近年来,随着机械产品越来越趋向于小型化,介观尺度工件在医学、航空航天、国防军事以及高科技电子产品等多个领域都得到了越来越广泛的应用。在机械切削领域,介观尺度加工指的是工件尺寸在0.1~10mm,特征尺寸在0.01~1mm之间的切削加工。由于在这一尺度的加工中的各种切削用量都非常小,会产生较大的尺度效应,也就表现出了许多与常规尺度加工不同的特点。正因如此,微细切削技术应运而生,并吸引了越来越多学者们的关注。微细铣削技术作为其中的重要组成部分,也日益成为热点研究领域。介观尺度下的微细铣削加工中,由于尺度效应的存在,使得工件的加工过程产生了许多新的问题。在表面质量评价时,由于工件上的特征尺寸很小,无法满足常规表征方法所要求的取样长度,使得评价结果难以准确代表实际加工表面;在单一工序加工中,由于加工系统中工件及刀具的尺寸较小,刚度较弱,使得常规加工中并不显著的加工系统受力变形急剧增大,对工件的加工精度产生影响,并成为了最主要的误差形式;在整个加工过程中,由于工件的尺度较小且几何特征复杂,往往需要安排较常规尺度更多的工序才能完成,这也加大了该领域工件精度控制的难度。为解决上述问题,本文将分形几何理论、挠曲变形叠加原理以及误差流传递模型引入微细铣削领域,对该领域加工的工件质量展开研究,研究内容主要包括了以下几个方面:(1)以分形几何理论为基础,给出了一种以分形维数为评价指标的表面质量表征方法,可以摆脱介观尺度加工中取样长度和评定长度不足的限制,并给出了这一方法下工件表面质量与各切削要素之间的变化趋势。(2)以弱刚度悬臂梁结构受载变形的分层叠加原理为基础,根据微细铣削过程的切削力预测模型,通过数学方法推导,得到了综合考虑加工过程中刀具及工件变形的误差预测形式及相应的补偿方法。(3)以多工序加工过程误差传递模型为基础,针对介观尺度工件上的关键特征,运用矩阵运算的方法,探究了该过程中的误差传递规律,并得到了加工误差的预测表达式。(4)选取难加工材料奥氏体耐热不锈钢06Cr25Ni20,进行了多种形式的微细铣削加工试验,对分形几何理论、挠曲变形叠加原理以及误差流传递模型在这一领域的适用性及准确性进行了验证,为实现介观尺度切削过程中的加工质量提高提供了试验支撑。