随着航空航天工业的迅速发展，对钛合金等难加工材料的加工需求日益提高。针对传统切削工艺难以实现钛合金高效高质加工的问题，应用有限元分析与切削试验相结合方法，进行了超声扭振铣削技术的研究，通过对超声扭振铣削钛合金切削力、切削温度、残余应力和表面粗糙度研究，揭示了超声振动条件和铣削用量对超声扭振铣削加工的影响规律，为钛合金工件的精密高效加工提供了新思路。在对超声扭振铣削运动轨迹分析基础上，建立了刀尖相对于工件的运动方程，定值计算了不同振动频率、振幅、铣削速度条件时净切削时间比。分析了振动切削有限元建模关键技术，建立了对工件进给方向施加超声振动的铣削加工三维有限元模型，模拟了振动铣削的脉冲式切削过程。通过有限元仿真与切削力试验，研究了振动铣削切削力与传统铣削切削力的区别，讨论了加工参数（振动频率、振幅、铣削速度、每齿进给量）对进给方向切削力瞬时值的影响，并分析了加工参数对进给方向、切宽方向和轴向切削力平均值的影响规律。分别建立了反映刀具温度场和铣削表面残余应力的超声振动铣削有限元模型，对比了有无超声振动条件的铣削加工刀具温度场和铣削表面残余应力，进一步探讨了不同加工参数对铣刀温度和铣削表面残余应力的影响规律。在传统铣削基础上赋予铣刀超声扭振，研究加工条件对铣刀侧刃加工表面质量的影响，并应用方差分析和响应曲面分析研究了加工参数各因素及交互因素对表面粗糙度影响的显著性，优化了加工参数，建立了粗糙度预测模型。