超声振动切削技术是在上世纪五十年代提出和发展起来的,它是一种在传统刀具上施加高频、小振幅振动,用来提高加工精度和效率的新型加工方法。超声振动切削技术的出现弥补了传统切削技术在难加工材料和精密加工等领域的不足。与传统切削技术相比,超声振动切削技术具有减小切削力、切削温度,降低加工表面粗糙度,提高加工精度,增加刀具使用寿命,抑制毛刺和积屑瘤的产生等优点。超声振动切削的这些优点在航空航天、汽车工业、微切削等领域具有广阔的应用前景。在参考大量国内外研究文献的基础上,本课题以实现基于二并联换能器的超声振动切削工作头为研究对象,进行了椭圆振动切削工作头的运动机理、机械结构设计、有限元优化设计和切削模拟仿真等方面的研究。本文的主要研究内容概述如下：(1)本文系统的对超声振动切削的发展历程、国内外的研究现状以及应用情况进行了总结。对超声振动的切削特点、优势和发展趋势进行了介绍,并阐明了本课题研究的目的与意义。(2)介绍压电换能器、椭圆振动的基本理论知识,对振动切削机理进行深入研究,讨论了基于二并联压电换能器的椭圆运动形成条件。基于此对二并联超声椭圆振动工作头结构进行设计完成三维建模,并对其结构进行运动分析。(3)通过有限元理论建立超声椭圆振动工作头的有限元理论模型,通过ABAQUS软件对工作头进行静力学和动力学分析,研究外力对工作头的影响以及结构固有频率的影响因素。根据研究的结果对工作头进行优化。(4)针对椭圆振动切削的特点,设计了椭圆振动切削过程和普通切削过程的对比仿真实验,分别对应力、压力、切削力进行了分析。实验结果验证了椭圆振动切削的优势。