本发明提供一种多维超声振动辅助切削加工装置，多孔超声变幅器的两侧分别依次连接超声变幅杆和超声换能器，两个超声换能器均与第一超声电源连接，多孔超声变幅器可将双向输入的水平超声振动转变为竖直超声振动，并负载两个工件在竖直平面内同步实现椭圆轨迹超声振动；旋转超声振动刀柄上固定有切削刀具，第二超声电源和旋转超声振动刀柄连接并提供高频电信号，采用切削刀具对椭圆超声振动工件表面进行切削加工，形成多维超声振动辅助切削加工过程。可负载一定尺寸规格和形状的工件实现椭圆超声振动而不需要对平台进行重新设计，提高了平台负载的灵活性，提高了切削加工效率，解决了目前二维超声振动负载工件实施超声振动的局限性问题。