碳化硅颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al MMCs）的物理和力学性能极其优异，在航空、航天、电子封装等领域得到了广泛的应用。由于高体分SiCp/Al MMCs中分布着大量硬脆SiC颗粒，加工时刀具磨损严重，切削加工性能急剧恶化，加工精度和表面质量难以保证。电火花加工、激光加工、超高速精密加工等非常规加工方式的加工效率低、加工成本高、加工范围有限，难以满足需求量快速增长的高体分SiCp/Al MMCs零件的加工要求，亟待一种新的加工手段解决SiCp/AlMMCs的高速高效加工问题。超声纵-扭振动高速铣削集合了超声纵-扭振动加工、高速铣削的优点，为高体分SiCp/Al MMCs的高速高效加工提供了一个新的思路。本文研究了高体分SiCp/Al MMCs在超声纵-扭振动高速铣削下的切削特性。研制了超声声学系统，建立了超声纵-扭振动铣削的运动模型，研究了斜槽变幅杆形成纵-扭振动的基本原理，对变幅杆的振动形式进行了仿真验证，优化了变幅杆的结构参数。研究了超声纵-扭振动铣削的切屑形态和切屑形成机理，分析了超声纵-扭振动对切屑流动的影响规律，建立了切屑形成过程的物理模型。研究了铣削参数、刀具变形对铣削力的影响规律，建立了铣削力的理论公式。分析了铣削参数对表面粗糙度的影响规律，得出了最佳铣削参数组合。分析了超声纵-扭振动铣削时SiC颗粒的切除方式及其对加工表面的影响，并进一步探讨了材料的去除机理。研究结果表明：斜槽式变幅杆能有效地将纵向振动转化为纵-扭振动，振幅较大，振动稳定性好。研制的超声纵-扭振动声学系统的阻抗匹配特性好，振动稳定性高，能够满足加工要求。超声纵-扭振动高速铣削改善了刀具散热条件，降低了摩擦系数，提高了刀具刚性，保证了刀具的锋利性，改变了切屑的形成机理，形成的切屑以锯齿形切屑为主。在相同铣削条件下，超声纵-扭振动高速铣削高体分SiCp/Al MMCs的铣削力低于高速铣削的力。超声纵-扭振动高速铣削高体分SiCp/Al MMCs时，材料的去除机理发生改变，颗粒以直接剪断为主，有少量的破碎。在高速铣削和超声纵-扭振动高速铣削的参数中，铣削深度对表面质量影响最大，铣削速度最小。