基于非牛顿流体剪切增稠机理抛光方法的加工装置，包括工作台、抛光工具系统、磨料液循环装置、计算机控制模块，所述的抛光工具安装在所述的工作台上的龙门架上，所述的磨料液循环装置的进口与所述的工作台上设置的磨料回流口连通，所述的工作台、抛光工具系统、磨料液循环装置分别与所述的计算机控制模块连接。本发明的有益效果是：（1）适用范围广；（2）所加工工件的尺寸不受限制，装置结构与控制简单；（3）计算机控制其运行轨迹，可有效地控制非牛顿流体磨料液与工件表面的抛光过程；（4）采用非牛顿流体磨料液循环系统，具备磨料液的磨屑去除与净化、回收、输运、储存、性能调节等功能。