超声振动挤压强化技术作为一种新型的表面强化技术,已经得到国内外专家和学者的关注和重视。超声振动挤压强化技术利用超声加工的原理,在普通挤压加工的基础上,加入超声振动,使挤压工具产生高频振动,在挤压力的作用下,挤压工具与旋转的零件表面产生相互接触挤压,从而使零件表面的材料产生一定的冷作硬化,降低零件的表面粗糙度,提高零件的表面硬度,使零件的使用寿命得到了提高。本文以常用的45号钢为试样材料,通过正交试验法则设计实验方案,利用压电陶瓷换能器、自主设计的挤压工具头与变幅杆、以及数控机床组建超声振动挤压系统,进行超声振动挤压强化加工实验研究;对实验结果进行分析研究,得出机床主轴转速、进给速度、挤压力、挤压工具头的振幅和挤压次数等工艺参数对超声挤压强化的表面粗糙度和硬度的影响规律;对加工零件表面的金相组织进行观察和分析,得出超声振动挤压强化的内在机理;利用支持向量机理论,建立超声挤压强化表面性能的非线性模型,找出超声振动挤压参数的影响规律,得出最佳参数。通过超声振动挤压实验研究,45号钢零件表面材料发生塑性变形,其金相组织发生变化,晶粒被拉长,发生细化现象,晶粒间的间隙变小;零件的表面粗糙度得到大幅度的减小,表面光泽度变好,表面的硬度也得到了一定的提高。根据正交实验的极差分析,在超声振动挤压强化加工中,施加至工件的挤压力对强化工艺的影响最大,挤压工具的进给速度和超声强化的次数的影响也是比较大的,而机床主轴转速以及挤压工具的振幅对超声振动挤压工艺的影响相对较小。根据超声挤压强化表面性能的非线性模型,基于支持向量机的理论,得出零件表面粗糙度随着挤压力的增大而减小,随着进给速度的不断增加而增大。零件表面的硬度会因为挤压力的增大而增大,但是却会随着挤压次数的增多出现先增大后不变的趋势。超声振动挤压强化加工技术可以有效的降低轴类零件表面粗糙度,提高表面硬度,但是不同的工艺参数对超声挤压加工的效果有不同的影响,在进行超声振动挤压强化时,要根据不同的材料和要求,选择合适的工艺参数,提高零件表面的机械性能,延长其使用寿命。