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超声磨削技术是在磨削加工中引入超声振动，借助超声振动的作用去除工件上的被加工材料。近年来，随着科学技术和工业的发展，需要超声磨削加工的硬脆材料越来越多。而作为超声磨削加工关键技术的超声波电源及超声机床的设计引起了广泛的关注。
本文针对相关项目的内容，研制了超声波电源样机，并结合超声磨削加工的需要，设计制造了一台五轴四联动的超声磨削加工设备。
在超声电源设计中，全部采用模拟芯片控制系统，具有反应速度快，设计简单，成本低廉等特点。在电源的信号控制部分，采用CD4046作为脉冲波形发生器，此芯片同时可完成频率自动跟踪功能，使电路大大简化。同时在驱动电路之前加了脉宽调制电路，防止直通现象的发生，确保电路安全。并综合考虑了电源效率、体积重量等问题，本电源样机采用集成芯片IR2110驱动加半桥变换器，使电路简单，降低了电源的成本。电源的逆变部分，自行设计制作了高频变压器，选择功率MOSFET管作为主功率开关器件，通过设计合适的缓冲吸收电路，较好的解决了逆变过程中波形畸变、自激振荡以及电压过冲等问题。并设计了快速保护电路。经试验证明电源逆变器工作稳定，输出波形良好，发热量小。
在机床的设计部分，广泛查阅的相关产品的设计，并在老师和同学的帮助下设计配置了一套五轴四联动的用于超声磨削的加工机床。在机床的设计部分，详细介绍了工作台的结构设计及机床的控制系统的选择，购置了可对驱动机构运动进行速度和位置控制的伺服电机以及可实现位移台的精确定位的光栅尺，保证加工过程的稳定性和良好的工件加工质量。同时设计了一套新型的超声主轴连接、定位系统，使得主轴结构紧凑、高刚度、高旋转精度。
最后，在分析了磨削机理的基础上，选择了超声磨削的实验参数，应用电源样机进行了超声磨削的工艺试验，试验结果验证了在磨削中引入超声有利于提高加工的表面质量，大大提高的加工效率，同时验证了本电源方案及机床设计的可行性。