超声波加工（Ultrasonic Machining，简称USM）是一种利用超声频作小振幅振动的工具，通过它与工件之间游离于液体中的磨料对被加工表面的捶击作用，使工件材料表面逐步破碎的特种加工方法。
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一、超声波加工的原理
超声波加工的原理是在工件和工具间加入磨料悬浮液，由超声波发生器产生超声振荡波，经换能器转换成超声机械振动，使悬浮液中的磨粒不断地撞击加工表面，把硬而脆的被加工材料局部破坏而撞击下来。同时，在工件表面瞬间正负交替的正压冲击波和负压空化作用下强化了加工过程。因此，超声波加工实质上是磨料的机械冲击、超声波冲击及空化作用的综合结果。
二、超声波加工的设备组成
超声波加工设备主要由超声波发生器、超声换能器、变幅杆、加工工具、浆料系统和工件台等组成。
超声波发生器
负责产生高频电流，频率通常在15~30kHz范围内。
超声换能器
将高频电流转变为机械振动，一般采用压电效应或者磁致伸缩法来完成。
变幅杆
将来自换能器的超声振幅放大，以便进行超声波加工。
加工工具
常用的工具材料为低碳钢和不锈钢、硬质合金、蒙乃尔铜2镍合金等，这些材料具有高的抗磨损性、坚韧且具有延展性、好的弹性和高的疲劳强度。
浆料系统
由悬浮在水或化学溶液中的磨料颗粒组成，磨料浆通常由磨粒和水按一定比例（如20~30%）混合制成，在压力下流动。磨料包括金刚石、氧化铝、碳化硼和碳化硅等，选择取决于待加工材料的类型、材料的硬度和金属去除率以及所需的表面光洁度。
工件台
负责放置和固定工件，并可带动工件移动，实现在不同位置加工。
三、超声波加工的特点
适用范围广
超声波加工主要适用于加工脆硬材料，特别是不导电的非金属材料和半导体材料，如玻璃、陶瓷、宝石、金刚石以及硅和锗等。对于硬度小、塑性好的材料则加工效果不明显。
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工具材料硬度要求低
由于工件材料的去除是靠磨粒直接作用，因此工具材料的硬度可以低于被加工工件材料。
加工精度高
超声波加工是靠极小的磨料作用，无宏观机械力，所以加工精度较高，一般可达到0.02mm，表面粗糙度Ra0.1~1.25um。被加工表面也无残余应力、组织改变及烧伤等现象。
非热加工
超声波加工是非热加工，消除了激光加工时可能发生的与热相关的损坏的风险。
四、超声波加工的应用
型孔、型腔的加工
超声波加工主要用于加工脆硬材料的圆孔、异形孔和各种型腔，以及进行套料、雕刻和研抛等。
超声波切割加工
超声波切割加工在特定材料上十分有效，特别是那些难以用传统方法切割的材料。
超声波清洗
当超声波强度达到一定值时，产生的微冲击可以使被清洗物表面的污渍遭到破坏并脱落下来，实现清洗效果。
超声抛磨
采用超声抛磨的方法，可以方便地去除电火花加工后工件表面的硬脆变质层，提高表面粗糙度。
五、超声波加工的发展趋势
随着难加工材料精度要求的提高，特别是航空航天零件的加工需求，一维超声加工已经明显不能满足生产的需要。因此，二维超声振动加工应运而生，如超声波椭圆振动切削已受到国际学术界和企业界的重视。此外，旋转超声波加工也因其独特的优势而在硬脆材料的加工中得到了广泛应用。
