随着钛及钛合金丝的广泛应用,需要寻求一种表面工艺质量高且工序简单的加工方法。由于常规拉拔钛及钛合金丝工序复杂、工艺质量差、成本高,超声振动拉丝作为一种新型加工方法被广泛研究。超声振动拉丝是在常规拉拔过程中叠加超声振动的一种新型加工方法,属于超声塑性加工的一种。本文在前人研究的基础上,从金属材料塑性变形的影响因素和金属丝材的拉拔基础入手,在大量查阅资料的基础上,进一步对超声振动拉拔钛丝和钛合金丝的影响因素进行研究。本文基于库伦摩擦定律和非局部摩擦定律建立了两种拉丝过程有限元仿真模型,通过对拉丝过程进行仿真,探究在拉拔过程中反拉力对拉丝纵向拉拔应力的影响规律,并通过仿真求出在给定条件下的临界反拉力,然后分析比较不同摩擦模型下拉丝过程中是否施加反拉力对摩擦应力的影响,结果表明在拉丝过程中施加临界反拉力可以在保持拉拔应力基本不变的情况下,降低丝材表面摩擦应力,且在非局部摩擦模型下所得结果要均小于常规摩擦模型下所得结果。同时本文在理论分析的基础上,从变截面细杆的一维纵振方程出发,根据四端网络法设计了带复合变幅杆的复合超声振动拉丝系统,利用有限元软件分析了复合变幅杆上三个变截面处曲线和倾角对超声振动性能的影响规律,寻求最佳的变截面曲线与尺寸匹配。为了验证设计的正确性,对所确定的拉拔模型进行模态、谐响应和瞬态分析,并研制了大功率的复合超声拉丝装置。根据换能器的等效电路模型,对换能器的电阻抗特性进行了分析,并进行了阻抗测试和匹配电路分析。在此基础上,对超声振动系统进行了电路调试和振动测试以确保超声振动拉丝实验的有效进行。最后,以复合超声拉丝系统、收线系统等为基础搭建实验平台,开展了钛丝和钛合金丝的复合超声振动拉丝实验。根据拉拔过程中是否施加反拉力分为两种情况,观测反拉力对拉拔力和线材表面形貌的影响,并观测加工后的组织变形,结合网格法定性分析丝材拉拔过程中的组织变形规律。通过对实验过程进行定性分析,发现在拉丝过程中施加反拉力可以在不增大或小幅大增大拉拔力的情况下降低丝材的表面摩擦应力,提高丝材的表面工艺质量。