本发明涉及试样再加工技术领域，具体为一种磨头轴向抛光装置。所述磨头轴向抛光装置包括支撑架，和设置在所述支撑架上磨头控制组件和试样夹持组件，所述磨头控制组件控制磨头部的运动，待打磨试样的两端均置于所述试样夹持组件上，所述磨头部置于所述待打磨试样的一侧，所述磨压调节部通过调节所述试样夹持部支撑板的位置，使所述试样夹持部支撑板靠近或远离所述磨头控制组件的运动，以调节所述待打磨试样和所述磨头之间的压力。本发明的实施例所提供的磨头轴向抛光装置整机结构紧凑，操作方便，安全可靠，可满足航空发动机用高标准材料试样加工的要求，对提高我国航空工业的竞争能力和确保航空发动机质量有重要意义。