随着制造技术的不断发展进步,超精密加工技术逐渐为人们所熟知,但伴随高精度高质量而来的是加工成本的上升,单个工件加工往往需要耗费大量时间。因此想要短时间内获得尽可能多的经验参数,变得十分困难。另外,由于超精密加工的特殊性,其使用的刀具往往与传统加工刀有很大不同,因此对最终加工表面生成形貌也需要进一步分析与研究。首先,本文通过对单点金刚石球形铣刀运动过程分析,使用刀具切削刃复印原理,建立基于刀具几何结构及其切削过程的表面生成模型,揭示了超精密铣削的基本过程。在此基础上分析探究了生产装配等原因所引起的刀具位置偏离对表面生成的影响,通过对算法的改进,进一步完善了基于铣刀运动过程的表面生成模型。其次,使用主轴多弹簧阻尼系统分析建立主轴的简谐振动模型,刻画了主轴振动对铣削表面生成的影响,得出振动频率只和系统本身的刚度和质量有关的结论。另外,在超精密铣削过程中,由于切削量极其微小,所以材料的弹性恢复也就不能视而不见。最小切屑厚度是考察材料弹性恢复最为重要的一个参数。本文使用ABAQUS有限元仿真软件确定了黄铜材料的最小切屑厚度为0.3倍的刀具刃口半径,而后建立考虑了主轴振动以及材料弹性恢复的表面生成模型。最后,通过铣削实验获得多组加工表面生成形貌,与表面生成模型的输出结果对比分析,二者取得了很好的一致性。综上,超精密铣削加工中铣刀的基本运动是表面生成的主要影响因素,但是主轴振动和材料弹性恢复对表面生成的影响也不可忽视。