高频电-机械转换雕刻头是凹印制版电子雕刻机的关键组成部分,其性能直接对制版的效率和制版的质量产生影响;同时,高性能电-机械转换雕刻头是一种高频响的往复运动输出装置,将高精度、高频响的电-机械转换雕刻头用作于快刀伺服刀架,可以提升快刀伺服车削系统的频响范围与输出行程,提高其加工能力与加工效率。对高频电-机械转换雕刻头展开研究工作具有十分重要的现实意义。本文针对高频电-机械转换雕刻头的性能要求,提出了一种高频电-机械转换雕刻头的实现方案,采用永磁体励磁,由单线圈驱动,由扭摆式衔铁带动高刚度扭轴输出,并利用高刚度扭轴的共振来扩大行程;对其进行了试制。研究中将高刚度扭轴与驱动磁路的设计作为研究的重点。针对高刚度扭轴,根据动力学理论公式进行了结构参数的设计计算;再利用ANSYS Workbench平台对高刚度扭轴进行了模态分析、谐响应分析以及瞬态动力学分析,进行了结构尺寸的优化;驱动磁路方面,进行了永磁体工作点分析,并根据电磁场相关理论对驱动磁路进行了静磁场计算分析;再利用ANSYS Maxwell平台对驱动磁路的工作状态进行了仿真分析,研究了工作气隙厚度、磁路调整块对驱动磁路输出的影响;研究了涡流对驱动磁路的影响并对衔铁叠片厚度进行了优选。根据设计结果,搭建了雕刻头样机,并对不同频率下样机的输出幅值进行了测定,找到了所设计的两阶共振频率,分别为1800Hz与7400Hz,并在1800Hz下对输出曲线进行了测定;1800Hz下,直流信号响应时间小于6ms,交流信号响应时间小于40ms,超调量小于2μm,稳态误差小于1μm。利用雕刻头样机展开了试雕试验,得到了深度4μm阵列网穴雕刻结果,试验结果表明,雕刻头样机性能达到预期。本文针对高频电-机械转换雕刻头的高刚度扭轴及驱动磁路进行了系统的分析,并试制了雕刻头样机,进行了测试与试验,试验结果证明,提出的实现方案是切实可行的。本文研究结果对于高频电-机械转换雕刻头的后续设计优化提供了参考,对进一步的研制工作具有重要的意义。