平面研磨抛光作为获取光学元件、蓝宝石衬底及单晶硅衬底等高精度表面的重要手段,在电子通信、计算机和激光等领域有着广泛的应用。随着硅片尺寸的增加及集成度越来越高,这些领域对硅片的平面度和全局平坦化要求也越来越高。为进一步改善硅片表面形状精度,本文提出了新的研磨盘抛光方法——无理数转速比研磨抛光加工方法。该方法解决了磨粒轨迹重复的难题,改善了硅片的表面质量。本文针对平面研磨抛光过程中有理数转速比下的磨粒轨迹重复的问题,对磨粒相对工件的运动轨迹进行了研究,分析了典型的定偏心式主驱动平面研磨过程中磨粒轨迹对抛光均匀性的影响,提出一种无理数转速比的平面研磨抛光方法。本文对无理数转速比平面研磨加工进行了运动学仿真,理论分析了基于磨粒随机分布排布的无理数转速比下的平面研磨抛光加工中磨粒轨迹均匀性问题。仿真结果表明,无理数转速比下的磨粒轨迹线是开放的,其在均匀性方面优于有理数;相同条件,非整数转速比磨粒轨迹好于整数转速比磨粒轨迹;对于不同无理数转速比,研磨轨迹均匀性随着转速比的增大而提高,但随着研磨时间的增加其均匀性趋于相同。本文改进了研磨轨迹区域划分方法,解决了圆形工件表面正方形区域划分中边界失真的问题;提出了一种新的统计方法,即统计划分区域内所有轨迹线的长度和,并以轨迹线上采样点的数量为统计目标;引进了统计学中的离散系数CV来评价研磨轨迹的均匀性,修正了传统的仅以标准方差来评价研磨轨迹均匀性的不足。本文为无理数转速比平面研磨抛光设备的研制提供理论依据。