超声加工针对难加工材料的加工具有很突出的工艺优势,受到了国内外专家和学者的广泛关注。虽然国内外已经制造出用于超声振动加工的专用机床,但是这类专用机床存在着应用范围小,制造成本高以及通用性差等缺点,在实际生产加工中不利于普及。鉴于以上原因,本课题研究将超声波振动装置安装到普通机床上来满足实际生产中的振动切削要求,设计出一款便于安装在普通车床刀架上的二维超声振动车削装置,同时还选用了应用较广泛的典型难加工材料奥氏体304不锈钢材料进行了实验研究,为难加工材料超声椭圆振动车削加工的发展及现实应用提供理论支撑和实验基础。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)本文对超声振动车削技术的发展历程、国内外研究现状进行了系统的总结。并分析了超声振动车削技术的发展趋势,阐明了本课题的研究目的和意义。并介绍了超声波加工的情况,阐明了超声椭圆振动车削的原理,轨迹的形成方法,切削力特点以及超声椭圆振动车削的优点。(2)介绍了换能器和变幅杆的基本知识,对超声椭圆振动车削的切削原理进行了深入的研究,明确了工作头的设计思路,在此基础上完成工作头的结构设计,建立了三维模型。(3)利用有限元软件ABAQUS对工作头进行力学分析,得出工作头的各阶固有频率,对工作头结构固有频率的影响因素进行了分析,在此基础上对工作头进行了优化。(4)介绍了超声振动车削已加工表面质量的评定方法。利用所设计的超声椭圆振动车削加工系统对奥氏体304不锈钢做有无超声振动的车削试验,对比分析超声振动车削与普通车削的已加工工件表面形貌,同时还研究分析了超声振幅、切削速度、切削深度和进给量对三维表面粗糙度Sa的影响规律。(5)介绍了刀具磨损的主要形式,借助超声椭圆振动装置做了车削奥氏体304不锈钢试验对比分析有无超声振动下刀具磨损情况。还介绍了切屑的类型,并分析了超声振动车削的切屑形成机理。对比分析超声振动车削和普通车削切屑形态的区别。最后,将研究过程中的困难点和不足之处进行了总结,并提出一些改进建议。