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采用单点金刚石飞刀加工可以直接加工出具有纳米级的表面粗糙度和亚微米级形状精度的光学微结构元件而不需要后续处理。通过超精密飞刀加工微V沟槽的实验，分析了主轴转速、进给速度、切削深度和切削行间距对微V沟槽加工精度的影响，并对切削参数进行优化。最后，利用优化后的切削参数加工出微V沟槽结构。实验结果显示，超精密飞刀加工微V沟槽可达到满足光学微结构加工精度的要求。