随着科技的发展,微结构表面在光学领域的应用愈加广泛。其中基于复制技术的模压成型工艺可大批量高效率生产微结构光学元件。在这项工艺中,微结构光学元件的表面质量与模具的粗糙度息息相关。因此研究微结构模具的抛光工艺具有重要意义。本文分析了超声抛光中的材料去除机理,对超声作用下的压力与空泡的分布特征进行了数值仿真。设计了超声振动系统中的换能器与变幅杆并对变幅杆振动稳定性进行分析,其后进行超声振动抛光实验。具体研究内容如下:（1）基于Matlab模拟了不同物理因素对超声场中气泡壁运动规律的影响;基于Fluent的VOF多相流方法模拟了不同状态下（不同驱动压强、不同空泡至壁面间的距离）的共振半径空泡的溃灭特征;对单磨粒冲击作用壁面进行了理论分析。（2）基于Fluent模拟了加工流域内的压力与空泡分布状态,编写UDF实现超声场的模拟,分析了一周期流域中压力与空化分布的变化规律,比较了不同振动频率、振幅与抛光间隙对V槽流场内静压力与空泡浓度变化规律的影响,分析了平面工件加工流域内的压力与空泡分布。（3）理论设计了加工系统中的换能器与变幅杆,并基于COMSOL对变幅杆进行了模态分析与谐响应分析,得到变幅杆的纵振谐振频率与放大系数。对变幅杆振动中的温升现象进行了数值模拟与红外热成像测定,研究振动过程中的变幅杆能量耗散机理和温升特性,推导出变幅杆温升与频率漂移的关系,并与变幅杆热力学-模态耦合的结果相比较。通过数值仿真与振幅测定,得到温升对振幅的影响规律,给出降低变幅杆温升的建议。（4）针对H13模具钢材料进行超声振动抛光,并分析了不同粒径的磨粒、抛光间隙以及抛光时间对抛光后工件表面粗糙度的影响。