为了提高椭圆振动辅助切削加工复杂微织构的适应性,解决微织构低成本、高效率制造的需求,本文以三维椭圆振动辅助切削加工复杂微织构为研究对象,提出实现空间椭圆轨迹的辅助切削装置的设计方法,对三维椭圆振动辅助切削装置设计与优化、三维椭圆辅助切削性能测试以及三维椭圆辅助切削微织构形貌建模进行研究,建立三维椭圆振动辅助切削加工系统。论文主要研究内容和成果包括:1.提出了一种三维椭圆振动辅助切削装置设计方法。通过考虑椭圆振动辅助切削装置的布置形式,设计三维椭圆振动辅助切削装置的最简示意图,基于最简示意图设计三维椭圆振动切削装置的结构示意图,根据结构示意图建立三维椭圆振动辅助切削装置模型,构造三维椭圆振动辅助切削装置输出轨迹模型,利用有限元软件对装置进行模型分析与优化。2.研究并开展了三维椭圆振动辅助切削装置的性能测试。为了测试设计的三维椭圆振动辅助切削装置的输出性能,搭建了三维椭圆振动辅助切削装置性能测试平台,开展了装置的频率响应测试、相位差测试、输出电压测试、分辨率测试、最大行程测试,得到了装置的输出性能。3.研究并实现了三维椭圆振动辅助切削微织构的形貌建模和仿真方法。通过建立三维椭圆振动辅助切削加工的运动轨迹方程,由刀具刀尖圆弧沿着三维椭圆振动辅助切削加工的运动轨迹扫掠,将得到的扫略曲面与微织构所在的目标基准表面求交,从而获得三维椭圆振动辅助切削加工微织构的形貌模型,依据建立的形貌模型和仿真方法,分析了三维椭圆振动辅助切削装置的振动参数和加工参数对织构形貌的影响。4.研究并开发了三维椭圆振动辅助切削加工系统。通过对三维椭圆振动辅助切削加工系统各部分的研究和选型,搭建了加工系统,并对凹坑微织构进行了加工测试。经实验表明,本文的三维椭圆振动辅助切削加工系统达到了预期的目的。