近年来，随着科技水平的不断进步和发展，各种具有复杂微结构和自由曲面的光学元件，如自由曲面棱镜、微透镜阵列和菲涅尔透镜等，在光学工程、生物医学、航空航天、新能源和传感技术等诸多领域中的实际应用极为广泛，但这些领域所要求的加工精度和质量则越来越苛刻，结构几何特征也越来越复杂。同时，大多数光学元件或其注塑模具普遍采用各种机械加工性能比较差的难加工材料进行制备，如光学玻璃和碳化硅陶瓷等脆性材料、碳化钨和碳化钛等硬质合金以及模具钢和不锈钢等黑色金属，尽管上述难加工材料具有较传统材料更加优异的物理、化学、机械及热性能，但是在其切削加工过程中会产生诸如刀具磨损和断裂破坏等诸多加工缺陷，造成加工精度和表面质量的急剧恶化，进而制约了它们在光学元件精密制造中的应用拓展。基于此，国内外众多的研究人员开发了多种较物理或化学方法更具普适性的基于金刚石刀具的超精密/精密机械加工技术，如飞切加工、超声振动辅助加工、慢速刀具伺服、快速刀具伺服等。其中，基于金刚石刀具的快速刀具伺服切削技术在切削加工上述难加工材料的过程中具有诸多传统机械加工方法难以比拟的优点，如成本低、效率高和精度高等，从而使得该技术在光学元件及其模具的精密制造中具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。因此本团队基于金刚石刀具的优点设计出一种对于难加工材料和复杂微结构具有有效切削的可转位的伺服刀具多维调制切削系统。该系统基于难加工材料的难加工性和微纳结构的几何复杂性，以实现多维度振动切削主动调制为目标，研制适配各种超精密机床的伺服刀具多维调制切削系统，利用压电材料的逆压电效应，以压电叠堆作为驱动源，利用材料的弹性变形原理，通过结构运动轴的设计，以柔性机构作为导向机构，实现柔性运动机构一体化设计与加工。通过所期望的功能，综合考虑行程、带宽、刚度及解耦性，确定系统中核心部件—柔性机构的整体构型，设计出初始尺寸的柔性机构。