钛合金和不锈钢等难加工材料因为其超高强度、高硬度、耐疲劳等优越的材料性能,被越来越多的应用于机械行业中。但是以上材料通过普通加工手段进行加工后,难以得到良好的表面质量,珩磨加工作为精密特种加工的一种,对难加工材料有良好的加工效果。超声珩磨技术在保持了珩磨加工优点的同时,克服了普通珩磨中油石易堵塞的问题,进一步提高了加工精度和加工效率。常规超声振动珩磨技术的加工对象主要为内圆表面,但在实际加工中,轴类零件的外圆表面也常常需要较高的表面质量。针对这样的研究现状,本文对超声振动外圆珩磨加工的加工机理进行了研究,同时结合实际加工设计出一套试验装置,以TC4钛合金和SUS304不锈钢为试验对象进行了试验研究。本文的主要研究内容以及取得的成果如下:1.首先对磨削中单磨粒的受力进行了分解,并对磨削力进行了建模,对其数学表达式进行了求解;其次分析了功率超声外圆珩磨的运动形式及其加工机理,分析并建立了径向振动中超声外圆珩磨磨粒材料去除的模型。2.对关键部件进行设计。根据频率方程并结合边界条件设计压电换能器;运用波动方程和质点振动位移函数确定超声变幅杆的尺寸参数;依照一体化设计思想确定珩磨头部分尺寸,修正变幅杆尺寸。对以上各部件的设计进行用ANSYS仿真,确认其合理性;根据试验用车床的结构参数,确定试验装置的装载方案。3.利用设计的试验装置进行正交试验,分析油石粒度、工件回转速度和珩磨深度等试验参数对普通珩磨后加工表面质量的影响,在引入超声振动后,进行对比试验。记录两组试验的试验数据,研究超声振动对珩工件表面质量的影响,分析超声振幅的影响。