随着社会的进步与发展、人民对健康生活的意识改变及医疗技术的普及,人工关节的需求量越来越大,我国人工关节市场发展也越来越迅速。人工关节是可以代替人体内关节所有功能的一种植入器官,因此对材料的要求比较高,TC4钛合金由于自身的特性以及优良性能已经成为人工关节生产的主要材料之一。人工关节的表面质量对产品的性能影响很大,但是由于TC4钛合金材料的可加工性能比较差且人工关节表面为不规则曲面,其表面加工难度比较大。因此在研究了国内外TC4钛合金表面加工技术现状后,本文采用光催化胶体射流抛光技术对TC4钛合金工件表面进行超精密抛光加工。本文首先根据光催化胶体射流抛光TC4钛合金的机理和技术要求,在保证加工精度的前提下提高该技术的加工效率,设计了梯形光-液耦合多喷孔喷嘴和圆形光-液耦合多喷孔喷嘴。并在计算流体动力学（CFD）的理论基础上,建立了两种光-液耦合多喷孔喷嘴的仿真模型,利用Fluent软件对两喷嘴的流场分布特性进行分析,从而验证两种喷嘴的性能。其次,利用两种光-液耦合多喷孔喷嘴以及配制好的胶体抛光液在加工参数相同的条件下分别对TC4钛合金工件进行射流抛光加工。使用SJ-410型表面粗糙度仪对TC4工件进行测量,结果表明经过射流抛光后的工件表面粗糙度大幅下降,并且两喷嘴的加工效果与仿真结果相符合。最后,对经过光催化胶体射流抛光的TC4工件进行进一步的表面特征分析,并与未经过射流抛光的工件相对比。其中使用Micro XAM-800型光学轮廓仪分别测量了射流抛光前后TC4工件的表面形貌,结果表明未经射流抛光工件表面粗糙度为76.7nm,经过梯形光-液耦合多喷孔喷嘴加工工件表面粗糙度为2.87nm,圆形光-液耦合多喷孔喷嘴为3.61nm,光催化胶体射流抛光技术可以明显改善TC4钛合金工件表面形貌质量;TC4工件表面的金相组织图表明了光催化胶体射流抛光前后工件表面金相组织没有发生改变,并且金相组织中的初生α相的材料去除率高于β相;使用μ-X360s型X射线残余应力分析仪对射流抛光前后TC4工件表面的残余应力进行测量,结果表明射流抛光前后工件表面残余应力中的正应力由75MPa降至67MPa,剪切应力由13MPa降至3MPa,光催化胶体射流抛光技术在加工过程中降低了TC4工件表面的残余应力;加工前后的红外光谱图表明在经过射流抛光后的TC4工件表面出现了Ti-O-Ti等化学键,验证了光催化胶体射流抛光TC4钛合金的加工机理。