振动切削加工是一种复杂的非线性变形过程,利用传统的研究方法对振动切削机理进行相关分析还是有比较大的难度。随着计算机技术的发展,利用计算机进行有限元仿真分析的优势日益突出,它具有继承性好、系统性好,不受时间和空间限制等优点。而且切削加工中的切削温度、切削力、应力等变化都是以切屑形成过程为基础的,这无疑都与切削变形区有着密切联系。所以,利用有限元方法分析变形区内相关变化,并配合理论与实验进行研究,正是抓住问题本质,对研究振动切削机理有深远意义。根据现有的金属切削理论和应力波理论,对振动切削中变形区内应力波的传播进行理论分析,给出了振动切削中刀具的撞击速度与变形区内应力关系的变化规律,以及振动切削中工件材料发生超前微观损伤破坏的原因,阐明振动切削微观机理。运用ABAQUS有限元分析软件建立振动切削塑性材料和脆性材料有限元宏观模型,对整个切削过程进行了仿真与分析,并和普通切削仿真结果进行比较,简要分析出变形区温度与应变的变化规律,重点分析出切削力以及变形区内应力的变化规律,说明振动切削可以实现工件材料的超前微观损伤。设计建立超声振动车削实验系统,进行超声振动车削塑性材料和脆性材料实验,对比普通车削实验结果,分析研究切削力变化规律。最后,搭建振动切削动态冲击试验平台,模拟进行动态冲击试验,通过对试件的微观观察,证实了振动切削确实可以使工件材料发生超前微观损伤,在一定程度上验证了前面仿真分析的准确性。