由于流体容易进入细结构表面,因而磨粒流体加工方法一直是微小结构超精密加工领域的一个研究热点。论文所研究的低黏度磨粒流加工方法是一种可以很好应用于微小尺寸结构的两相流体抛光方法。论文从微沟槽低黏度磨粒流加工的基本原理、材料去除机理、抛光平台的搭建、数值仿真及工艺实验等几个方面对微沟槽低黏度磨粒流加工方法开展系统性的研究工作。研究内容如下:(1)介绍了微沟槽低黏度磨粒流的基本原理。结合流体动力学理论知识,分析了湍流现象在低黏度磨粒流加工中的应用,发现湍流是微沟槽低黏度磨粒流加工中材料去除的主要因素,因而对磨粒流流动过程中磨粒流体的湍流模型进行了进一步的分析。通过介绍磨粒在流动流体中的受力状态,分析出磨粒流中的磨粒可实现对工件的无序加工,并从冲击剪切和摩擦磨损两个方面对材料去除机理进行分析。(2)利用CFD仿真软件Fluent并结合湍流模型对微沟槽低黏度磨粒流抛光通道分别进行二维和三维模拟优化计算,通过仿真分析了流道内磨粒流的湍流强度的分布。通过分析工件壁面受到磨粒剪切力的作用对流道进行优化,获取了可以使工件表面受到更为均匀剪切力的流道。对流道内磨粒的运动轨迹进行模拟分析,深入了解磨粒对工件的冲蚀作用。(3)搭建了微沟槽低黏度磨粒流加工的实验平台,设计了抛光限流装置和形成抛光通道的工具头。对不同磨料的性能进行分析,并选用碳化硅磨料作为本次实验磨料颗粒。(4)对微沟槽低黏度磨粒流加工工艺参数进行实验研究,通过铜材料的抛光实验研究,发现较小的抛光槽深度、较大的磨粒尺寸、较大的抛光压力以及较大的磨料浓度可以获得更好的材料去除率。通过对不锈钢材料的实验研究,分析了不同工艺参数对工件表面粗糙度的影响。研究表明,微沟槽低黏度磨粒流抛光方法可以对微小结构的工件产生有效的材料去除,并可获得粗糙度值Ra12nm左右的光滑表面。