材料是高新科技的重要支柱之一,是发展经济和各工业的重要物质基础。随着高新科技领域的不断更新发展,对材料提出了更高性能的要求,不断的涌现出多种物理、化学及力学性能优异的新型材料。同时因这些新兴材料的特殊结构和优异性能,使得传统加工方法无法满足其加工需求。相比电火花加工、激光加工等特种加工方法,超声加工方法正是此难点的解决方式,超声铣削加工改变了刀具与工件之间的相对运动状态,较传统铣削其能显著降低切削力、切削热,同时能够得到较高的工件表面质量与加工精度、切屑易处理、刀具耐用高、使得加工稳定等优点。超声铣削工艺的研究较少且铣削加工的独特加工工艺优势,故超声铣削的研究是非常迫切的,且具有极大的科学技术发展意义。本文在理论分析上,结合TC4和CFRP两种不同材料结构性能等的不同对超声铣削的材料去除机理进行分析,就超声铣削加工的铣削力、刀具磨损、切削热等方面进行分析,并建立超声铣削运动学模型、铣削力数学模型和铣削力的来源进行综合分析,总结出超声铣削加工使得被切金属层的厚度、运动角度等不断周期性的变化;在理论上分析该加工技术的独特优势。在仿真分析上,本文采用ABAQUS软件进行仿真,得出超声铣削较传统铣削切削温度明显较小,且在添加超声之后铣削力显著减小。同时仿真得到超声铣削时,切削温度和铣削力都随着切削深度的增加而增加。且切削深度在0.6mm和0.8之间的切削温度和铣削力变化较明显。在试验研究上,本文利用非接触式供电方式的超声铣削辅助装置与数控加工中心相组合分别对TC4、CFRP碳纤维复合材料进行加工试验,并以铣削表面的表面形貌、切削刃和刀具磨损、表面粗糙度Ra和铣削力为评价性能参数进行分析加入超声加工的优化效果,试验结果表明了超声铣削加工的较大优势。试验中超声频率高达50KHZ。通过对两种材料进行超声铣削加工和传统铣削加工对比试验,分析两种材料的去除机理从而进一步分析超声铣削的铣削机理。以TC4为加工对象,超声铣削较传统铣削X轴方向铣削力降低了48%,其在铣削力受影响大到小依次为X轴、Y轴、Z轴,且表面粗糙度提高了13%。以CFRP T300为研究对象,超声铣削较传统铣削X轴方向铣削力降低了23%,且超声铣削显著抑制了碳纤维复合材料在传统铣削时出现的各种缺陷;通过以TC4为研究对象进行超声振动铣削单因素试验,得出在一定范围内,切削力随进给速度、切削深度进给速度的增加而增加。在改变冷却方式时,以TC4为研究对象超声铣削的加工质量从好到差、铣削力从小到大的排序依次为:水基切削液>水>气冷>无冷却;而以CFRP T300为研究对象超声铣削的加工效果排序依次为:水基切削液>气冷>水>无冷却,切削力从小到大的排序为:水基切削液>水>气冷>无冷却;在进行钻铣时,旋转超声加工较传统铣削能较明显的减少入口崩边效果,较明显的提高孔的质量。通过进行刀具磨损的试验,本试验得出超声铣削延长刀具使用寿命40%。