随着时代的发展与社会的变革,道路交通、服装服饰、电子制造等领域对特殊功能微结构的需求越来越大,微结构功能表面高效率、低成本、高质量的制造引起了人们的高度重视。全反射棱镜具有超高的逆反射效率,是一种极具潜力的微结构功能表面,但其拓扑结构复杂,制造难度极大,传统模具整体加工方法已无法满足加工要求。因此,采用在多块薄片端面加工棱镜结构,然后拼接组合成一个完整全反射棱镜阵列模具的加工方式。全反射棱镜结构阵列表面质量要求高,大多采用超精密切削加工,同时全反射棱镜拓扑结构复杂、组成薄片壁薄刚度差等特点,其切削加工工艺性差,在切削力作用下极易发生振动,严重影响加工表面质量。因此,全反射棱镜薄片端面切削加工一直是国际上公认的制造难题。为了抑制薄片加工振动,提高薄片端面切削加工表面质量,本文基于弦振动理论建立薄片端面切削振动的动力学模型,探究预紧力与薄片振动固有频率之间的对应关系。分析薄片端面切削机理,同时改进传统薄片端面加工方式,设计出一种薄片模具切削预紧装置,对薄片端面进行不同预紧力下的薄片端面切削实验。主要内容如下:（1）薄片动力学特性分析。基于弦横向振动理论、杆扭转振动理论,推导薄片横向、扭转振动微分方程;并根据振动微分方程建立在预紧条件下切削过程薄片的横向和扭转振动模型。由振动模型可知:切削力和预紧力是确定薄片端面切削振动幅值与频率的基本参数,随着薄片两端预紧力的增大,薄片的固有频率有着显著增加,薄片切削过程振动幅值明显减小。（2）进行薄片振动特性（固有频率、振型）有限元仿真及测试。首先,对预紧薄片振动特性进行模态仿真,通过改变影响薄片固有频率的因素（薄片横截面长宽比、薄片预紧力）,探究薄片横截面长宽比对薄片固有频率的影响,并建立薄片预紧力与薄片固有频率之间的关系;其次,利用薄片模具切削预紧装置对薄片进行不同薄片预紧力情况下的模态锤击实验,探究薄片预紧力与固有频率之间的关系;最后,通过有限元仿真及测试结果对薄片端面振动模型进行验证。研究表明:薄片振型主要为横向振动和扭转振动,随着预紧力的增大,薄片固有频率持续增加;仿真、实验和理论计算结果中预紧力与固有频率的变化规律一致,证明薄片振动动力学模型的有效性。（3）基于薄片振动动力学模型分析薄片连续和间断切削过程,分析预紧薄片端面的切削特性（包括工件切削过程的薄片偏转特性和刀具变切削角特性）,建立薄片端面切削轮廓的几何模型。研究表明:预紧薄片端面切削过程的加工变形主要受薄片扭转变形影响,增加薄片的扭转刚度,能有效改善表面加工质量。（4）全反射棱镜薄片端面切削实验。针对薄片端面在切削过程无法预紧的问题,设计出薄片模具切削预紧装置。完成一系列切削参数加工薄片端面结构的正交实验,并在正交实验中获得较佳切削参数下,通过变预紧力切削实验表明:当前实验条件下预紧力为850N时加工表面质量最好。