微结构表面可以实现普通元件难以完成的集成和波面转换等功能,具备体积小、精度高、功能丰富等特点。超精密快刀伺服技术以其高精度、高效率的优势,逐渐成为了加工微结构表面最有效的方法之一。但加工频率与加工行程这一对矛盾量,限制了快刀伺服技术的进一步发展。因此,本文通过引入平面柔性铰链,设计了一款快速伺服刀架,使刀架在高频振动下仍能具备一定的加工行程。本文首先根据快刀伺服系统的具体参数,明确了刀架机构的技术指标要求。通过对现有刀架的驱动类型进行归纳总结,结合技术指标,确定了以压电陶瓷作为驱动装置的技术路线。提出以平面柔性铰链与直圆型柔性铰链相结合的方式,确定了刀架的总体设计方案。建立刀架系统的数学模型,获得其刚度计算公式,为进一步的参数优化工作提供理论依据。其次,采用理论分析的方式对本文提出的刀架系统的共振频率、弹性回复力等参数进行验证,并且计算出刀架工作时所需的预紧力。进一步采用有限元分析的方法,对刀架进行仿真分析。通过结构静力学分析,获得刀架的刚度以及应力分布;利用模态分析,获得固有频率;利用谐响应分析,获得刀架位移量与振动频率之间的关系。利用有限元分析,验证刀架的工作性能,为后续工作提供理论基础。最后通过实验,对快速伺服刀架的主要性能进行了检测。通过刚度实验,获得刀架的实际刚度为24.5N/μm。将其与理论刚度、仿真刚度进行对比,分析了误差来源。通过位移测试,获得了压电陶瓷的空载位移和刀架的实际位移。将二者进行对比,得到位移损耗约为18.3%。通过动态性能实验,测试了刀架的实际工作性能。