本文以接触力学和弹塑性力学为理论基础,重点研究超声辅助加工在滚压过程中的作用。实验证明,在滚压中引入超声波振动可以有效改善试件的表面质量和机械性能,并且在特定的压力范围内,超声滚压较传统的滚压方式具有独特的优势。在进行滚压实验之前,文章对超声滚压的机理做了必要的阐述,基于之前学者的研究成果,结合接触力学的相关知识,对滚压过程中的某些参量通过数学公式推导进行了分析。由于滚压之后试件主要性能的改变是产生了残余应力,因此在机理分析部分还对残余应力做了数值分析。在超声滚压系统中,变幅杆是核心部件之一。因此,设计制造一款经济适用的变幅杆也是很关键的一步,而且会直接关系到滚压实验的效果。滚压实验是以普通车床为载体,以未经强化处理的45号圆柱钢作为试件,通过工具头向试件施加一定的初始静压力,在超声波激励下对试件表面进行滚压。重点研究的实验参数有:初始滚压力、转速、进给量、润滑方式;所研究试件的表面参数有:粗糙度和硬度。在50-80N的初始滚压力范围内,超声滚压的表面覆盖率明显高于普通滚压。在此范围内,试件表面硬度同初始滚压力、转速呈正相关关系,而同进给量成负相关;初始滚压力越大,转速越高,润滑越充分,表面粗糙度值越低。以上规律可归结为滚压参数对试件表面滚压充分性的影响,滚压越充分,金属表层内部组织就会越细致,从而使得硬度和表面光洁度都提高了。本文还利用有限元分析软件WORKBENCH对所设计的变幅杆以及动态滚压过程进行了仿真模拟,很好地验证了设计的可靠性和实验的有效性。