微细铣削技术具有高效、高柔性、高精度、低成本、材料适应性广等优势,是介观尺度复杂三维微小结构加工的重要途径,已成为满足太赫兹行波管折叠波导、微靶等精密微小结构件加工需求的支撑技术之一。随着产品微型化的进一步发展,上述精密微小结构件的特征尺寸越来越小,作为微细铣削加工中最为关键和最为活跃因素的微铣刀,面临着刀具制造成本高、刀具耐用性低、刀具的二次装夹会对刀具径跳带来显著影响等问题,会增加微细铣削的整体加工成本并降低微细铣削的加工精度,一定程度上限制了微细铣削的工程应用。本论文以降低微铣刀的制造与使用成本并实现其在超高转速下低刀具径跳为研究目标,在分析二次装夹误差对于微铣刀径跳的影响机理的基础之上,提出一种将刀具的制造与使用纳为一体的基于WEDG(wire electro discharge grinding,线电极电火花磨削)的微铣刀在位制备方法,可减小甚至消除刀具二次装夹的影响,并实现刀具的在位修复,以期降低微细铣削成本并提高其加工精度,有助于进一步推动微细铣削的发展。本论文的具体研究工作如下:(1)分析了由于刀具的二次装夹误差所带来的离心力对于微铣刀径跳的放大作用,证明了控制甚至消除刀具二次装夹误差的重要性;研究了 WEDG的基础理论及其制备微铣刀的实现条件,开展了 WEDG制备微铣刀的可行性试验,实现了直径小于100μm的微铣刀的初步制备,证明了基于WEDG制备微铣刀在原理和技术上是可行的;提出了基于WEDG微铣刀的在位制备工艺方法的原理,该工艺方法理论上可降低微铣刀的制造与使用成本,并消除刀具的二次装夹误差;总结了基于WEDG的微铣刀在位制备工艺方法对于微铣刀与实验平台系统的具体要求。(2)提出了微铣刀的设计原则及设计流程,完成了微铣刀的材料选用与初步构型设计;基于微铣刀在实际使用中的特点,将微铣刀的悬伸简化为悬臂梁模型,建立了微铣刀的有限元模型;基于ANSYS软件对微铣刀进行了应力变形分析与模态分析,研究了刀头形状和几何结构参数对微铣刀强度、刚度及固有频率等的影响规律,结果表明:D形截面形状的刀头综合力学性能优于三角形、“一”字形、传统双刃螺旋形等其它刀头截面形状;悬伸量和刀颈半锥角的增大,会降低微铣刀的1阶固有频率;刀杆直径的增大,会提升微铣刀的1阶固有频率;刀头长径比对于微铣刀1阶固有频率影响很小,但是当刀头长径比大于6:1时,对微铣刀的高阶固有频率影响较大。可根据实际加工需求对于微铣刀的几何结构参数进行优选。(3)构建了兼具微细铣削加工与微细电火花加工功能的在位制备微铣刀实验平台系统,实现了单个脉冲最小能量107J的稳定放电,以及最高转速150000rpm、最低转速数千rpm的主轴转速调控;研究了基于WEDG在位制备微铣刀的工艺路线及工艺参数,提出了对所制备微铣刀的几何精度及刃口质量的检测方法,实现了最小直径100μm、制造精度达微米级、刃口钝圆半径2μm的D形微铣刀制备;开展了所在位制备微铣刀与商品化微铣刀的铣削对比实验,证明了基于WEDG在位制备的微铣刀具有良好的切削性能并可实现对微铣刀径跳的有效控制,会明显提高微细铣削的加工精度。