近年来,高精度微小型零件被广泛用于光学、医疗、军事、通信等各领域。在零件的微细铣削加工过程中,采用的刀具由于直径小刚性弱会产生显著变形。对于自身刚性较差的零件而言,在微细铣削过程中工件也会产生明显变形,刀具和工件的变形直接映射到零件表面形成加工误差。此外,在微细铣削加工过程中,刀具磨损显著且速率较快,不仅影响切削力和刀具变形,也会直接导致零件欠切,形成加工误差。由刀具变形、工件变形和刀具磨损等因素产生的加工误差会严重降低零件加工精度。进行了微细铣削刀具磨损实验,分析了硬质合金微径铣刀铣削模具钢时的磨损形态及磨损前后元素成分变化,分析了加工参数及铣削方式对刀具磨损的影响以及刀具磨损后对切削力、刀具变形等的影响。建立了考虑刀具磨损的微细铣削切削力解析预测模型。基于对刀具后刀面与已加工表面弹塑性接触状态的分析,建立了微细铣削后刀面摩擦力预测模型;考虑材料应变强化和刃口圆弧半径效应,建立了由剪切作用引起的剪切力模型和由犁切作用引起的犁切力模型;考虑刀具偏心对切削微元运动轨迹的影响,建立了考虑刀具偏心微细铣削切削几何求解算法。基于悬臂梁变形理论,在建立的切削力模型基础上建立了考虑变形反馈的刀具变形量预测模型,分析了刀具变形的影响因素以及刀具变形对刀具偏心的影响。考虑刀具变形和磨损,建立了的刚性自由曲面工件微细铣削加工误差预测模型。采用双层迭代算法实现了曲面微细铣削加工误差的准确补偿。通过实验研究了薄壁设计厚度、刀具刚度、铣削方式和切削参数等对薄壁加工误差的影响规律,根据实验结果提出了薄壁件微细铣削加工参数的优选建议。基于对考虑刀具磨损、刀具与工件变形的微细铣削加工误差的研究,为刚性自由曲面及薄壁件等两类典型零件的微细铣削加工提供了较好的理论和技术支撑,实现高精度微细铣削加工。