超声波挤压光整加工技术的原理是用16KHz～80KHz的高频能量直接冲击在试样表面，冲击工具头与被加工件的接触、作用时间极短，一般为10-5～3×10-5秒，高速冲击能量使材料表面引起微小的塑形变形，从而长久产生残余应力。在冲击作用下，被加工表面因常规刀具加工产生的微观轮廓峰顶被压平，零件表层组织更细密，粗糙度大幅提高，超声冲击产生的残余应力场深度可达1～2mm，残余应力可以有效地抑制表面裂纹的扩展，因此该技术可有效提升材料的抗疲劳性能。本文在对超声波挤压光整加工机理进行理论分析的基础上，利用大型通用有限元分析软件，通过将三次样条曲线作为变幅杆轴向截面的初始母线形状，用二维轴对称建初始模型的方式，以动力学分析为基础，设计出了一种同时具有较好的形状因数又有较大的放大系数的新型变幅杆。并对设计出的变幅杆进行理论验证、修正、检测及试验验证，找出影响其固有频率的因素。同时，在超声波加工装置上使用新型变幅杆，对挤压工具进行改进设计，使工具随零件表面形态的变化进行柔性调整，避免了表面粗糙度一致性差的问题，最后，分别在航空行业典型材料上做对比试验研究，通过试件加工形貌分析、拉伸试验、金相分析、表层残余应力分析、疲劳试验，证明了超声挤压光整加工优于传统机械加工，可以用来替代传统光整加工方式。