高锰钢受到外部冲击会硬化变形,显示出强度高、韧性好、耐磨等性能而被广泛应用于铁路、军工、工程机械和矿山机械等各个领域,但其又具有加工硬化、切削力大以及切削温度高等特点,是一种典型的难加工材料,高锰钢的使用要求与难加工性之间的矛盾日益突出。本文针对高锰钢的难加工性,以改善其切削加工性为目的,采用超声振动这项新技术,通过改造普通车床,将其引入车削,对ZGMn13钢进行了超声振动车削实验,研究了车削过程中切削力的情况,分析了典型因素对切削力的影响并建立了经验公式。根据实验需要建立了超声振动系统,选择了适合的超声波发生器,计算了超声波换能器尺寸,设计了变幅杆并对其进行了模态分析,谐响应分析,分析了质量抗性负载对变幅杆性能的影响。针对超声振动系统设计了专用刀架,搭建了超声振动车削实验台,并调试到了最佳切削状态。对ZGMn13钢棒料进行超声振动车削,对比分析了超声振动车削和普通车削的工件表面状态、切削力大小、切屑形态。讨论了振幅、切削用量、刀具后刀面磨损、刀具材料对超声振动车削的主切削力影响规律和原因。对超声振动车削高锰钢的切削力进行了正交实验研究,依据正交回归实验设计的安排,得到了切削用量和振幅对主切削力的实验数据,建立了超声振动车削ZGMn13钢的主切削力经验公式,对主切削力线性方程进行了拟合优度检验,回归方程检验以及回归系数检验。实验结果表明：超声振动车削适用于高锰钢材料并且切削力要小于未加超声振动的普通车削,建立的主切削力经验公式准确可靠。这将为高锰钢材料的实际切削加工起到一定指导作用。