去毛刺超聲波清洗機原理和超聲波清洗相同：將超聲波的振動能量傳播到清洗液中，利用兩者的綜合作用，來清除被清洗件上的污垢。不同的是所使用的超聲波頻率、控制、硬件等等諸多因素經過更嚴密的測量和選用，可以達到穩定的極高的超聲波功率密度，使超聲波沖擊波的強度足以去除部件的毛刺。
在超聲波的作用下，機械振動傳到清洗槽內的清洗液中，使清洗液體內交替出現疏密相間的振動，液體不斷受到拉伸和壓縮。疏的地方受到拉伸，形成微氣泡(真空氣穴)；密的地方受到壓縮。由于清洗液內部受超聲波的振動而頻繁地拉伸和壓縮，其結果使微氣泡不斷地產生和不斷地破裂。微氣泡破裂時，周圍的清洗液以巨大的速度從各個方向伸向氣泡的中心，產生水擊。這種現象可以通過肉眼直接觀察到，即在清洗液中可以看到有劇烈活動的氣泡，而且清洗液上下對流，此時若將手指浸入清洗液中，則有強烈針刺的感覺。
去毛刺超聲波清洗機是超聲空化作用、浸蝕作用、攪拌作用、乳化作用及空化核作用的綜合表現。其中空化作用在超聲波去毛刺和清洗中是起主要作用的，它能破壞毛刺、污垢微粒在被清洗件表面的粘附狀態。再加上微沖流的作用，使清洗液產生振動和攪拌，將毛刺和污垢從被清洗件表面及縫隙中清除干凈。而乳化作用則使清洗下來的毛刺和油污很快地分散、乳化在清洗液中。
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