随着材料科学的不断进步，轻量化的产品得到了广大人们的青睐，以铝代钢的产品也随之涌现。由于铝合金材料的物理特性，提高其表面精度一直是机加工的难题。本文主要以铝合金薄壁套筒的精加工方法进行分析说明。铝合金材料的磨削加工容易使砂轮堵塞，加工终止；用超声车削工艺对其进行精加工，零件的表面精度有所提高，但是其切削加工时遗留的加工纹理仍得不到消除，零件表面材料的致密性及精度保持性都有所降低，从而零件的耐磨性及耐腐蚀性将减弱。对于铝合金零件精密加工面临的这些问题，超声振动滚压装置以其能光整表面、预置残余压应力等优势得到了广泛的应用，且这种装置可以安装在普通机床上，减少了零件的安装时间及企业购买专用机床的成本，对提高企业的经济效率有很大的意义。本课题来源于江西省科技支撑项目“超声纳米化精滚压工具机电系统研发”。通过查阅相关的参考文献，了解了超声振动滚压工艺对于提高零件的表面精度、表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性有一定的优势。本文针对铝合金套筒的外圆表面的超声纳米化精滚压装置的机械部分进行设计及研究，主要包括对换能器、变幅杆的理论设计，滚子的选用及滚压头与变幅杆的连接方式进行了一定的研究；利用有限元分析软件对理论设计好的换能器、变幅杆进行了模态分析，得出了其固有频率及振动振型；在安全的电压激励条件下，对换能器与变幅杆装配在一起的构件进行谐响应分析，得出其谐响应分析曲线；最后，对滚压头与铝合金的零件之间的接触问题进行了初步分析。通过仿真分析可知，超声纳米化精滚压工艺可以较易实现光整和强化零件表面的效果。本文主要研究的内容如下：（1）广泛查阅国内外有关滚压加工、超声切削加工以及超声滚压加工等技术研究方面的资料。（2）对超声滚压机理进行研究，针对铝合金套筒的超声外圆滚压加工轨迹及径向速度模型进行了一定的分析。（3）根据已有的参考文献，对超声纳米化精滚压装置的机械部分进行了理论设计，着重对换能器、变幅杆以及滚压头进行设计。（4）对已设计的机械部分进行一定的有限元分析，主要是换能器、变幅杆以及整个滚压装置系统的固有频率及振型模态的分析，以及换能器与变幅杆装配在一起的构件的谐响应分析，滚压头与铝合金零件之间接触问题的初步研究。