随着近代光学领域和微电子学领域及其相关技术的发展，对所需材料的表面质量的要求越来越高，不仅微观粗糙度要达到纳米级，而且要求表面残余应力越小越好。流体二维振动抛光技术就是基于这种需求提出的一种新型的表面抛光加工方法，它采用流体为抛光工具，并附加二维方向的超声高频振动作为抛光作用力对工件进行抛光。加工时工件直接浸泡在抛光液中做行星运动以保持一定的加工均匀性，在超声振动产生的交变压力场和流场作用下，抛光液中的游离磨料沿着流体轨迹高速运动，并相互碰撞，形成无数把微细切削刃，有规律的不断往复冲击研磨工件表面，完成微观材料的去除。本文在现有的实验装置和理论基础上，分析了超声波的物理特性对流体二维振动抛光性能的影响。首先对装置所采用的超声换能器输出特性进行测量，并结合水听器与染色法分析观察抛光槽内声强的分布。测量结果表明，在处于电压段150V～200V下，超声波耦合效果最好，声强分布均匀稳定，此时输出功率也能满足加工需求。再利用测量所得的声强数据，对流体中空化气泡所激发的微射流速度以及游离磨料的运动速度做初步推算。为进一步获取整体声场的声压分布信息，研究抛光加工机理，采用MATLAB软件对声场压力进行仿真。仿真结果发现，现有的实验抛光槽整体声场压力分布并不均匀，强度变化起伏也较大，只适合在部分空间内作小面积工件的抛光加工。因此针对大面积工件的抛光加工需要，对实验装置进行重新优化设计，通过改变抛光槽内声源换能器的排布和工件的安夹方式，消除驻波，改善声压分布的均匀性，增加抛光过程的均匀性。对玻璃与硅两种材料进行了实验研究，包括单因素实验以及正交实验。通过单因素实验发现，最佳的输入电压水平约为180V，抛光液浓度最佳水平为10％；对玻璃材料最佳的加工时间约为180min，而硅材料则约为360min；此外，对硅材料的加工，抛光液中可以添加一定剂量的碱性溶液以增强抛光质量，提高抛光效率。正交抛光实验主要针对硅材料，研究了上述几种基本实验因素对抛光性能的综合影响，得到最佳的实验因素组合为输入电压200V，抛光液浓度10％，抛光时间360min，与单因素实验结果基本相吻合。