目前,在航空航天、现代医学和军事工业等领域,对于毫米甚至微米级尺度、具有较高的形位精度以及表面质量、由多种材料构成的精密三维微小型零件的需求也越来越紧迫。微小型结构或者零件主要微细加工来实现,微细加工在加工机理、加工精度的表示方法以及加工特征等方面与传统加工有着很大的不同,但同时一些传统加工中的缺陷如毛刺、裂纹等等在微细加工也中也会出现。本文主要针对微小型阀芯棱边毛刺、骨头材料微细制孔和铣槽中的裂纹以及热损伤三方面的微细结构缺陷进行了研究。目前,关于毛刺的形成机理以及尺寸控制方面的研究主要集中在传统的车、铣、钻等加工方式,关于磨削加工产生的微小毛刺的形成以及控制方面的研究则非常少;而对于骨头材料的切削加工方面,主要的研究领域集中在热损伤产生的温度阈值以及裂纹和热损伤缺陷的影响因素方面,但是迄今为止仍没有得出一致的切削骨头的优化参数,并且关于骨头微细制孔和铣槽方面的研究较少。针对以上问题,本文主要进行了以下内容的研究:1.建立单颗磨粒磨削的有限元仿真模型,研究微型阀芯端面磨削过程中微小毛刺的形成机理,与试验相结合并相互验证,研究磨削参数等因素对毛刺尺寸的影响作用,观察棱边微小毛刺的形态,最终建立端面磨削微小毛刺的预测模型。2.切削力和切削温度是影响骨头材料微细制孔缺陷的两个非常重要的因素。采用单因素试验法研究钻削参数对轴向力以及切削温度的影响作用,建立其关系模型;基于响应曲面的优化方法,得到一组最佳的钻削参数;基于切削力和切削温度两个指标,比较金刚石涂层以及非涂层刀具在钻削骨头时的性能表现;通过试验证明采用预制孔的加工方式能够有效地降低高速微细钻削时切削温度。3.采用单因素的试验方法,研究骨头材料微细铣槽过程中主轴转速和进给速率两个因素对铣削力以及铣削温度的影响作用,建立其关系模型;采用复合合意度的优化方法得到了一组最佳的参数组合;通过试验探究骨头材料在力学性能以及热物理性质方面的各向异性。