激光加工属于非接触式加工方法,因此激光打孔相对于其他微孔加工方法有着许多突出的优点。为了提高激光打孔的加工质量,近年来已经有对超声振动辅助激光打孔的研究,而超声振动辅助激光打孔加工可分为超声振动工件和超声振动透镜两种方式,本文主要对超声振动透镜辅助激光打孔的基础理论、数值模拟及实验和实验设备的设计等方面完成了研究,具体内容如下:（1）对激光打孔和超声振动辅助激光打孔的理论进行研究。研究了激光打孔的高斯光束特性、加工成形理论及简易孔成形公式。分别从定性分析和机理分析两种角度解释了超声振动辅助的介入对激光打孔加工质量和效率影响的原因。介绍了超声振动辅助激光打孔两种方法,并说明了选择超声振动透镜辅助激光打孔作为研究方案的原因。（2）应用激光学和超声振动学理论知识对超声振动透镜辅助激光打孔实际模型进行适当简化,建立并推导超声振动透镜影响激光光束投射到工件表面的光斑半径变化的解析解数学模型,有效地解释说明了超声振动的介入对激光打孔加工产生影响的主要原因。（3）基于瞬态热分析的基础理论,使用多物理场耦合分析软件COMSOL对有、无超声振动透镜辅助激光打孔实验材料移除过程进行仿真与预测。并将仿真结果与实验结果进行对比,验证了仿真模型的合理性,同时得到了超声振动的介入对激光打孔加工孔深的影响规律。（4）为了满足超声振动透镜辅助激光打孔的实验要求,搭建超声振动实验平台。主要完成了超声振动透镜辅助激光打孔装置结构的方案设计和超声变幅杆的设计计算及模态分析。根据实际工况,在保证结构合理性并考虑制造和装配实施难度的前提下,确定最终方案,将所设计装置制造并加装到现有激光设备上调试并进行实验。（5）在现有的激光设备基础上,加装所设计的超声振动透镜辅助装置。以304钢为研究对象,主要进行了有、无超声振动辅助激光打孔对比实验,分别对离焦量、激光功率、打孔时间、超声振幅等关键参数分别进行单因素试验,进行反复验证分析,通过分析得到超声振动透镜对激光打孔加工质量参数的影响规律。