微结构表面具有超疏水性、低粘附性、耐磨损性、高润滑性及复杂的光学性能等优势,在国民经济领域和军事装备领域应用前景广泛。随着微结构表面在不同应用领域的市场需求量的不断增加,对微结构表面形状的复杂度和加工质量提出了越来越高的要求。快速刀具伺服车削技术和慢速刀具伺服车削技术（F-/STS）可以实现微结构表面的高效率和高质量的加工,是目前国内外研究的热点领域。切削力是反映和评价加工过程的重要物理参数,切削力的变化对刀具磨损和微结构表面的加工质量有着直接的影响。然而,微结构表面超精密车削过程中切削力的非线性变化及其对加工质量影响的理论与实验研究尚未得到国内外学者足够的重视。为此本论文对微结构表面F-/STS加工过程中的切削力开展了相关的理论研究、仿真分析和实验研究等工作。明确切削力的特征对深入理解材料去除机理和提高微结构表面加工质量均具有重要的意义。首先,根据F-/STS的加工原理建立了目标微结构表面形貌的数学模型,对生成的微结构面形进行离散化,从而获得了原始形貌的刀具轨迹。以加工过程中刀具与工件表面之间不发生干涉为原则,根据目标微结构表面的几何特征参数确定了金刚石刀具前角、后角、刀尖圆弧半径和刀尖角的临界值,并对购买的金刚石刀具进行了检测。用等距点法、单向刀具法和等距曲线法对刀尖圆弧半径进行了补偿,分析比较了这三种算法对切削轨迹的影响规律。其次,以经典微切削力理论模型为基础建立了F-/STS加工微结构表面时的切削力理论模型,综合考虑加工过程中的各种影响因素,建立了切削力的仿真模型。基于慢速刀具伺服车削技术进行了平面正弦网格表面的加工实验,对采集到的切削力信号进行了时域分析和频域分析,明确了微结构表面F-/STS加工过程中三维切削力的基本特征,并进一步验证了切削力仿真模型的正确性。最后,研究了对刀误差的分布对微结构表面形貌的影响规律,采用试切法对刀使刀尖接近工件中心并保证对刀误差在1μm以内。通过工艺实验探究了每转进给量、切深对切削力和微结构表面加工质量的影响规律。在保证精准对刀、合理的切削参数和稳定的加工环境的基础上,使用四轴联动超精密加工机床完成了三种典型微结构表面的加工实验,分别是平面正弦网格、平面正弦波和圆柱表面径向正弦波,对加工表面进行了白光检测并对加工质量进行了评价。