时效振动机源自于敲击时效。通过设备使工件在固有频率下产生共振，使周期性的动应力与残余应力叠加，使工件局部产生塑性变形而释放应力。从而降低和均化工件内部的残余应力，使工件尺寸精度达到稳定。
从宏观角度分析，振动时效使零件产生塑性变形，降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力，无疑是导致零件尺寸精度稳定的基本原因。从分析残余应力松弛和零件变形中可知，残余应力的存在及其不稳定性造成了应力松弛和再分布，使零件发生塑性变形。故通常采用热时效方法以消除和降低残余应力，特别是危险的峰值应力。振动时效同样可以降低残余应力。零件在振动处理后残余应力通常可降低20-30%，有时可达50-60%，同时也可使峰值应力降低，使应力分布均化。
除残余应力值外，决定零件尺寸稳定性的另一重要因素是松弛刚性，或零件抗变形能力。有时虽然零件具有较大的残余应力，但因其抗变形能力强，而不致造成大的变形。在这一方面，振动时效同样表现出明显的作用。由振动时效的加载试验结果可知，振动时效件的抗变形能力不仅未经时效的零件，也经热时效处理的零件。通过振动而使材料得到强化，使零件的尺寸精度达到稳定。
振动时效的过程实质上是金属材料内部晶体位错运动、增殖、塞识和缠结的过程
振荡时效在安稳工件尺度精度、提高抗静、动态荷载变形能力方面，均优于热时效。这也是机床行业很多应用振荡时效工艺的原因之一。
