理论,计算振子结构。采用Ansys有限元软件仿真,超声振子呈纵向振动,且频率和振幅比达到要求。加工获得超声磨削振子实物,测得超声振子谐振频率比仿真结果略低;砂轮端面最大振幅可达到陶瓷零件超声加工要求。(3)依据电磁感应原理设计了一种考虑分布电容和漏感影响的新型非接触电信号传输装置,解决了传统接触式电信号传输方式存在的摩擦大、发热严重、振动大和转速低的问题。计算了超声电信号非接触传输装置瓷罐结构尺寸,建立了传输理论模型,实测分布电容和漏感对电信号非接触传输装置传输性能的影响,提出了增大瓷罐气隙减小分布电容和漏感的解决方法。实验结果表明:瓷罐气隙在越小,传输效率越高,振幅输出可稳定在8μm,具备超声振动磨削陶瓷零件要求。