细长杆类零件在机械设备中有非常重要的作用,一般采用外圆珩磨工艺加工。由于细长杆零件长径比大、刚度差,加工中易产生振动和弯曲变形,且传统外圆珩磨存在加工效率低,油石堵塞严重,工人劳动强度大等问题,制约着这种精密加工技术的发展。超声振动珩磨加工是一种将超声加工技术应用于珩磨加工的新型精密加工技术,珩磨力小,温度低,能有效提高细长杆类零件的表面加工质量及效率。油石上磨粒形状的不规则性、分布的随机性、尺寸的不确定性等使磨削加工机理的研究相比于车、铣等加工方法难度更大。传统的解析模型应用范围有限、实验法耗费巨大,有限元仿真法是研究磨削加工的新方法。目前国内外对于细长杆外圆珩磨技术研究较少,关于超声振动珩磨工艺参数对加工质量的影响等问题尚未得到很好的解决。本文在查阅大量国内外文献的基础上总结了现有技术存在的问题,研究工作及成果如下：1)根据超声振动珩磨油石的振动状态分析了其加工特点,建立超声振动油石运动方程及单颗磨粒空间运动参数方程,通过MATLAB软件进行了超声振动磨粒运动特性仿真；分析了轴向振动油石加工高效的原因,得到了超声振动珩磨磨粒材料去除方程；根据超声振动加工中存在的减磨现象分析了超声振动减磨机理,以及影响摩擦减小的因素。2)根据超声振动珩磨磨粒切削特点,结合磨粒形状建立了超声振动珩磨单颗磨粒切削三维有限元模型；分析了切削加工有限元理论及超声振动珩磨关键技术；仿真结果表明,超声振动珩磨的珩磨力、珩磨热与普通珩磨相比都有一定程度的降低,且形成的磨屑更短；超声振动珩磨能够改善加工表面的残余应力分布,使用预应力超声振动珩磨能够使工件表面处于残余压应力状态。3)在分析外圆珩磨原理的基础上设计了超声振动细长杆外圆珩磨装置。珩磨小车具有左右开合功能,采用斜楔结构实现珩磨头的径向进给,使用液压同步技术确保了珩磨头径向进给精度,并采用塑料直线轴承实现支撑装置跟随小车随动。4)结合实验室现有实验设备设计了超声振动外圆珩磨实验装置,进行了相关的实验。结果表明,超声振动珩磨头能够雾化水珠,达到实验要求,同时珩磨油石的堵塞状况得到改善,珩磨力也有一定降低。