零件的加工表面特性对其使用性能有着很大的影响。为了使零件具有较好的加工表面特性,研究人员提出了超声椭圆振动切削加工方法。在加工过程中,刀具以特殊的运动轨迹对工件进行超声振动加工,在提高了加工效率的同时改善了工件的加工表面质量。本文从刀具运动过程中前角的动态变化出发,分析了超声椭圆振动切削的加工机理和动态前角利于加工的因素,得出了动态前角可以降低切深抗力和延长刀具寿命的结论；基于动态断裂力学理论、运动学和能量学,对冲击载荷作用利于加工的机理进行了研究,并对冲击载荷作用可以提高加工表面疲劳寿命的机理进行了分析,从材料动态力学性能的角度给出了材料的屈服强度与超声椭圆振动切削冲击压力产生的应变率之间的关系；本文阐述了加工表面特性形成以及切削温度的产生原因,并研究了超声椭圆振动切削对其产生的影响；设计了夹心式双弯椭圆超声切削换能器,并利用NSYS系统进行了有限元分析及仿真。最后分别用普通切削和超声椭圆振动切削对三种材料进行切削加工,利用表面轮廓仪、硬度显微计和红外摄像仪对加工表面粗糙度、表面硬度以及切削温度进行测量,对比分析了实验结果,验证了超声椭圆振动切削加工表面特性要优于普通切削加工,同时超声椭圆振动切削相比普通切削可以降低表面粗糙度和切削热,并使加工表面硬化程度加大,从而提高了表面疲劳寿命。