增减材复合制造工艺同时兼顾了增材制造易于制造复杂零件、制造周期短和材料利用率高,以及减材制造加工精度高、表面质量好的优点,可实现高性能复杂零件的快速高效制造,在航空航天领域具有广阔的发展前景。本文以钛合金零件作为研究对象,分别在增材制造过程中和增材制造完成后引入超声振动辅助铣削,主要完成的研究工作如下:建立超声振动辅助铣削的切削刃运动轨迹方程,分析其运动特性,并求解出切削刃与工件的分离、结合时刻,研究主轴转速、超声振幅和超声频率对分离特性的影响规律。建立增材完成后的超声辅助铣削有限元模型和增材过程中考虑初始余温的铣削力学模型,并研究增材余温对铣削力的影响规律。通过实验测量增材完成后的铣削力和铣削温度,验证有限元模型的准确性,并讨论变化规律,建立超声辅助铣削力和铣削温度的指数预测模型。针对钛合金航空零件的低刚度特点,建立柔性工件的超声振动辅助铣削动力学模型,基于完全离散化算法预测稳定性,得到稳定性叶瓣图,然后研究超声振动参数、切削参数、铣刀参数和增材余温对超声振动辅助铣削稳定性的影响规律。建立基于BP神经网络的超声振动辅助铣削表面质量预测模型,实现表面粗糙度的预测。建立优化模型,对增材完成后的超声振动辅助铣削加工参数进行优化,得出在最优表面质量和最高加工效率目标下的优化结果。