微透镜阵列以其独特的光学性能广泛应用于航空、航天和光学制造等领域。实现大面积小单元尺寸微透镜阵列的高效低成本加工仍是微透镜阵列加工的技术难点。精密模压成形技术可有效解决微透镜阵列制造的效率问题。微透镜阵列模压成形质量很大程度上取决于其模具的几何精度和表面质量,因此,微透镜阵列模具的精密加工是微透镜阵列高质量精密模压成形的关键。微细铣削技术因其独特的优势,是实现复杂几何微透镜阵列模具高效率和高精度加工的一种有效手段。大面积小单元尺寸微透镜阵列模具的高精度、高质量和高一致性加工要求,对微细铣削刀具的使用寿命和铣削性能有了更高的要求,这对微细铣削刀具的设计和制造提出了新的挑战。本文针对微透镜阵列模具的加工特点,基于微细铣削机理和刀具设计理论,开展了面向微透镜阵列模具加工用微细铣削刀具结构设计和刃磨方法的研究,主要研究内容如下:1.研究螺旋刃微细球头铣刀球端结构几何特征,对其切削刃曲线和前、后刀面进行结构优化和数学建模;针对微透镜阵列的加工特点,提出了面向微透镜阵列模具加工用微细球头铣刀的设计原则;提出了直刃和圆锥面两种新型微细球头铣刀几何结构,建立了两种新型微细球头铣刀的数学模型,并对其刀具角度进行了分析研究。2.基于六轴数控磨床的运动原理,研究了砂轮刀位轨迹的后处理方法;基于等导程切削刃曲线方程和干涉条件,建立了球头部分前、后刀面的刃磨模型;研究了圆柱砂轮端面刃磨前刀面时的切削刃过切问题,并分析了最大过切值的影响因素和分布规律;提出了直刃和圆锥面新型微细球头铣刀的数控刃磨方法,并对刀具刃磨时机床各轴的运动轨迹进行了求解;通过微细球头铣刀的磨削加工试验和几何参数测量,验证了微细球头铣刀刃磨模型和刃磨方法的正确性。3.通过微透镜模具有限元铣削仿真,研究了不同前角、后角对铣削过程中切屑变形、铣削力和铣削温度的影响规律;通过开展H13淬硬模具钢微透镜阵列铣削试验,研究了硬质合金微细铣刀后角对铣削力、刀具磨损和微透镜加工质量的影响规律,得出后角为20~?的微细球头铣刀更适合在H13淬硬模具钢上开展微透镜阵列的铣削加工;基于微透镜阵列模具铣削试验,对比研究了直刃微细球头铣刀、圆锥面微细球头铣刀以及螺旋刃微细球头铣刀的铣削性能,结果表明所设计圆锥面微细球头铣刀在微细铣削过程中具有铣削力小和加工质量高等优点。