鉴于自由曲面光整加工目前主要依赖人工操作的技术现状，在比较国内外多种加工方法的利弊之后，深入研究了磁性研磨的加工机理，指出解决自由曲面光整加工自动化的难题应依赖开发新型研磨方法和实现自动化两方面的技术进步。提出机械加工新工艺——利用强永磁磁极头对工件表面进行磁性研磨加工。 在了解永磁材料基本知识的基础上，设计出多种不同磁回路的磁极头。利用磁性研磨装置，重点对磁极头Ⅰ、磁极头Ⅱ的加工特性进行了实验研究，分析了不同磁极头回转速度、不同加工间隙、不同磁性磨料填充量、不同磁性磨料粒度对工件表面粗糙度的影响状况，从实验资料和各种曲线中分析得出两个磁极头的最佳工艺参数。在此基础之上，用同一磁极头对不同材质的工件进行了详细的实验研究，并对其加工效果进行了理论分析。结果表明，两种磁极头都可以对工件表面进行有效研磨，达到工件的加工要求。 另外，通过大量的工艺实验，发现提高磁极头表面场强可以提高加工效率和研磨效果并缩短研磨时间，提出适合自由曲面加工的磁极头设计的研究方向，对促进自由曲面光整加工自动化技术进步奠定了基础。