超声纳米金属镜面加工技术是机械加工行业的一项革命性的创新。这项技术可广泛应用于机械加工的各个层面，机械加工作为国民经济发展的支柱性产业，其各行业如航空、航天、国防军工、船舶、汽车及汽车零部件、电力（包括风电和核电）、轨道交通（含高铁）、工程机械、矿山机械及其它机械制造行业，很多硬度小于HRC60各种金属材料（包括软、硬、粘难加工合金钢、不锈钢等）的精密零件要求表面粗糙度Ra值≤0.4um，且以达到镜面效果为理想状态，以实现提高零件的耐磨性、耐腐蚀性、密封性、疲劳寿命、使用寿命等目标，传统精加工工艺如磨削、精密车削、精密铣削、抛光等，不仅投入大，准备周期长，加工效率低，制造成本高，应用环境差、产生环境污染，且很难达到表面粗糙度Ra值≤0.2um的要求，一定程度上限制了我国机械制造发展的基础水平。超声纳米金属镜面加工技术的应用能够轻松解决传统加工工艺的缺陷，零件表面粗糙度轻松达到Ra值≤0.2um，达到镜面效果，加工效率提高数倍以上，零件表面显微硬度提高20%以上，同时提高零件的疲劳性能、耐磨性和耐腐蚀性，填补了国际的空白，对传统机械加工行业的发展起着重要的革命性推动作用。

超声系统的设计目的是，力求以较小的能耗，将超声能量传输或集聚到变形金属处，并保证在整个挤压过程中超声系统工作稳定。超声系统设计的几个关键问题是：

(1) 超声工作频率的选择：超声工作频率一般取20kHz为宜。频率过低，则变幅杆及换能器尺寸增大，成本提高，更为严重的是会出现噪音公害的问题；频率过高，不易维持稳定的工作状态，而且此时调节超声系统各部分尺寸及相对位置亦较困难。

(2) 挤压模位置的确定：由驻波特性可知，欲较大限度发挥超声效果，挤压模必须置于超声振动的位移波腹处或应力波腹处。

(3) 复合换能器的设计：为了减少超声能量在传导过程中的损耗，单个换能器直径应小于l/4。据此，再适当选择贝赛尔函数的阶数，便可确定转换器的尺寸。

(4) 频率自动跟踪系统：为使在超声挤压过程中，超声挤压系统处于较佳共振状态，避免出现频率漂移现象，必须设置有效的频率自动跟踪系统，按照从金属变形区反馈来的信号，随时自行调整超声系统。

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