提高鑽頭壽命及對難加工材料的切削能力也是鑽削加工中的重要課題。1958年，W.Hansen在碳素鋼工件上低頻振動鑽削深孔(f4mm,孔深58mm,頻轉比為3)時，發現振動鑽削可顯著提高鑽頭壽命，並指出鑽頭軸向振動降低了切削溫度,減輕了鑽頭燒傷，改善了排屑性能，因此可提高鑽頭壽命［14］。1962年，E.A.Satel採用低頻振動鑽削加工屬於難加工材料的不鏽鋼和耐熱合金鋼，結果使鑽頭平均壽命提高了300%,加工效率提高了250%。他認為，低頻軸向振動鑽削時刀具與工件切削表面的周期性分離可改善排屑性能，所以提高了鑽頭壽命。1972年，前蘇聯學者Гончаров採用低頻扭轉振動鑽削也獲得了切削扭矩降低、鑽頭壽命提高1.5倍的加工效果。1989年以來，日本學者新井典久等人對低頻振動鑽削提高難加工材料的鑽削能力進行了較為深入的系統研究。他們用f10mm的高速鋼(SKH51)麻花鑽先後對鈦合金(Ti-6Al-4V)、鎳鉻鐵耐熱合金(Inconel600)和奧氏體不鏽鋼(SUS304)進行了低頻振動鑽削實驗，並與碳素結構鋼(S45C)對比，用壓電晶體三相測力儀測量動態切削力，用熱電偶測量切削溫度，並用有限元法分析溫度分佈，以主后刀面刃區外緣處的磨損寬度來衡量刀具壽命。實驗結果表明：①振動鑽削時鑽削軸向力和扭矩靜態分量(動態力的平均值)明顯下降，其中鑽削Ti-6Al-4V時分別下降19%和24%，效果最為明顯；鑽削S45C時分別下降4%和10%，下降幅度最小；②振動鑽削使切削液冷卻潤滑作用增強，鑽頭外緣處切削溫度下降；③磨損寬度減小，鑽頭壽命延長。因此，新井的實驗結果有力地證明了低頻振動鑽削具有提高難加工材料鑽削能力的工藝效果。王立江教授及課題組著重對振動鑽削提高微小鑽頭壽命進行了實驗研究，他們根據微小鑽頭不重磨的特點，以鑽頭折斷前的鑽孔個數或鑽孔長度作為鑽頭壽命指標，先後做了超聲波振動鑽孔和低頻振動鑽孔實驗，實驗數據表明，不但低頻振動鑽削能成倍提高微小鑽頭壽命，超聲波振動鑽削提高微小鑽頭壽命的效果也十分明顯，如參數選擇合理，壽命可提高4.5倍以上。
近年來，新型非金屬工程材料的應用不斷擴展，其中不乏難加工材料，這對振動鑽削工藝提出了新的挑戰，同時也為展示其優良工藝效果提供了機遇。隈部教授採用超聲波扭轉振動和低頻軸向複合振動鑽削工程陶瓷，石川惠一採用單一的低頻軸向振動鑽削工程陶瓷，均取得了改善加工能力、提高鑽頭壽命的實驗結果。北京航空航天大學陳鼎昌教授和哈爾濱工業大學張其馨先後用超聲波振動鑽削碳纖維增強複合材料(CFRP)，不但改善了對硬而韌的碳纖維的切削能力，同時還可抑制鑽削中材料的層間剝離。
三十多年來，國內外學者對振動鑽削作了大量理論與實驗研究工作，振動鑽削能提高鑽孔質量、延長刀具壽命和改善對難加工材料切削能力等優良工藝效果已在機械加工領域得到普遍承認。綜觀國內外振動鑽削的研究現狀，目前主要存在以下問題：①對振動鑽削的理論研究尚不充分，還未形成完整的理論體系，現有理論具有較大局限性，尚需修正和完善，以充分揭示振動鑽削的動力學本質；②對振動鑽削工藝效果的研究大多局限於直徑大於1mm的孔徑區域，而直徑小於0.5mm的微小孔加工條件最為惡劣，且加工數量與日俱增，所以對振動鑽削微小孔的研究更具實際意義，需予以更多關注；③迄今對振動鑽削的研究均屬於定參數振動鑽削，無法同時滿足鑽削三區段不同鑽削機理的要求，難以達到進一步提高鑽孔整體加工水平的要求。因此，三區段變參數振動鑽削，特別是對微小孔的三區段變參數振動鑽削是在定參數振動鑽削基礎上的一次飛躍，是具有重要科研及應用價值的研究課題。
三、振動鑽削的應用前景及前沿課題
近年來，由於材料科學的飛速發展，具有優良機械和物理性能的新型材料不斷湧現，並逐漸在各個領域得到應用。高強度、高硬度金屬材料、正交纖維束增強複合材料及塗層材料等的應用日益廣泛，尤其是正交纖維束增強複合材料以其優良的比強度、比剛度和加工性能被廣泛應用于飛機結構中，然而其主要弱點之一是層間剪切強度低，採用普通鑽削加工時因軸向力較大，使層間容易產生脫層現象，尤其鑽出時脫層更為嚴重。針對這一問題，採用振動鑽削工藝，並在鑽入和鑽出時採用不同的加工參數(振幅A、振動頻率F、進給量f、主軸轉速n等)以減小軸向力，無疑可顯著提高孔的加工質量。
由多種材料(如鈦合金、鋁合金及複合材料)組合構成的疊層材料已逐漸應用於新型飛機的製造中，其應用前景十分廣闊，但由於其切削性能很差，成為推廣應用的主要障礙，因此亟需解決其切削加工難的問題。對於這種材料採用定參數振動鑽削的加工方法難以奏效，必須在鑽削不同材料層時相應改變加工參數，才能在性能差別懸殊的不同材料層上鑽出高質量的孔。
極有發展前途的金屬基(主要是鋁基)非連續增強複合材料以及最近出現的一些具有晶須、短纖維和陶瓷顆粒結構的材料，不僅性能優異，而且價格也可與傳統金屬材料競爭，國外已在導航系統、航空發動機、汽車連桿、活塞、汽缸體、工業機器人傳動齒輪上投入應用。但是這類材料中的增強相(纖維、晶須或顆粒)硬度很高，且在材料中隨機分佈，故鑽削加工中刀具磨損嚴重，加工表面質量差，且隨鑽削深度的增加而加劇。所以，必須採用變參數振動鑽削工藝才能較好解決其加工問題。
上述新型材料有可能在下世紀初被大量廣泛應用，而其加工難題還遠未很好解決，目前僅在車削加工領域有極少的研究和報道。
針對上述材料的加工難題，振動鑽削應根據加工孔的材料組合特性、孔的長徑比和技術要求等靈活選擇參數變數(A，F，f，n)，並將參數變數作為鑽削深度的函數，即A(l)，F(l)，f(l)，n(l)，最終目的是使整個鑽削過程處於優化狀態，全面提高孔的加工質量。因此，對振動鑽削的研究主要應從以下幾方面進行：
在充分考慮各種複雜因素尤其是非線性因素的基礎上，構造能夠真實反映鑽削過程機理的動力學模型，深入進行振動鑽削動力學特性的研究：①由於振動鑽削系統是一個包含非線性因素的複雜動力學系統，系統運行過程中可能出現諸如分叉、混沌等方面的動力學特性，這方面內容在以往的振動鑽削研究中很少涉及；②鑽頭的結構和幾何參數比較複雜，以往國內外對振動鑽削進行理論研究時都是把鑽頭近似看作具有兩自由度且自由端具有集中質量(或均勻分佈質量)的懸臂樑來建立動力學模型，根據這種模型進行理論分析，求出的解只能是近似解，不能完全、真實地反映鑽頭結構及切削過程的動力學特性，因此需要從振動理論上進一步深入分析振動鑽削的動力學特性，尋找更為有效的求解方法，為振動鑽削技術在現代加工條件下的完善和發展提供更充分、更精確的理論依據。
從切削力學角度看，振動鑽削的實質是變厚切削、變角切削、變速切削和衝擊切削，要搞清各參數變數對切削過程的多維影響關係、分離型與不分離型振動鑽削的分界、零相位差振動斷屑機理、尤其是在廣域內確定鑽頭橫刃和主切削刃的負后角禁區及切削厚度的變化對動態切削力的影響，必須對動態切削過程進行深入研究，從而為今後的實驗研究奠定基礎。
開發先進的振動鑽削設備。振動鑽削是一種先進的加工工藝，振動參數對孔加工質量的影響非常大，而且需要根據不同的加工對象和鑽削區段作相應變化。因此，依靠傳統的鑽削設備很難實現這一目標，必須配置能進行變參數振動鑽削的自動控制系統，實現振動鑽削的自動化和智能化。
開拓新的分析方法。振動鑽削研究的最終目的是適應新型材料的加工要求，優化切削過程，全面提高孔加工質量。但受實驗設備等客觀條件的限制，不可能在實驗中大幅度地任意改變參數，因此採用計算機模擬對切削過程進行全方位的分析和優化是必不可少的，這就要求在系統辨識的基礎上根據振動理論、切削理論、控制理論等對系統進行形象的描述並構造振動鑽削的模擬模型，實現對振動鑽削的動態模擬。
