随着精密制造技术突飞猛进的发展,部件的小型化与高质量表面已成为现代工业产品的特征之一。目前,世界上掌握超精密加工技术的国家如德国、美国、日本等利用金刚石超精密切削技术,在铝合金、非电解镍、无氧高导电性铜等材料表面生成了具有正弦波、锯齿波等特征的微小结构表面。为通过注塑加工生成微小光学零件如菲涅尔透镜等提供了一条经济、高效的途径。本文研究了国际上利用单晶金刚石刀具进行超精密切削生成微结构表面的例子,通过对比分析找出微小结构表面加工对机床设备、刀具、工件材料和加工环境控制的要求,并讨论了微小结构表面加工中快速伺服刀具系统的应用。同时提出微光学器件对表面粗糙度和面型精度要求,并给出评价微结构表面质量参数。本文根据加工过程参数、刀具几何参数、机床运动精度、材料特性等加工过程中各种线性和非线性因素,利用MATALAB仿真工具箱建立超精密切削过程的仿真模块来模拟实际的加工过程,得到了三维动态切削力;根据机床系统和刀具系统的质量、阻尼、刚度,利用传递函数模块建立机床系统的响应模型;将三维动态切削力施加到机床响应模型上,仿真出实际加工过程中存在于刀具和工件之间的动态位移参量。通过分析刀具圆弧半径、进给量及刀尖的运动轨迹得到理想表面粗糙度模型。将仿真的动态参量叠加到理想的表面粗糙度模型上得到实际的微结构表面的粗糙度模型。通过对比分析仿真的表面粗糙度值,找出了影响其微光学器件表面质量的主要因素,并从理论上得出了满足表面质量标准的加工参数。