1927年，美国物理学家R.W.伍德（Robert Williams Wood，1868～1955）和A.L.卢米斯（Alfred Lee Loomis，1887～1975）做了最早的超声加工试验，利用超声振动对玻璃板进行雕刻和快速钻孔。但当时仅限于实验室研究，并未在工业上得到重视和应用。1940年前后，在工业文献上第一次出现了关于超声加工工艺实用技术的描述，超声机械加工引起了业内大量的关注，并被逐渐引入工业领域。1951年，美国制成了第一台实用的超声加工机床。1960年左右，各种用途、各种类型及加工尺寸的超声加工机床问世，部分型号开始进入正常生产。此时，多数机床用于制孔加工，这些产品的加工方法又多是采用带磨料切削液的加工方式，因此其加工效率和适应性受到很大限制。

1994年，日本研制出可安装在数控机床的超声波主轴系统及三坐标数控旋转超声加工机床。2003年，德国DMG公司推出了新产品DMS35 Ultrasonic超声振动加工机床，与传统加工方式相比，生产效率提高5倍，可加工直径为0.3毫米的精密小孔，使硬脆材料加工能力达到新水平；后又开发出ULTRASONIC系列超声振动加工机床。2003年，日本也推出了可用于车削、磨削和铣削加工的超声波振动切削装置。

中国在20世纪60～70年代之后广泛开展了超声振动加工技术的研究，对于超声加工系统所涉及的电源驱动技术、检测和控制技术、激振和传振技术等均进行了深入的研究，并取得了一定的研究成果。北京航空航天大学、河南理工大学、天津大学、太原理工大学、哈尔滨工业大学、原机电部第十一研究所等单位研制出了超声振动车削装置、超声振动钻床、超声椭圆振动挤压装置、超声深孔钻削系统、超声椭圆微小孔钻床等超声振动加工设备。

超声加工装备主要包括如下几个部分：①超声驱动电源。用来将低频交流电转换为高频交流电，提供超声换能器激振并保持一定振幅所需能量，并通过阻抗、感抗和容抗的匹配，保证超声换能器与工具组成的谐振系统处于谐振状态。②超声检测和控制系统。对超声换能器与工具组成的谐振系统的谐振状态进行监控，根据谐振状态的实时变化，调整匹配元件参数，保证系统在外载荷变化的情况下依然保持谐振。③超声激振和传振系统。是超声加工设备中重要的组成部分，其设计和制造的优劣，决定了超声加工设备的工作质量和工作效率。超声换能器是激振子，将交流电能转换为超声频振动的机械能。变幅杆、装夹结构、工具共同组成了传振系统，其结构形式、材料、加工精度、连接方式等都会不同程度地影响传振，除了超声换能器的能量转换过程会造成能量损失外，传振系统是另一处会造成大量能量损失的地方。对于激振和传振系统的设计和制造还没有形成规范。④超声加工工具。其结构、材质和连接方式都会对系统的谐振状态造成影响。标准化刀具有利于实现超声振动加工的通用化和工程化，可以大大降低成本，但要求在进行超声加工系统设计的时候充分考虑刀具的结构、材质、连接方式及刀具质量离散性等，增大系统的调节冗余能力，以保证在较宽的范围内都能满足系统谐振。而专用刀具则相对简单，但成本大幅提高。

超声加工装备根据具体使用需求，可以做成不同形式，如专用机床式、机床附件式、加工中心式、机器人式和手动工具式等。

超声加工装备的整体形式有两种：一是超声加工专用机床；二是超声加工装置。

超声加工专用机床指在普通机床的基础上，按照超声加工的要求，对机床的局部结构和功能进行重新设计，将超声驱动电源、超声激振和传振系统、超声检测和控制系统都集成到机床内部，与机床原有系统融合的专用机床。设计和制造上兼顾超声加工和普通加工，根据加工需求和工艺规范，可以自由选择是否采用超声加工。该机床生产效率高，加工稳定性好，但投入成本较高。

超声加工装置是独立于机床系统之外的、完整的超声加工系统，既可以作为机床附件安装于机床使用，又可单独使用。单独使用时，除超声手用工具外都需要必需的辅助支撑。超声手用工具是一种小型化超声加工装置，应用于狭小空间等需要人工操作的场合，能够减轻工人劳动强度，提高加工质量。