随着航空航天、国防、现代医学以及生物工程技术的发展,对小型化设备和微小尺寸零件的需求越来越多,并且形状精度、尺寸精度和表面质量要求极高,对现有制造技术带来严峻的挑战。为解决上述问题,相关研究人员从加工工艺、材料选择、刀具参数等方面进行了大量研究。其中,在铣削中引入超声振动被认为是一种行之有效的方法。购置了超声振子与电源,设计制作了工件与夹具,搭建了超声振动工作台,系统研究了超声振动辅助铣削LY12铝合金加工机理与表面质量。对振动切削切削刃进行运动学分析,并通过仿真得出超声振动辅助铣削刀具-切屑周期性分离条件：超声振动振幅大于每齿进给量的一半,并且振动频率与主轴回转频率的比值不为整数。结合试验数据通过方差分析法和响应曲面法,系统分析了工艺参数及其交互作用对表面粗糙度的影响。对槽底表面粗糙度影响的主次顺序是超声振幅、每齿进给量和铣削速度；对侧壁表面粗糙度影响的主次顺序是铣削速度、超声振幅和每齿进给量。此外,工艺参数的交互作用对加工表面粗糙度影响作用也比较明显。采用指数回归方法和多项式回归方法建立了表面粗糙度经验模型,对经验模型以及模型系数进行了显著性检验。验证实验表明：多项式回归经验公式可以预测表面粗糙度,并以此为依据对工艺参数进行了优化。通过单因素试验研究了工艺参数对切削力和切削温度的影响规律。研究表明,施加超声振动后切削力和切削温度都会减小,超声振幅越大其减小幅值越大。工件在超声波激励作用下高频振动,切屑容易断裂,切削剪切角的增大降低了切削力,工件与刀具的周期性分离降低了切削温度。但过大的超声振幅会增大刀具磨损,导致切削力增大、切削温度升高,并缩短刀具使用寿命,降低加工表面质量。通过单因素试验研究了工艺参数对表面残余应力的影响规律,研究表明：铣削速度和超声振幅对表面残余应力的影响比较明显,而进给量的影响不明显。从热-力耦合的角度探讨了超声振动辅助铣削加工表面残余应力的产生机理。铣削速度vc<56.52m/min时切削力较大,机械“挤光”效应引起的残余压应力占主导地位；铣削速度vc>56.52m/min时切削力下降,切削温度升高,以热载荷引起的残余拉应力为主。此外,超声振动可以实现对表面残余应力的释放,降低加工表面残余应力。