Cambiar el título de un Meta Box

Por lo que sé, tu mejor opción sería enganchar una función al hook justo antes de la creación de los meta boxes:

function alterar_titulos_meta_boxes( $post_type, $priority, $post )
{
    global $wp_meta_boxes;

    // Verifica si estás en el $post_type, $priority, etc. correctos
    // Luego modifica el resultado
    foreach( $wp_meta_boxes as $index => $box )
        $wp_meta_boxes[ $index]['title'] = 'TÍTULO PERSONALIZADO';

    return $wp_meta_boxes;
}
add_action( 'do_meta_boxes', 'alterar_titulos_meta_boxes', 0, 3);

Sé que es una pregunta antigua, pero existe un filtro para esto. Deberías agregar a tu archivo functions.php del tema o a un plugin de funcionalidad personalizada una función enganchada a post_type_labels_{$post_type}.

Por ejemplo, si tenemos un tipo de entrada personalizado llamado band y queremos cambiar las etiquetas de la imagen destacada a "Foto de la Banda". La función se vería así:

function wpse39446_modify_featured_image_labels( $labels ) {
  $labels->featured_image = __( 'Foto de la Banda', 'textdomain' );
  $labels->set_featured_image = __( 'Establecer Foto de la Banda', 'textdomain' );
  $labels->remove_featured_image = __( 'Eliminar Foto de la Banda', 'textdomain' );
  $labels->use_featured_image = __( 'Usar como Foto de la Banda', 'textdomain' );

  return $labels;
}
add_filter( 'post_type_labels_band', 'wpse39446_modify_featured_image_labels', 10, 1 );

ref: https://developer.wordpress.org/reference/hooks/post_type_labels_post_type/

Desde WordPress 4.4, el argumento $screen puede ser un array, lo que simplifica enormemente las adiciones o modificaciones masivas de meta boxes.

El siguiente código cambia el título de la meta box "Autor" a "Editor" en páginas, entradas, archivos adjuntos y todos los tipos de contenido personalizados, sin importar cuántos se añadan o cuándo se añadan a tu sitio.

add_action('do_meta_boxes', 'my_customize_meta_boxes'); //usar do_meta_boxes también permite modificar meta boxes de plugins
function my_customize_meta_boxes(){
  $post_types = get_post_types();
  remove_meta_box( 'authordiv', $post_types, 'normal' );
  add_meta_box('authordiv', __('Editor'), 'post_author_meta_box', $post_types, 'side', 'default');
}

Esto es un poco improvisado, pero para cualquiera que necesite una solución CSS simple, usa esto:

.meta-box-sortables #your-metabox-id .ui-sortable-handle span {
    color: transparent;
}

.meta-box-sortables #your-metabox-id .ui-sortable-handle span:before {
    content: 'Tu nuevo título';
    display: inline-block;
    color: #000;
}

Solo reemplaza "your-metabox-id" con el tuyo. :)

(nota: normalmente agrego un admin.css a través de functions.php, ahí es donde controlo algunos estilos del admin de WordPress)

Está bien... Esto es un poco truculento, pero pensé que era algo ingenioso. Básicamente, usas las funciones de idioma incorporadas para cambiar lo que quieras. Siempre y cuando conozcas la palabra o palabras originales que deseas cambiar y hayan sido llamadas correctamente en el código con algo como __('texto aquí'), puedes cambiarlas por lo que prefieras.

Una vez lo usé para cambiar el nombre de la caja meta "Extractos" por otro (junto con la descripción interna) porque mi tema lo utilizaba para fragmentos de texto extremadamente pequeños. Echa un vistazo:

/**
 * Aquí hay algunas personalizaciones que cambian la salida de texto mediante el filtro gettext.
 * Esto estaba pensado para traducir temas a otros idiomas, pero ¿por qué no
 * usarlo para más personalizaciones?
 *
 * @link http://codex.wordpress.org/Plugin_API/Filter_Reference/gettext
 *
 */
add_filter( 'gettext', 'cambiar_nombre_extracto', 20, 3 );
function cambiar_nombre_extracto( $texto_traducido, $texto, $dominio ) {

    if( $_GET['post_type'] == 'eventos' ) {

        switch ( $texto_traducido ) {

            case 'Extracto' :

                $texto_traducido = 'Resumen rápido';
                break;

            case 'Los extractos son resúmenes opcionales hechos a mano de tu contenido que pueden usarse en tu tema. <a href="%s">Aprende más sobre extractos manuales</a>.' :

                $texto_traducido = 'Usa este campo para REALMENTE condensar la descripción de este evento. Intenta mantenerlo alrededor de 12 palabras o menos si es posible. Si omites este campo, se usarán las primeras palabras del área superior.';
                break;

        }

    }

    return $texto_traducido;
}

Resulta que no fui el único en pensar esto. Sorpresa. Aquí hay un artículo que discute la misma idea, con un método diferente de usar gettext.