随着科技的发展，新型材料的需求与性能要求日益提高。高性能材料有着普通材料无法比拟的优秀物理力学性能，同时还给制造加工提出新的难题，在科学技术发展与应用的前沿阵地军事航空领域尤为突出。各种航空材料的加工性能都有待改善，为了提高新型材料生产的效率和质量，新的技术不断被提出。日本的科学工作者最先提出了超声波振动加工技术。经过不断地开发与完善将超声振动切削技术应用于实际切削加工中，取得让人意想不到的切削效果和经济效益。超声振动加工是于传统切削加工的基础上让刀具做超高速的来回往复简谐运动。按照刀具被施加的超高频率振动方式的不同，超声振动加工可以分为单向超声振动加工和双向椭圆超声振动加工。两种振动加工方式有各自的优势与不足：单向超声振动加工中当刀具的振动速度大于工件的速度时两者之间将出现脱离运动，但是在分离后的加工过程中刀具的后刀面始终与工件表面接触。这不仅加剧了刀具的磨损，同时还对工件表面反复碾压破坏加工质量。椭圆超声振动加工中的运动为椭圆轨迹，这种特殊的运动轨迹可使刀具与工件之间实现完全分离的效果，同时切削制造中的切削厚度随时间不断变化，这些变化对减小切削力与延长刀具使用时间作用十分显著，但是刀具的椭圆运动轨迹导致振动切削过后在工件表面将残留一定高度的材料余量。本文借助有限元理论对超声振动切削数字化建模，利用有限元软件ADVANTEDGE对切削模型进行仿真分析。分别对单向超声振动加工和椭圆超声振动加工的加工机理研究，并且利用接触率理论综合分析切削过程中不同切削参数的影响，得到主要结论有：1)通过有限元理论结合刀－屑摩擦模型以及Power-law材料模型，建立基于自适应ALE方法网格技术的超声振动加工仿真模型。对有限元分析计算数据与实验加工测量数据对比发现误差小于7％，验证了振动切削模型的可行性。2)引入接触率的概念对单向超声振动切削过程进行理论研究，总结不同切削参数对接触率的改变效果。指出接触率是引起加工过程中力和热变化的主要原因，大多数人研究各个不同切削参数分别对切削过程的影响，可以转为通过接触率理论对振动切削中不同切削参数的影响进行综合分析。3)使用计算机软件仿真模拟椭圆超声振动加工，研究椭圆振动加工的加工机理，得到刀具相对于工件的运动路线是光滑的抛物线曲线。对已加工表面残余高度进行理论分析，总结切削参数对残余高度的变化规律。对椭圆振动加工过程中的接触率进行深入探讨，分析加工参数对接触率的影响规律，仿真模拟计算与接触率对应的不同加工参数下椭圆超声振动加工模型，对接触率的作用进行验证。