随着微小型零件在航空航天、核工业、国防、汽车以及医疗器械等行业的广泛应用，其精度及复杂性也越来越高，相应的制造技术的要求也越来越高。微小型车铣复合加工技术由于其高速、精密、微切削力、加工范围广等特点在复杂微小型零件制造领域有明显优势。目前用于微小型零件加工的机床主要有两类，一是常规精密和超精密机床，二是微小型化机床，但常规精密和超精密机床在加工微小型零件时存在柔性差、效率低等问题，而微小型化机床则存在加工能力不足，刚性差的问题。本文基于微小型车铣复合加工技术和宏微结合误差补偿技术，设计了一台高精度微小型车铣复合机床，用于满足复杂微小型零件的制造需求。主要的研究内容如下：（1）高精度微小型车铣复合加工机床总体设计。使用多体拓扑学精度建模方法对不同布局的车铣复合加工机床进行了精度分析，确定了一种综合精度较高的布局形式，并在此基础上确定了主轴、B轴转台、微动平台、隔振方案和控制与补偿方案。（2）高精度微小型车铣复合加工机床Y轴优化设计。使用响应面法建立了Y轴设计尺寸与Y轴质量及工件静变形之间的回归模型，利用基于遗传算法的多目标优化方法，以Y轴质量和工件静变形为目标函数，对Y轴设计尺寸进行了优化，在保证静变形的前提下，减轻了Y轴的重量。（3）宏微结合误差补偿方法研究。测定了压电陶瓷驱动的微动平台的定位精度和响应特性。设计了单轴定位精度补偿实验，先用软件补偿的方式补偿了宏动平台的定位精度，在此基础上使用宏微结合方式进一步补偿宏动平台的定位精度，最终使宏动平台的定位精度达到了亚微米级。（4）基于微小间隙放电原理的亚微米级对刀方法研究。对基于微小间隙放电原理的亚微米级对刀方法进行了实验验证。首先研究了微小型两刃铣刀的微小间隙击穿过程中电压—电流变化特性，得出了微小间隙的击穿电压，并在此基础上分析了放电对刀方法的稳定性和刀具磨损对放电对刀的影响。实验结果表明该方法对刀具有非接触、结构简单、成本低等优点，适用于微小型刀具的对刀。