钛合金材料被广泛的应用于航空、军工、船舶、能源等领域,在这些应用中存在大量复杂曲面需要光整加工,如何实现钛合金复杂曲面的光整加工已成为当前国内外关注的热点问题。超声辅助磁性磨料光整加工技术是解决钛合金复杂曲面高质高效光整加工的新型复合加工技术,但钛合金复杂曲面的材料去除规律还未进行系统的研究,因此对于钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工的材料去除规律研究很有必要。本文分别建立钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工的切削力和材料去除模型,通过试验对两个模型分别进行验证,并研究加工参数对材料去除规律的影响,主要研究工作和结论如下:(1)针对加工过程中金刚石磨粒对钛合金复杂曲面的切削力进行分析,考虑磁性磨料间传递的能量损失,引入能量传递效率系数,建立钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工切削力模型。开展钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工切削力试验,通过方差分析法求解出能量传递效率为71.29%,模型计算值与试验测量值的最大误差为1 1.19%。(2)针对加工过程中材料去除方式进行分析,考虑每个金刚石磨粒在加工过程中去除材料的概率并引入去除概率系数,建立钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工材料去除模型。进行钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工材料去除试验,基于试验结果通过黄金分割法求得去除概率系数为0.0111,并对材料去除模型进行验证,最大误差为 10.66%。(3)设计钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工材料去除单因素试验,得到钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工对于驻留时间、工件曲率以及加工角度的材料去除变化规律,设计钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工材料去除正交试验,基于二次多项式逐步回归法,拟合出钛合金复杂曲面超声辅助磁性磨料光整加工材料去除函数,最终获得材料去除体积函数的拟合误差为4.7%,材料去除深度函数的拟合误差为 3.4%。