Ti3Al金属间化合物材料的比强度和蠕变性能优于其他钛合金及高温合金,广泛应用于国防、航空等高精尖技术领域,但是其本征脆性且切削抗力大,导致加工质量难以保证。超声振动切削加工技术在玻璃、陶瓷、镍基合金、高温合金及钛合金的切削加工中,具有切削力小、切削温度低、加工质量好等优势,将超声加工与传统切削加工相结合,改变了加工过程中切屑的形成机制和变形状态,尤其是多维超声振动中,研究铣削工艺对加工过程中切屑形成机制的影响,将有助于促进超声加工在Ti3Al金属间化合物中的应用及该类材料的推广。本文的主要研究内容及结论如下:（1）研究超声振动切削的切屑成形机理,根据超声振动切削的动力学模型,系统地揭示了超声振动切削加工中切屑的分离特性和不分离特性对超声振动复合切削加工的影响。推导了多维超声振动过程中铣刀刀尖一点的运动轨迹,得到了多维超声振动切削时的切屑分离特性和不分离特性。（2）搭建了多维超声振动声学系统,采用半波长理论和表观弹性法理论设计非均匀介质对称结构声学振动变幅杆和非均匀性介质非对称结构二维正交声学振动平台,并对平台振动特性进行测试,实际加工的平台与理论分析结果相符。（3）采用Deform-3D软件进行普通铣削、二维及三维超声振动的切削仿真。当切深为0.1mm,超声振幅为4μm,频率为35000Hz时,工件二维超声振动的Fx、Fy、Fz相对于普通加工均有不同程度的降低,三维超声振动的Fz小于工件二维振动和普通加工。三维超声振动铣削的表面形貌优于二维超声振动和普通加工,反映了多维超声振动铣削加工Ti3Al金属间化合物相对于普通铣削的优越性。（4）对Ti3Al金属间化合物进行多维超声振动下铣削加工试验,分析切削力发现,普通切削与多维超声振动切削的力变化趋势相似,机床转速为1700r/min时,四维超声振动的x、y、z三向切削力均小于三维超声振动加工的结果。且速度系数小于1.1时,x、y、z三向铣削力呈增加趋势,速度系数大于1.1时,铣削力呈下降趋势。（5）对已加工表面进行离线检测,发现与普通铣削加工相比,多维超声铣削加工在速度系数K=1.475时为“水渠状”微结构、速度系数K=1.966时为“麦穗状”微结构,此时切屑的形成表现为不分离特性;四维超声铣削加工中速度系数K=0.952～4.571时逐渐增强为“蜂窝状”微结构,此时刀屑由分离特性向不分离特性转变。研究表明,采用多维超声振动铣削工艺加工Ti3Al金属间化合物,可获得较好的表面质量和较低的切削力。图61幅,表19个,参考文献73篇。