微细加工技术是制造形状尺寸微小或操作尺度极小的微机械、微机电系统的必要手段。其中,基于微型机床系统的微细制造技术因其具有三维加工能力强、适用工件材料范围广、加工成本低、加工效率高等诸多优点受到国内外学术界和工业界的广泛关注。特别是微细铣削加工技术符合微机械零件的功能复杂化、批量柔性化、制造高精度化等发展趋势而成为研究的热点和重点。在微尺度铣削过程中,由于工件尺寸很小,从强度和刚度上不允许有较大的微铣削参量,同时为保证工件形状精度要求,最终加工表面切除层厚度必须小于其精度值,因此切屑厚度极小,每齿进给量可能小于材料晶粒大小,铣削在晶粒内进行,需要破坏晶界组织,刀刃上所承受的应力将会急剧增大,加之微铣削高转速,会导致微铣刀刃对材料的划擦和挤压,并伴随最小切削厚度效应的发生,从而造成微刀刃容易磨损,微铣削力、工件加工质量等发生显著的变化。所以,传统的铣削加工机理和工艺理论已不能有效的指导和解释微尺度铣削过程中表现的特征。解决上述问题的关键是建立适合微尺度铣削加工的工艺方法和模型,通过大量的微铣削试验研究,获得优化工艺参数。为此,本文以微型铣床系统为试验平台,采用理论分析仿真与试验相结合的研究手段,以不同的微铣刀加工不同的材料为研究载体,探讨了微铣刀的动态稳定性、微铣削力的变化、工件加工质量、加工内部温度场分布、微铣刀刃磨损等几个方面的研究工作。其主要研究内容如下：(1)探讨微铣削刀刃的动态性变化规律对微加工的影响。提出在RC法基础上,结合平均齿角法和傅里叶频率法理论,根据实际加工参数,借助数字模拟手段初步获取微铣削动态叶瓣图,由此得到不同主轴转速和轴向切深,在不同材料条件下对应的稳定区和非稳定区的分界线,从而初步确定不同加工材料对应的微铣削加工参数。由获取的理论加工参数进行微铣削试验,研究微铣刀刃在不同的铣削参量变化条件下,微铣削过程中的颤振变化情况。这种研究方法也为后续试验加工提供理论依据。(2)探讨微铣削力的变化可以间接的推测微刀刃磨损情况、加工工件质量、材料对微铣削的影响等变化规律。在理论上,结合实际加工条件,建立微铣削力模型,获得动态和静态微铣削力的变化规律；在试验中,利用同样加工条件下,从不同特性的材料入手,通过精确测量微铣削加工过程中动态和静态微铣削力和分析其变化规律,研究不同齿数的微铣刀的微铣削力在加工过程中所表现的变化特征,由此来推断微铣削过程表现特征,从而更好的去理解微铣削加工机理,为深入研究微铣削理论提供试验基础。(3)研究探讨微铣削参量、材料特性、微铣刀等对加工工件质量的影响。选取微铣削沟槽为加工对象,通过对微沟槽的底面质量和边缘毛刺分布进行试验研究,寻找其变化规律,并从理论角度对其进行分析和研究,获得不同的微铣削参量条件下,不同的材料、不同的微铣刀对微沟槽质量的影响变化规律。由此,可以确定微铣削加工工件质量的影响因素,为提高微型工件制造精度提供理论依据。(4)鉴于试验条件无法研究微刀刃磨损对加工温度场分布的影响,由此借助于数字模拟的方法,研究微刀刃磨损对加工材料其自身刀刃处温度的影响。由于微铣刀刀刃的磨损致使其刀刃半径的逐渐增大,通过不同的刀刃半径对加工材料进行微铣削,由此获取工件、切屑和微铣刀的内部的温度场分布情况。在同样的条件下,通过红外线测温试验法,获取不同的微铣削参量和不同材料条件下对应的温度变化趋势。最后结合数值模拟和试验测温所得结果,研究微尺度铣削过程中加工材料和微铣刀刃温度场的分布规律。(5)针对利用常规方法不能准确测定和评价微铣刀磨损量情况,依据微沟槽宽度的变化与微铣刀刃径的变化存在一定的必然联系,所以,提出利用精确测量微沟槽尺寸的变化间接获取微铣刀刃磨损量。通过设计不同的微铣削参量对应的不同微沟槽,获取微刀刃磨损的变化规律。(6)通过对前述微铣削机理与工艺研究,获得了基本的稳定加工参数,从减少微刀具刀刃磨损,提高微铣刀寿命出发,验证前述获得参数的正确性,典型零件加工以证明加工工艺性的正确性。最后,总结并阐述了论文的主要结论,并基于理论和试验中发现的问题,对下一步的研究工作提出了部分建议。