高精度微小型零件在航空航天、生物医疗、信息通信等领域的应用越来越广泛，微细铣削因具有加工精度高、效率高等优点，并且克服了MEMS技术的局限性，而被认为最适合加工该类零部件。因此，深入研究金刚石小直径铣刀的结构参数优化方法、刀具径向跳动的影响因素、加工质量的评价以及刀具磨损的影响因素有其重要的现实意义。课题的主要研究内容有：首先，对PCD小直径铣刀进行了结构设计，并应用有限元对PCD小直径铣刀进行了模态分析。然后以固有频率最大，最大应力、最大变形最小为优化目标，以小直径铣刀悬伸量、主切削刃后角、侧刃前角和侧刃后角为优化变量，通过有限元静力分析对PCD小直径铣刀的结构参数进行优化，得到了优化后的刀具结构模型。对优化后小直径铣刀作了谐响应分析，得出了Y向更不容易受外部低频振动影响的结论。其次，对PCD小直径铣刀铣削加工2A12工件时的径向跳动进行了研究。通过正交实验设计方法研究了刀具悬伸量、进给速度、轴向切深和主轴转速对刀具径向跳动的影响规律，并采用回归分析法得到了刀具径向跳动量的预测模型。最后，对PCD小直径铣刀铣削加工2A12工件时的表面粗糙度与刀具磨损进行了研究。通过正交实验设计方法研究了刀具悬伸量与切削参数影响工件表面粗糙度与刀具磨损的规律，得到了预测微铣削加工刀具磨损与工件表面粗糙度的数学模型，对公式进行了显著性检验，证明公式是显著的，可以为实际铣削加工提供一定的参考。