钛合金、陶瓷以及黑色金属等难加工材料在航空航天、兵器、生物医学等诸多领域应用广泛。然而如何高效率、低成本地加工难加工材料是当前面临的主要问题。振动辅助偏摆切削(Vibration assisted swing cutting,VASC)是针对难加工材料提出的一种拟间歇切削方法。目前,VASC的研究主要集中在装置设计、切削性能检测等方面。但是,VASC切削过程中的切削力及刀具-切屑接触摩擦特性尚未能得到有效揭示。为此,本文对其展开研究,主要研究内容如下:(1)结合本课题组自主设计的VASC装置,对VASC装置的切削原理进行说明及分析,并建立刀位点运动轨迹模型。讨论刀位点运动轨迹如何产生及运动轨迹的变化规律。(2)提出一种VASC的切削力模型。由薄剪切面理论分析VASC切削过程中的瞬时剪切角和切削速度的变化关系,并且,讨论切削力在法平面、前刀面及剪切面的变化,根据最大剪应力理论与切削过程中力的几何关系,分析各相关角度与时间t的联系,建立切削力的解析模型。通过ABAQUS仿真软件分析不同刀具前角、振幅、切削速度与切削深度对切削力的影响。(3)建立一种考虑切削转换层的刀具-切屑摩擦模型。基于剪切滑移理论分析刀具-切屑的摩擦特性,并结合常规摩擦模型经常忽视的切屑转换层进行建模。由MATLAB仿真分析刀具-切屑之间的摩擦力、刀具-切屑接触长度、应力和应变等变化规律,将得到的仿真结果与已有的数据进行比较,来验证提出模型的正确性。(4)VASC的切削实验及验证。为验证提出力模型的有效性,针对常用的铜棒材料进行切削实验。利用Kistler三向测力仪采集VASC过程中的力数据,将采集到的力的数据与切削力模型预测得到的结果进行比较,验证该模型的有效性。