SiCp/Al复合材料因其具备高比强度与比刚度、优秀的尺寸稳定性、良好的导电性等特征,近年来在航空航天、医疗器械、电子原件及精密仪器仪表等领域获得广泛应用。随着科学技术的发展,小型设备不断产生,促使SiCp/Al复合材料被要求加工成更微小的零件,这些微小零件中包含许多微孔,因此在SiCp/Al复合材料上进行微孔加工成为新的技术难题。由于SiCp/Al复合材料的硬脆性与微钻头的低强度,导致传统钻削在对该材料进行微孔钻削时易产生刀具磨损与崩坏,严重影响孔加工质量、加工效率与生产成本。本文在传统钻削的基础上,在纵向施加超声振动辅助,通过理论分析、仿真模拟和实验论证对SiCp/Al复合材料超声振动微孔钻削进行探究。主要研究内容为:(1)超声振动辅助钻削的运动学分析与数学建模对超声振动辅助钻削的刀尖点运动进行分析,得出切削速度等相应参数的动态变化曲线以及断续切削条件。搭建超声振动辅助微钻削SiCp/Al复合材料的切削力与扭矩的数学模型,结果表明:超声振动辅助不是实现断续切削的充分条件,超声振动条件下仍然存在连续切削;超声振动辅助对横刃的运动状态影响较大。(2)基于ABAQUS/Explicit的SiCp/Al复合材料切削仿真建模针对微钻头刀刃上不同位置的点建立二维两相切削仿真模型,探究刀刃不同位置切削力的变化趋势;通过模拟仿真分析了切削厚度与切削速度对切削力的影响;通过观察被加工后材料发生的变化探究超声振动辅助钻削与传统钻削对SiC颗粒加工产生的影响。结果表明:钻削过程中横刃的切削力较大,主切削刃切削力较小;超声振动辅助切削状态下SiC颗粒主要以颗粒破碎为主,传统切削状态下SiC颗粒主要以颗粒断裂为主。建立SiCp/Al复合材料的均质化三维模型,依靠该三维模型分析转速与进给对钻头轴向力与扭矩造成的影响,并分析产生影响的原因。结果表明:在频率20000Hz,振幅3μm情况下,为达到较优加工效果,转速与进给均不宜过大。(3)超声振动辅助微孔钻削试验探究在不同转速与进给条件下,采用Φ0.9mm的麻花钻对SiCp/Al复合材料进行传统钻削与超声振动辅助钻削试验探究,并结合三维仿真结果证明了该模型的正确性。提出扩孔钻削与超声振动辅助钻削相结合的加工手段,对传统钻削、扩孔钻削、超声振动辅助钻削与超声振动辅助扩孔钻削等四种工况进行试验,结合试验结果分析各工况下轴向力、刀具磨损与加工质量存在差异的原因,获得较优加工参数组合。结果表明:超声振动辅助扩孔钻削相比其他工况可减少崩边,提高孔壁质量。