磁致伸缩材料具有应变大、能量高、响应快等优点,利用该材料可制成换能器、致动器等精密仪器,将电磁能转换成机械能。研制的器件可广泛应用在电子、机械和精密加工等领域。应用磁致伸缩铁镓材料设计了一种新型抛光装置,装置主要由磁致伸缩驱动元件、线圈、底座和抛光头组成。对抛光装置驱动元件的磁路结构进行分析,确定磁致伸缩棒的材料与几何尺寸、偏置磁场施加方式以及驱动线圈的线径及匝数。利用有限元软件分析磁致伸缩棒内部的磁场分布。进行三维静态磁场仿真,结果表明磁致伸缩棒上的磁场均匀段占整根棒的89%左右,说明驱动元件内部具有较高的磁场强度和良好的均匀度。通过动态磁场的有限元仿真,分析了在交流驱动电流条件下磁致伸缩棒内部的磁通流向,对磁通流向的基本规律进行了归纳总结,并且为装置设计了驱动电路。分析了磁致伸缩抛光装置的静态输出特性。基于耦合场理论,结合数值模拟技术对装置进行静态输出特性仿真,得到了磁致伸缩棒端部位移和电流的关系。制作样机并搭建静态测试系统,对磁致伸缩抛光装置的轴向输出位移特性和径向输出位移特性进行实验研究。结果表明装置的径向输出特性比轴向输出特性更加平稳,线性度更好,输出位移更大。最后,研究了磁致伸缩抛光装置的动态输出特性。对磁致伸缩抛光装置进行了模态仿真分析,得到了装置在固有频率下的振动形式。通过有限元频域计算,分析了装置在垂直和水平方向上的幅频响应特性,总结了抛光装置的动态输出轨迹。搭建实验系统对装置的动态输出特性进行研究,并讨论了频率、偏置电流和交流驱动电流控制振幅的特点。实验表明,该装置的谐振频率为480Hz,最大输出振幅可达50μm,频率可调范围为480Hz~540Hz,振幅可调范围为15μm~50μm。理论与实验表明,设计的磁致伸缩抛光装置可应用于小口径非球面光学零件的抛光,具有体积小、结构简单、驱动电源要求较低、控制灵活、加工精度高等优点。