超声振动内圆磨削加工是将超声加工技术应用于内圆孔磨削领域的一种新型精密加工技术。随着各行业对机械零件质量性能的要求愈来愈高以及具有优良性能的新材料不断出现，超声振动内圆磨削技术以其独特的磨削机理和优越的工艺效果，引起了广泛的关注。超声振动内圆磨削系统是超声振动内圆磨削技术的核心，因此针对该系统的研究也备受关注。目前国内外对该系统的研究还不够完善，特别是该系统中某些关键技术和技术难题尚未得到很好的解决，本文针对这些关键技术展开研究：1、在分析超声振动内圆磨削机理的基础上提出了结构紧凑、模块化装配、适用于较高转速内圆磨削加工的超声振动内圆磨削系统方案,并对该系统进行了结构设计。2、基于声学理论模型和机-电等效理论，提出了适用于超声振动内圆磨削系统的振子系统设计方案；运用大型有限元分析工具ANSYS12.0软件对设计的超声振动内圆磨削振子系统进行数学建模和动力学分析，并对振子系统的最佳过渡圆弧、法兰盘直径和节面位置等参数进行了优化分析，揭示了其存在的变化规律，确定了合理的结构参数。3、针对超声振动内圆磨削振子系统各部件连接中存在的发热严重，阻抗值升高和变幅杆、接长杆断裂等问题以及无法定量控制装配过程的现象，本文对超声变幅杆和接长杆、接长杆和砂轮之间的匹配连接技术展开研究，以确定合理的匹配连接方式，并研制了超声振动内圆磨削振子系统的样机。从谐振工作点的导纳特性出发，运用阻抗分析仪对研制出的超声振动内圆磨削振子系统进行阻抗特性和频率特性分析；采用用超声波信号发生器、功率放大器和光纤测振仪等仪器对超声振动内圆磨削振子系统的振动特性进行分析，以验证其固有频率点的准确性，结果显示各项性能参数满足设计要求指标。4、由于传统的碳刷、集流环电信号传输方式中存在碳刷易损坏集流环，碳积、导线裸露和易打火等难以克服的缺陷，本课题前期研究中设计的非接触式超声频电信号装置解决了上述问题，但存在着旋转部件回转半径大制约了转速的提高和装置中磁芯材料加工难度大等缺点，本文从减小回转部件转动惯量、提高超声主轴工作转速和电信号传输效率的角度，设计了新型非接触式超声频电信号传输装置，并进行了阻抗匹配和试验。5、对超声振动内圆磨削系统的关键部件进行实验研究，测试超声振动内圆磨削振子系统和超声主轴的阻抗特性、振动特性和频率特性等参数；揭示了相关特性的变化规律；并检验了超声振动内圆磨削系统的工作性能，为该系统的实用化发展奠定了基础。