难加工材料精密深小孔加工至今仍为难题。其中，传统的车床镗孔，因镗刀结构具有局限性，所以提高被加工孔的精度和表面质量极为困难。超声波振动镗削的出现，使深小孔特别是难加工材料精密深小孔加工的质量有了质的飞跃。本课题组针对超声波扭振镗孔进行大量实验，获得了较为理想的效果。然而，我们发现现有振动镗削系统仍存在不足，严重影响镗孔效果。本文旨在分析现有振动镗孔系统的不足，设计和制造出新的系统，通过调试实现了对超声波振动镗孔系统性能的优化。通过对系统的分析研究得出影响系统工作的原因如下：车床磨损，精度严重下降；超声波发生器，输出波形失真；振动系统变幅杆与镗刀杆的嵌入方式和连接方式不够合理，影响系统精度和刚度，且装卸不便；变幅杆和底座位置结构不合理，仅由螺栓承担轴向力，影响系统刚度；深小孔加工时，镗刀杆悬伸过长，刀具系统刚性低，严重影响加工质量。本文主要对现有系统的缺陷进行改进，首先，购置全新车床、发生器、换能器，并进行调试和改装。其次，改进变幅杆与支座、镗刀杆与变幅杆的配合结构：将原系统支架在前，法兰盘在后的位置关系加以调整，为镗刀杆设计出可拆卸的支撑架，解决由螺栓受力及镗刀杆过长所带来的刚性不足问题；镗刀杆与变幅杆的连接采用镗刀杆嵌入到变幅杆内，取代原有的嵌入方式，镗刀杆改用长螺栓穿透扭振变幅杆与其连接紧固；在镗刀杆的锥段设计出供支撑用的法兰盘。然后，设计制造出扭、纵振变幅杆、镗刀系统、支架，并进行细致的调试和再设计，最终得到可靠、高效的超声波扭振镗孔系统。