超精密铣削，作为硬脆材料超精密加工最适宜的方法之一，己广泛应用于国防、航空航天、计算机、汽车等高新技术领域。本文密切结合超精密加工技术的需要，运用金属切削理论、切削动力学、机床实验技术、计算机仿真技术以及微分几何理论，对超精密铣削过程中的铣削力、已加工表面形貌等进行了系统、深入的研究，在加工机理和表面质量预测方面取得了以下创造性成果： 1．在铣削力建模仿真方面：在全面分析超精密铣削特点的基础上，建立了铣削动力学模型，该模型从切削动力学入手，考虑了体积力对超精密铣削过程的影响，着重对超精密端铣过程进行了仿真。 2．在铣削表面创成理论方面：建立了切削刃在加工表面的轨迹方程，对表面形貌进行了仿真，由仿真结果分析了影响已加工表面形貌的因素。 3．实验研究方面：以ZrO₂、Si₃N₄等工程陶瓷为研究对象，在加工中心上进行了切削力及表面形貌实测，实验结果表明： （1）由划痕实验和金刚石端铣刀超精密铣削实验，认为切削深度的微量化将是实现工程陶瓷材料脆塑性转换的重要条件，同时材料本身的特性也是不可忽视的因素。 （2）实测切削力与仿真结果基本相同。超精密铣削中铣削力水平较低，如铣削深度小于10μm时，铣削力不超过1N。铣削中，轴向力很小，只有0.1～0.5N。 （3）用端铣刀铣削的平面，各点理论残留高度不同。对称铣削中，中间残留高度最大，两侧最小，而且残留高度与工件宽度和刀具直径的比值有关。 本论文为精密及超精密加工机理的深入研究、为超精密加工设备和刀具的设计、超精密加工工艺的制定以及超精密加工表面粗糙度的预测建立了坚实的理论基础。