陶瓷、玻璃等硬脆材料因其具高强度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优良性能,目前已被广泛应用于机械、电子、航空、汽车等领域。然而正是这些优良特性使得其加工难度大、效率低而且成本高,因此它的广泛应用受到了限制。随着科学技术的发展,特种加工应运而生,并且得到了迅速发展。旋转超声波加工作为特种加工的一种,已经成为加工陶瓷等硬脆材料的有效方法,目前对它的应用越来越广泛。它与传统的超声波加工相比,加工效率大幅提高。本文通过对超声加工专用机床的分析,得出如下结论:它具有成本高、体积大、适用范围窄等缺陷。基于此,本文设计了一种新型旋转超声复合磨削头,它可以安装在数控机床、钻床或立式铣床上,从而达到旋转超声加工的目的。该磨削头可以根据不同的机床设计不同的刀柄,以增强其实用性。本文还介绍了超声加工声学系统设计的理论基础,并用ANSYS软件对阶梯形变幅杆和一种复合形变幅杆进行了结构分析和动力学分析。另外,为了满足不同用户对不同电源功率的要求,本文还以超声电源功率250W的磨削头结构为基型,对声学系统进行了系列化设计。为了验证本文设计的磨削头是否符合旋转超声加工的要求,本文对其进行了加工实验研究:验证了该磨削头结构的可行性;分析了不同条件下的加工效率和加工质量;并对超声磨削加工中存在的问题进行了探讨。