在传统的超声加工中,超声振动系统一般不直接作用于工件,只作为辅助的振动系统。随着近年来超声技术基础研究和不同领域的实际应用需求,超声振动系统的工作方式、设计计算和振动方式等有了重大的进展。超声无磨料抛光作为一种特种加工技术,其能达到普通加工无法比拟的良好效果。本文的主要工作是研究超声无磨料内圆抛光声学系统及塑性金属超声振动抛光工艺。研究分析了能满足实验所需的三振型弯曲振动杆设计理论,设计出了实验所需的圆锥过渡阶梯形变幅杆,建立了复合阶梯变幅杆的修正方法,研制出了超声内圆抛光装置;通过一系列内圆表面抛光试验,研究了不同的抛光参数对工件表面质量的影响规律,分析了塑性金属材料的超声振动无磨料抛光机理,并对超声加工工具头的磨损规律和机理作了分析。通过正交试验分析研究了各抛光参数对工件表面粗糙度和表面硬度影响的主次顺序,优选出最佳的抛光参数。通过工具显微镜分析了工件表面微观结构,再次分析了抛光机理。最后通过与常规挤压加工的对比分析,得出了超声无磨料抛光加工效率高,成本低加工质量好的结论。