本发明公开了一种纵扭复合超声振动加工装置，它包括纵向超声振动换能器和超声变幅杆；超声变幅杆设置在纵向超声振动换能器的前端，并与纵向超声振动换能器整体连接在一起。该纵向超声振动换能器包括后盖板、压电陶瓷片、电极片、前盖板、绝缘套筒以及用于连接以上几个部分的预紧螺栓，该超声变幅杆包括变幅杆指数段和变幅杆圆柱段，变幅杆指数段与前盖板设计成一个整体，变幅杆圆柱段用于与加工工具连接，变幅杆指数段表面开四个相同的螺旋槽，螺旋槽可以将纵向超声振动换能器产生的纵向振动部分地转换为扭转振动，从而使变幅杆圆柱段端面产生纵扭复合超声振动。本发明具有结构简单、扭转分量大、能量转换效率高等优点。