超声振动钻削（UVD）是将超声加工与普通钻削（CD）结合的复合加工方法,它可以有效地降低工具的轴向力,改善孔的成形效果。本文采用钨钢钻头,以在钛合金上加工的孔为研究对象,进行了超声振动钻削理论研究,并将仿真和试验相结合,主要包括:（1）根据超声振动钻削的基本原理,对超声振动钻削中工具的运动学特性和减摩特性进行理论研究。（2）重点对超声振动钻削的工具轴向力进行研究。借助ABAQUS对钻削加工过程中钻削工具的轴向力变化进行有限元仿真。通过普通钻削和超声振动钻削仿真的比较试验,发现超声振动能有效地降低钻头所受的轴向力,相对于普通钻削降低了40.45%。通过单因素试验得出:对工件进行不同参数的仿真钻削时,两种加工方式的钻削工具所受的轴向力与主轴转速成反比,与工具进给速度和顶角成正比;在相同的加工参数下,超声振动因素对轴向力的优化更明显;轴向力也会随着钻头振幅的增大而降低。根据正交试验的数据并通过极差分析,本文得出了钻削参数对工具轴向力影响的主次因素依次为:进给速度＞振幅＞主轴转速＞钻头顶角,通过参数优化得到了仿真试验的最优参数组合:n=4800r/min,fz=15mm/min,θ=100°,A=4μm。（3）借助超声振动钻削试验平台,对钛合金进行钻削试验,测量分析钻头所受轴向力,试验结果表明:超声振动时钻头所受轴向力比普通钻削时轴向力降低了23.51%,此外通过单因素试验和正交试验的试验结果得出的钻削参数对轴向力的影响的主次因素以及最优参数组合与仿真结论一致。针对钻头磨损对轴向力的影响的试验研究表明:超声振动可以降低钻头磨损对轴向力的影响。（4）对超声振动钻削试验所得孔的圆度误差和表面粗糙度进行试验和测量,通过比较表明:超声振动可以提高孔的边缘质量和成形精度,孔壁的表面粗糙度Ra比普通钻削成形降低了25.13%。根据单因素试验得出:两种加工方式所得表面粗糙度与主轴转速成反比,与进给速度和钻头顶角成正比,超声振动钻削在改变钻削参数时Ra的变化明显低于普通钻削,而且增大振幅会降低Ra的大小;通过正交试验和极差分析得出影响Ra的主次因素和最优参数组合。本文研究意义主要是突出超声振动在孔加工中的优势,相比普通钻削可以降低轴向力,并且能提高孔的成形精度和表面质量;选择合适的加工参数或者参数组合对降低钻头所受的轴向力和改善孔壁表面粗糙度有着重要影响。