随着科学技术发展的日新月异,越来越多的难加工材料增加了孔加工的难度。传统的普通钻削加工在加工难加工材料的时候会出现种种问题:入钻精度低、排屑困难、钻头磨损严重和切屑缠刀,传统的加工方式在面对现在工业的加工要求时,已经不能满足要求。因此需要一种加工效果好的加工方式,所以超声钻削加工方式便进入了专家学者的研究范围。超声振动钻削是在普通钻削加工的基础上增加了轴向超声振动技术所形成的新型加工工艺,改变了普通钻削的钻削机理,将传统钻削工艺的连续加工转化为周期性的脉冲加工,具有传统钻削难以比拟的加工工艺效果。本文基于在立式镗铣床上实现轴向超声振动钻削加工的思想,从超声振动钻削的基本原理及加工机理出发,从轴向超声振动钻削的运动学研究、排屑断屑研究和钻削实验三个方面深入研究了轴向超声振动钻削的加工特性。主要的研究内容如以下几点所示:（1）分析了超声振动钻削的研究背景及意义和国内外研究概况,并对超声振动钻削的加工特点与适用范围和存在的问题与发展趋势做了一定的研究分析。（2）分析了超声振动钻削的运动学。建立了振动钻削的运动方程,并从超声振动钻削的变速切削特性、角度变化切削特性和变厚切削特性三个方面对其运动学特性进行分析。（3）分析了超声振动钻削的断屑机理并得出了完全几何断屑的条件。从几何断屑的角度对超声振动钻削的完全几何断屑进行了理论研究,通过对切屑厚度的计算得出完全几何断屑的条件,并绘出了完全几何断屑的理论区域图。进行排屑力分析,建立了排屑力数学模型,并且运用MATLAB画出排屑力的仿真三维曲线,得出了排屑力随振幅和频率的变化规律。同时分析了超声振动钻削的减摩机理,得出摩擦力随振幅的变化趋势是先减小后变大的。（4）利用自己搭建的超声振动钻削系统对高锰钢做有无超声的钻削加工实验。通过实验产生的切屑验证了完全几何断屑的条件是正确的;通过有无超声的对比得出超声振动钻削加工的质量要比普通钻削的高,通过单因素实验得出了主轴转速、进给量、超声振幅对轴向钻削力和表面质量的影响规律,通过通过正交实验的方法,综合分析进给量fr、振幅A和转速n对轴向力的影响,最终确定各个因素的最优组合。