微透镜阵列在光场成像、大视角显示和照明等领域有着广泛的应用,近年来加工高精度的微透镜阵列曲面成为研究的热点。慢刀伺服技术具有精度可控、加工效率高、仅通过一次切削可获得满足光学要求的非回转曲面的特点,使其成为微透镜阵列可行的一种超精密加工方式。合理的刀具轨迹规划是提高表面质量的重要环节,本文以慢刀伺服加工微透镜阵列的刀具轨迹生成方法和表面形貌影响因素为主要内容展开研究。针对慢刀伺服加工技术的刀具轨迹生成,给出描述微透镜阵列表面的数学模型。根据不过切原则确定单晶金刚石刀具后角、刀尖角和刀尖圆弧半径的临界值。分析不同刀具控制点的离散方式对工件内外表面质量一致性的影响,和刀位点轨迹刀尖圆弧半径补偿方法对表面质量的影响规律。提出分段多项式插值优化方法,获得平滑连续的刀具轨迹,解决了微透镜阵列刀具轨迹在不连续处速度和加速度的突变问题。根据刀尖轮廓复映原理,建立慢刀伺服加工表面形貌的仿真模型。确定不同球冠高度和球半径的微透镜在面形精度峰谷值为1μm时的刀尖圆弧半径,为实际加工刀具参数选择提供参考。通过单变量仿真实验,研究每转进给量和刀尖圆弧半径大小对表面质量影响。将Y向对刀误差引入形貌仿真模型,得到面形误差随对刀误差方向和大小变化的规律。编写具有加工表面设计、刀具轨迹规划、加工表面形貌仿真和表面质量预测功能的微透镜阵列慢刀伺服加工辅助软件。采用不同刀尖圆弧半径的金刚石刀具进行慢刀伺服加工微透镜阵列切削实验,得到表面粗糙度和面形误差随刀尖圆弧半径变化的规律;引入-20μm的Y向对刀误差进行加工,验证了仿真结果的正确性。