超声车削加工技术是以普通车削为基础,将超声信号作用于车刀上,使其做受迫振动,进而使得切削力减小、工件表面质量提高的一种加工方法。随着这项技术的持续发展,又诞生了诸如二维椭圆超声车削等的多维超声复合加工技术。本课题所研究的三维曲面超声加工技术,正是基于这个思路,在一维超声振动车削和二维椭圆超声振动车削的基础上延伸而来的。论文的主要研究工作包括以下内容:（1）基于三维曲面超声车削原理,对车刀的振动轨迹方程进行了推导,对其振动特点和材料的去除机理进行了分析;建立了一种三维曲面超声车削系统,对该系统的各个组成部分及其功能进行了介绍和分析,并对柔性铰链块单元等关键部件利用Abaqus软件进行了动力学方面的仿真分析。（2）基于车削时切削力的来源与各组成部分,建立了一种三自由度切削力模型,该模型不仅适用于普通车削过程中的切削力预测,同时也适用于多种模式的超声辅助车削过程;利用MATLAB软件分析了影响切削力大小的各个因素,对不同切削参数下的普通车削和三维曲面超声车削时的切削力进行了预测和仿真试验,对相同切削参数下不同维数超声车削时的切削力也做了研究。（3）基于车削时工件表面形貌的形成机理,建立了一种适用于三维曲面超声车削的工件表面形貌离散化模型;利用MATLAB软件对三维曲面超声车削后的工件表面形貌进行了仿真试验,对影响工件表面粗糙度大小的各个因素进行了研究,包括不同切削参数下的表面粗糙度值的变化情况以及不同超声信号下的工件表面形貌间的差异,同时与普通车削时的表面形貌情况也进行了对比。（4）基于三维曲面超声车削原理和一种螺旋槽式传振杆在受到一定载荷时的变形特点,设计了一种螺旋槽式单激励三维曲面超声车削装置,对装置的各个组成部分进行了描述,阐明了实现车刀三维曲面振动轨迹的具体方法;建立了螺旋槽式传振杆在受到载荷发生变形时的运动学模型,并推导出了车刀的振动轨迹方程;利用Abaqus软件对螺旋槽式传振杆进行了静力学仿真分析,对其结构尺寸进行了优化。