在超声车削过程中，刀具在切削速度方向（主切削力方向）以超声频振动，改变了刀具前刀面与切屑之间的相对运动。设超声车削过程中，刀具在切削速度方向的位移x为

刀具的振动速度为

刀具的振动加速度为

工件的速度（切削速度）为

式中，为切削速度；D为工件直径；n为工件转速。

刀具与工件在切削速度方向的相对速度为

由式（6-1）知，当时，刀-屑之间存在分离状态，称为分离型超声车削；当 时，刀-屑之间不存在分离状态,称为不分离型超声车削。称为临界切削速度 。

刀具在一个振动周期中的纯切削时间 与刀具的振动周期T(T=1/f)的比值为

式（6-2）中的t₁和t₂可通过求解下面的方程组得到

刀具在一个振动周期中沿切削方向的切削长度为

超声车削是一种变速切削。不分离型超声切削仍然没有脱离传统切削过程的那种连续切削的性质，不同点仅在于它是周期变速的连续切削（有人利用这种切削来降低切削过程中的再生型自激振动）。而分离型超声车削不仅是变速的，它从根本上脱离了传统的连续切削过程，转化为周期性的断续切削过程，即在宏观上看，它是连续切削；而在微观上看，它却是一种时切时不切的断续切削过程。