随着我国航空事业的快速发展,对钛合金的需求量也日益增加。由于钛合金具有优良的物理特性,因此它也被广泛应用在民用客机、汽车、医疗和化工等行业。鉴于钛合金具有良好的性能和广阔的应用前景,国内外学者对其加工方式和加工质量进行了大量的探索和研究。钛合金化学活性大和导热系数小的特点也使其成为典型的难加工材料,传统的加工方法在切削钛合金时工作效率低下,表面质量不高。因此,将超声振动辅助铣削引入到加工钛合金的领域。从而可降低切削力、切削热,减小刀具磨损,提高加工效率,改善工件的表面质量。本课题从超声振动辅助铣削的运动学入手,通过理论建模,仿真和实验,以及普通铣削与超声铣削的对比分析,探究了超声振动辅助铣削在加工钛合金中的优势。并研究了超声振动辅助铣削的切削力、刀具磨损和表面质量等机理问题。为今后超声振动辅助铣削钛合金的研究提供一定的理论基础。本课题的具体研究内容如下:（1）通过对超声振动辅助铣削的运动学进行研究,建立了普通铣削和超声振动辅助铣削的运动轨迹数学模型,并进行了仿真分析。对超声加工过程中刀具与工件之间的接触率进行了建模与仿真分析,得到了加工因素对接触率的影响,并对比了一维和二维超声铣削接触率的变化情况及大小关系。（2）基于超声振动辅助铣削运动学的分析,结合斜角切削力模型,建立了超声振动辅助铣削的切削力模型。通过实验方法求得切削力系数。对普通铣削力和超声铣削力进行了对比仿真和实验验证。分析了不同切削因素对超声铣削力的影响。从而得到一种预测超声振动辅助铣削力的方法。（3）针对超声振动辅助铣削的刀具磨损问题,设计了普通铣削和超声铣削的对比实验,分析三种加工方式下的刀具磨损情况。并发现了在超声铣削的过程中存在的几种刀具破损形式。对参与超声铣削的刀具进行了扫描电镜检测和能谱分析,进而研究了刀具磨损的产生机理。结合产生刀具磨损的原因提出了减少刀具磨损的措施。对普通铣削和超声铣削产生的切屑进行收集和观察,分析了其切屑形态的差别及形成原因。（4）对于超声振动辅助铣削表面质量的研究,首先建立了超声振动辅助铣削过程中工件表面形貌的数学模型。并仿真出了工件的表面形貌,对实验结果进行了有效预测。并进行了普通铣削和超声铣削表面形貌的对比。通过实验的方法研究了加工参数对工件表面粗糙度的影响。并探究了施加超声振动后,工件表面硬度的变化。