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基于纵-扭复合振动超声深滚加工原理，构建了轴件纵-扭复合振动超声深滚加工运动学模型，分别给出了普通深滚和纵-扭复合振动超声深滚加工中工具头的运动方程；研究了振动参数和滚压工艺参数对工具头运动轨迹的影响及对系统设计和加工质量的影响。研究成果可为纵-扭复合振动超声深滚加工系统设计和加工工艺参数的优化选择提供理论依据。