超声振动拉丝是在常规拉丝过程中叠加超声振动的新型加工工艺,属于超声塑性加工的一种。本文在前人研究的基础上从金属材料塑性变形的影响因素和金属线材的拉拔基础入手,在大量查阅资料的基础上,进一步对超声振动拉丝机理进行了分析。本文通过对拉丝过程进行有限元仿真,从机理上研究复合超声振动、纵向超声振动、横向超声振动三种超声振动形式对拉丝过程的作用效果和影响。仿真结果中重点分析了拉丝过程中的拉拔应力和摩擦应力,结果表明在相同的拉丝速度下复合超声振动比其它两种振动形式的作用效果都好,可以很大程度上减少拉拔应力和摩擦应力。同时本文在理论分析的基础上,从变截面杆的一维纵振方程出发,根据四端网络传递方程和端面的运动状态推导出了常用截面形状细杆在各种运动状态下的边界条件和四端网络传递矩阵参数和频率方程。根据超声振动拉丝实验要求,研制了复合超声振动拉丝装置,并利用有限元软件对整个振动系统进行了模态、谐响应、瞬态分析,验证了设计的正确性。为了更好的解决难加工材料的拉丝,研制了功率性能更好的单独纵向超声振动拉丝装置。根据换能器的等效电路模型,对换能器的电阻抗特性进行了分析,并进行了阻抗测试和匹配电路分析。在此基础上,对超声振动系统进行了电路调试和振动测试以确保超声振动拉丝实验的有效进行。最后,在以哈尔滨电缆厂LH-200/17型拉丝机作为平台的实验中,开展了在铜丝拉拔中的普通拉拔、纵向激励拉拔、横向激励拉拔以及复合超声激励拉拔情况下的拉拔实验,并对不锈钢丝进行了复合超声振动拉拔和功率性能较好的单独纵向超声振动拉拔实验。观察了各种超声振动状态对拉拔力和拉丝线材表面形貌及显微组织的影响。通过对实验过程进行定性分析,发现复合超声振动比其它两种振动形式更显著地降低了拉拔力和延长张力调节周期,改善了模具与拉丝线材之间的接触状况,减少了丝材表面的划痕、麻坑等缺陷,提高了表面加工质量,消除了生产中出现的经常断丝的现象,提高了生产效率。