椭圆振动切削(Elliptical Vibration Cutting, EVC)是近年来发展起来的一种新的方法,可用于改善材料切削加工性、获得纳微加工所需的切削运动等。切削力是切削加工过程中的一种重要的物理量,然而在业已开展的研究中关于EVC过程的切削力还研究的不够深入、已发表的研究报道也较少。本学位论文将主要针对EVC过程中的切削力开展研究。在假设刀具足够锋利的前提下,忽略刀具刃口圆弧半径的影响,根据薄剪切面理论分析了切削过程中瞬时切削速度、瞬时剪切速度和切屑瞬时流速的空间变化关系,定义了瞬时相对速度角,根据最大剪应力理论和切削过程中力的空间关系,建立了各相关角度与时间t的联系,建立了切削力的分析模型。采用有限元分析软件ABAQUS,建立了利用三维EVC加工钛合金工件的有限元模型。通过切削过程仿真,得到了刀具前角、振幅、振动频率、切速和切深对切削力的影响规律,分析了不同EVC参数对主切削力、吃刀抗力和法向力的影响,为实际加工中刀具和切削参数的优化提供理论依据。建立了用三维EVC加工钛合金工件的残余应力分析模型,改变切削速度、切削深度、振幅和振动频率,通过数值仿真分析了残余应力的变化过程,为基于三维EVC过程的残余应力来对切削参数进行优选从而提高加工质量和效率提供了理论依据。利用二维EVC装置在超精密车床上开展了金刚石刀具切削实验,利用Kistler三向测力仪对EVC过程中的力进行实时检测,与基于切削力模型预测得到的结果进行了对比,验证了模型的正确性。