随着科学技术的快速发展,光滑或超光滑表面元器件在社会各个领域的需求与作用越来越大,在光学领域的标准中,用来反射与折射的光学元器件的表面粗糙度Ra必须小于0.012微米,而在一些高精尖端领域,要求更为苛刻。为了满足相关行业的苛刻要求,获得表面质量优越的元器件,众多机构与学者进行了大量的研究与实验。二维超声辅助抛光是超声辅助抛光中的一个新的应用,具有传统抛光与一维超声辅助抛光所不具备的优点,例如相同工艺参数下材料去除效率明显高于普通抛光与一维超声抛光。本文选用单晶硅作为研究对象,对其二维超声辅助抛光下的材料去除过程进行研究,并建立其数学模型,使用计算机软件对微纳尺度下的磨粒工作过程进行仿真,并搭建实验台进行超声辅助抛光正交实验与单因素实验。论文的具体研究内容包括以下几个方面:（1）结合赫兹接触理论、摩擦学理论、超声振动影响等提出二维超声抛光下的材料去除理论模型,分析二维超声振动场对抛光时的材料去除效率与表面质量影响的原因,并提出材料去除率方程。使用matlab软件对抛光磨粒在二维超声场作用下的运动轨迹进行仿真,根据理论模型与仿真结果来说明二维超声振动对抛光过程的影响。（2）对抛光磨粒在不同超声振动维度下的多周期运动轨迹进行计算机仿真,分析磨粒在工作时的运动状态、受力情况、工作情况。并使用Abaqus软件对游离磨粒冲击过程与不同维度下固定磨粒的冲击-划擦过程进行动力学仿真,对比分析磨粒工作过程中的应力、材料塑性应变等变化,进而确定不同振动维度间工件表面材料去除方式的关系。（3）根据动力学理论,建立了纳米尺度下磨粒冲击-划擦单晶硅模型,对比分析了不同抛光工艺参数下,磨粒对工件表面材料去除行为变化规律,并对抛光过程能量、应力、压力等指标进行对比分析,从而分析各个工艺参数对表面质量的影响。（4）根据理论模型中的主要影响参数设计单因素实验与四水平五因素正交实验方案,并搭建超声振动辅助抛光实验台对单晶硅工件进行超声辅助抛光实验。对于实验结果进行灰色关联分析,讨论实验参数对结果的影响程度。