随着工程技术的快速发展,机械加工已从粗加工向精密和超精密加工方向发展,越来越多的超精密加工技术应运而生。磨料流加工技术（Abrasive Flow Machining,简称为AFM）产生于二十世纪60年代,而AFM就是超精密加工领域中的一种精密加工技术,是在高分子聚合物中加入磨料粒子组成的具有流动性的粘弹性材料对工件进行抛光、去毛刺和倒圆角的新工艺。AFM有双向加工和单向加工等工艺形式,对于易于驱动磨料往复流动的工件,采取双向加工可以提高加工效率,但受限于流道形状,有时不得不采用单向加工。本文针对不能通过往复驱动流体磨料而采取单向磨料流加工工艺进行抛光的零件,首次揭示了沿着料流方向被加工孔道表面的抛光效果逐渐减弱的问题,分析其产生原因和解决方式,研究结果为单向磨料流加工工艺的应用与质量控制提供了理论依据与技术支持。首先,本文分析不同类型的非牛顿流体的粘度变化,解释了假塑性流体的幂率模型,描述了聚合物载体的第一法向应力差与第二法向应力差对弹性效应的影响,对磨料流加工一定次数后磨料流流体硬化提出了一定的理论依据。针对于磨料粒子,分析确定从介观尺度研究单个磨粒的工作过程,提出磨粒在磨料流加工过程中的几种不同的加工方式,并分析产生这种加工方式的原因。其次,采用CFD仿真,解析单向磨料流加工工艺的技术特性,包括速度、入口非稳定流动等随粘度变化的特性;使用Central composite design方法取值,通过仿真分析以及参数拟合,得出了预判加工孔道极限长度的判据;仿真分析在磨料流管道中加入型芯后的压力降情况,结果表明加入型芯后压力损失减小;分析了三种旋转式的单向加工的引流结构,结果表明当流道长度较短时,可以采用旋转式的单向磨料流加工来改善工件表面的形貌。最后,制备150目和W5的磨料,再分别对长度为80mm、140mm,内径为0.8mm的不锈钢毛细管进行了多组对照实验。实验结果表明:在加工次数较少时,双向加工有较好的加工效率和较弱的粗糙度不均现象;当加工次数充足时,单向加工也能得到较好的材料去除量和较小的出入口ΔRa。所以,在实际加工中适当增加单向加工的次数,可一定程度上改善表面质量不匀问题,且这种现象主要依赖于较高压力下的表面硬化状态。此外,在实际加工中,若零件的表面质量要求较高,必要时可增加掉头加工工序、适当减小压力或选用小粒径磨料等提高抛光质量的措施。