一种三自由度微小孔超声振动钻削并联机床，涉及机械加工技术领域。其由工作台、超声振动钻削主轴系统和三自由度并联机构组成。超声振动钻削主轴系统包括高速电机、夹心式换能器、变幅杆、精密钻夹头。高速电机的输出轴通过法兰与套筒主轴连接，进而带动钻头高速旋转，同时夹心式换能器产生超声轴向振动，实现微小孔的振动切削。三自由度并联机构由三条相同的支链组成，每条支链的结构为3－PUU，P代表移动副，U代表万向铰链，各个运动副间用一定长度的杆连接。该三平移并联机构竖直方向的平移作为钻头工作的进给，水平方向的两个平移作为钻削时孔的定位。本实用新型精度高、结构简单，加工制造安装方便，能满足难加工材料的微小孔加工要求。