铝合金、钛合金具有比强度高、耐热、耐腐蚀等优点，是重要的轻质合金材料，但在微细孔钻削方面存在排屑困难、刀具易折断等难题。相对于传统钻削技术存在的轴向切削力大、入钻定位精度低、孔壁质量差等问题，超声振动钻削将超声技术与普通钻削技术相结合，使刀具与工件之间断续接触形成脉冲切削，可减小轴向钻削力、提高孔加工质量，因而受到科技工作者的广泛关注。　　本文针对铝合金、钛合金等典型轻质合金材料零件微小孔钻削难题，应用Hypermesh、ANSYS 等分析软件开展了旋转超声振动钻削系统核心部件压电换能器的设计、仿真与验证；使用MATLAB完成了刀具运动规律分析，研究了分离型和不分离型振动钻削与切削用量、振动参数等映射关系；使用Deform仿真软件完成了微细钻削过程仿真，开展了传统钻削和旋转超声振动钻削过程中的进给量、转速对轴向力、扭矩、切削温度等影响规律研究。研究结果表明超声振动钻削过程中的切削力、扭矩具有周期性，易断屑。开展了Al7075及Ti6Al4V的超声振动钻削实验，对比了旋转超声振动钻削与普通钻削后的微小孔加工质量，结果显示旋转超声振动钻削加工可明显提高改善孔壁表面质量，减少出口毛刺，提高刀具使用寿命，是一种高效的微小孔加工方法，实验结果充分证明了理论分析的正确性。