微铣削技术是基于传统切削加工发展起来的一项微加工先进制造技术,因其可以加工具有一定形状精度和表面质量要求的微小型化零件,且相对于其他微细加工方法在加工效率、加工成本上有着绝对优势,而广泛应用于精密加工。微铣削独有的尺寸效应导致宏观尺度的切削理论已不能直接应用于微铣削,因此有必要探究微纳尺度下的切削加工机理。其中,微铣削的切削力和表面粗糙度是研究加工过程以及加工质量的重要评价因素。因此,本文采用建模、仿真及试验相结合的方式,分析微铣削加工工艺过程,并深入研究切削力和表面粗糙度。论文主要研究如下:（1）刀具跳动参数识别。基于刀具空间几何状态的分析,并在已有的基于空间角度偏摆模型的基础上,提出了一种根据刀具轴线方向向量识别刀具偏心状态的方法。通过求解刀具轴线方向向量和刀具两点间的偏转角,进而根据任意轴向位置识别刀具偏心量。测量识别试验表明提出模型的预测误差为1.53%。（2）微铣削切削力和表面粗糙度建模。根据切削力的机械模型,围绕瞬时切削厚度和切削力系数,介绍了受刀具跳动、最小切削厚度、弹性恢复影响的切削力模型。根据直角转斜角切削理论,利用有限元仿真结果计算切削力系数。将提出的刀具跳动模型应用于切削力模型中刀具跳动影响因素的计算。此外,引入了微铣削动力学,考虑颤振对切削过程的影响,利用傅里叶和小波变换分析了加工过程稳定性。在表面粗糙度部分,在以往研究中加入材料弹性恢复对表面轮廓的影响,并对比不同模型预测的表面轮廓差异。（3）微铣削切削力及表面粗糙度模型的试验验证。通过锤击法测试了微铣削系统的模态响应。随后基于所建立的微铣削切削力预测模型及表面粗糙度模型,设计一系列微铣削试验,在实验室搭建的微铣床上验证模型在不同切削参数下的预测有效性,结合模态测试结果,着重分析了每齿进给量、切削深度、刀具跳动对切削力、加工稳定性和表面粗糙度的影响规律。微铣削试验结果表明,切削力模型在X方向的预测误差较好,于15%以内,在Y方向上预测误差在4.15%至25.20%之间。表面粗糙度模型除每齿进给量较小的情况,误差均在8%以内。