超声振动强化作为新工艺在提高零件表面质量方面有特殊的优势,常规的光整加工经常采用滚压与喷丸强化,但经喷丸强化工艺后零件轮廓尺寸精度较低,滚压处理后的强化层较浅,硬度较低,而超声强化能更好的提高其表面质量。换能器作为超声强化系统的核心组成部分,一直是决定超声强化工艺的关键因素。本文对超声强化原理及超磁致伸缩材料特性进行研究,为超磁致伸缩换能器的设计研发提供理论依据,研究换能器的动态输出特性,针对超声强化的技术要求对换能器的各部分结构尺寸进行设计计算,研制改进超磁致伸缩换能器样机,并且完成超声电源的研制。通过理论分析超磁致伸缩换能器的磁场,建立了磁场分布模型,应用ANSYS有限元分析方法,对换能器的磁场进行了仿真分析,验证了结构设计的合理性并进行结构优化。搭建了测试磁滞损耗实验平台,计算了换能器各类损耗,包括涡流损耗、磁滞损耗、电阻损耗,并且提出了减少能量损耗的方法。常规方法测试换能器内部温度很困难,通过有限元分析模拟换能器温度场,得到了实际的换能器温度分布状况,结果显示换能器内部最高温升为71℃,能满足长时间超声强化的工作需要。经测试换能器输出振幅最大可达253μm,换能器输出更加稳定,本文设计的偏置磁场方式能适应不同频率下消除倍频效应的需要。应用正交试验方法设计了三因素三水平正交试验,研究挤压量、进给量、工件转速三个参数对超声强化效果的作用规律与实际影响效果。得到对表面粗糙度而言最显著的影响因素为进给量,对硬度影响最显著影响因素为挤压量,超声强化前后较前道工序粗糙度下降80%左右,表面硬度提高28.5%左右。