研磨抛光技术作为超精密加工的重要手段，其加工水平制约着半导体、光学等的技术发展。固结磨粒研磨抛光以其独特的优势，在半导体材料的超精密加工上应用越来越广泛。在固结磨粒研磨抛光过程中，磨抛轨迹的均匀性将直接影响加工后工件的平面度和表面粗糙度等。因此，深入研究固结磨粒加工中磨粒轨迹的分布规律和均匀性对进一步提升固结磨粒研磨抛光加工质量具有积极的意义。本文选择典型的定偏心式研磨抛光方式作为研究对象，利用运动学、几何学、统计学以及计算机仿真技术等，模拟分析了研磨抛光过程中磨粒轨迹的分布规律和轨迹分布均匀性。基于仿真结果，优化了磨盘的磨粒分布，并通过实验比较了不同磨粒分布方式的磨盘的加工效果。研究表明磨粒轨迹的复杂程度与转速比直接相关，转速比为整数时，磨粒轨迹较为简单，轨迹重复性高，磨粒轨迹的“花瓣”个数与转速比n具有对应关系，磨粒轨迹的相位与初始相位角之间具有θ/n的特征；转速比为小数时，轨迹较为复杂，并且小数位数越多轨迹越复杂，磨粒初始相位角具有2π/5N的周期性，其中N是自然数；磨粒周向位置不影响轨迹的形状，只影响轨迹分布的初始相位角；磨粒径向位置影响磨粒轨迹与工件中心的距离；建立了磨粒轨迹均匀性的评价方法，并提出了变异系数作为磨粒轨迹分布均匀性的评价指标；通过大量磨粒轨迹分布均匀性分析，得出磨粒轨迹在正转速比时的均匀性明显好于负转速比时的均匀性，并且最佳转速比在1~1.1之间；基于仿真结果制备了排布磨盘和随机均布磨盘，实验表明排布磨盘的轨迹较有规律，轨迹在低转速比时较均匀，而随机均布磨盘的轨迹杂乱无章。制备磨粒分布经优化的磨盘，通过与磨粒常规分布的磨盘进行硅片加工对比实验，发现采用本文制备的磨盘进行加工时能够获得更好的加工均匀性和表面粗糙度。