随着现代科技的发展,具有特殊微结构表面的零件被广泛应用于航空航天、生物技术、医学、测量和军事等领域。表面微结构的高效、高精度加工研究受到国内外研究机构和专家学者的普遍重视。目前,面微结构的高效、高精度加工已成为了一个国家制竞争力的重要标志。微结构的表面加工方法包括滚压成型、光刻、激光直写、复刻技术及超精密加工技术等。滚压成型具有成型速度较快、屈服值高等优点,但是坯体的外形和尺寸完全取决于滚压头与模面所形成的“空腔”并且成型压力较大、延伸变形量大。光刻技术是平面型晶体管和集成电路生产中的一个主要工艺,是将电路图形传递到单晶表面或介质层上,形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术,但是加工材料单一,常用于加工二氧化硅晶体。激光直写是制作衍射光学元件的主要技术之一,在抗蚀层表面形成要求的浮雕轮廓,制作精度可以达到亚微米量级,对加工设备及环境要求比较高。而超精密加工方法可以实现三维微结构等复杂几何表面形貌的加工,且加工材料多样性的（铝、铜、钢、合金、陶瓷等）,所以本文在超精密铣削加工系统中结合了振动辅助加工的优点。采用了一套径向微动辅助的气动恒力铣削工具系统提供低频二维振动对多种材料进行微结构表面铣削加工。本文研究的主要内容如下:（1）建立工具系统中微动平台的运动学模型,通过实验研究及Z-XY多次多项式拟合方法建立微动平台输入电压及输出位移的关系网络映射数学模型;采用优化方法使得微动平台输入对应模型的电压后,输出位移与理论模型误差率可低于所需的误差上限。（2）采用正交实验方法研究加工参数（主轴转速、切削压力及电压模型）在不同的材料进行表面加工时对系统中微动平台的输出位移的精确度的影响;并分析镁铝合金、聚醚醚酮及不锈钢材料的最优加工参数组合,及各参数对实验结果影响的主次关系。（3）利用基恩士VHX-900测量不同尺寸的铣刀在镁铝合金材料和不锈钢材料工件表面微结构加工后的轮廓,分析其相较于输入的理论轮廓之间的偏差量,即轮廓误差和单位误差,比较了两种材料在相同条件下实际加工轮廓误差。（4）在不锈钢手术刀表面进行阵列微结构加工,验证其是否存在表面功能,相较于加工前的手术刀表面疏水性是否更好。总之,本文通过对二维振动辅助铣削工具系统的研究,得到了系统中微动平台输入电压与输出位移之间的关系网络模型、不同材料加工参数的最优组合及具有疏水性能表面的加工方法。