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微米和中间尺度零件是指几何特征尺寸为0.01-10mm范围内的结构或零件，介于宏观尺度和微观尺度之间，在机械电子、航空航天、生物医疗等领域应用广泛。本文提出了基于膜层补偿的微米和中间尺度零件复合制造新方法，该方法集成微切削加工、精密测量及精密涂层等多项技术优势，首先根据结构/零件特征和加工技术要求，采用经济加工方法对微小结构/零件进行精密切削加工，使其加工精度达到微米级，然后在精密测量的基础上，采用膜层精密补偿实现结构/零件的高质量加工，既提高了零件的加工精度，又通过膜层涂覆赋予了零件表面新的性能，为此尺度零件的应用与推广提供了技术支持，具有广阔的应用前景和重要的实际意义。 首先在分析了零件成型方式的基础上，提出了基于膜层补偿的微米和中间尺度零件复合制造技术，论述了其基本思想，工艺路线。运用尺寸链理论，验证该制造技术的可行性。以微米和中间尺度为研究范围，在分析现有标准公差数值表的基础上，提出了相对精度因子的概念，并基于MATLAB曲线拟合的方法，建立相对精度因子与尺寸几何平均值的数学模型，从而得到此尺度区间相对应的公差数值，为完善现有的标准公差数值表提供参考。 针对微米和中间尺度零件尺寸特征，本文提出了一种新型的膜/基结合强度检测技术—脉冲激光冲击检测技术。该技术使用高功率密度（GW/cm2级）、短脉冲（ns级）激光准静态直接加载零件表面，在热应力和热冲击机制的作用下，借助显微镜和反射信号检测系统，得出了膜/基分离、裂纹扩展、膜层微变形、“鼓包”、脱落的失效模型。此外，基于球磨技术，研制了球磨仪检测装置，用于微小零件的耐磨性能测量。采用连续回转运动的GCr15轴承钢球带动悬浮液中的金刚石颗粒(Φ1.5μm)对试样进行球磨，通过对“圆环状”磨痕内外圈直径的测量，采用微粒磨损率进行评价，研究发现，膜层去除机制主要以微切削和犁沟为主。 补偿层制备技术与材料合理的选用是该微米和中间尺度零件复合制造技术实现的关键。本文对比了采用磁控溅射与阳极离子束技术制备的DLC/Cr/SKD11膜系、磁控溅射与多弧离子镀技术制备的TiNx/Ti/SKD11、CrNx/Cr/SKD11膜系的表面结构特征和性能。研究发现，DLC膜层为非晶态结构，表面较为光滑致密，表面粗糙度在5.21nm左右，低于CrNx与TiNx膜层的78.34nm和33.62nm，且两种氮化物膜层均为晶态。CrNx/Cr/SKD11与TiNx/Ti/SKD11膜系抗压性能与抗划擦性能均优于DLC/Cr/SKD11膜系，临界失效载荷Lc可达80N以上，且CrNx与TiNx膜层试样的洛氏压痕周围仅有放射性微细裂纹，而DLC膜层试样表面存有膜层脱落现象。但在耐磨性能与耐腐蚀性能方面，相对于CrNx/Cr/SKD11与TiNx/Ti/SKD11膜系，DLC/Cr/SKD11膜系性能较优。 设计了用于DLC膜层沉积的阳极离子束靶源结构，在靶源中通入反应气体后，在阴阳极之间发生电离，在电位差与基体负偏压的作用下，气体离化后形成离子束，在试件表面沉积成膜。其主要包括用于冷却保护的水循环管道、提供放电介质的气体管道、用于产生磁场的永磁体、起冷却作用的铜背板。为了分析试验参量对膜层厚度与结构性能的影响，研究了采用阳极离子束技术制备DLC膜层的生长机理，其生长模式符合经典的“浅注入生长模型”，同时，也是粒子运输与生长，高能粒子轰击与刻蚀两种过程竞争的结果。 为了达到控制补偿层厚度的目的，借助SEM对试件截面进行观察，系统研究了镀膜过程中衬底温度、基体负偏压、离子束靶电压与镀膜时间四种实验参量对膜层厚度与生长速率的影响规律及机理。由实验结果可知衬底温度(25℃、80℃、115℃、150℃)对膜层生长速率几乎没有影响;随着离子束靶电压(1000V、1200V、1400V、1500V)的增加，DLC膜层生长速率不断提高;膜层生长速率随着基体负偏压(0V、500V、1000V、1500V)提高先升高后降低，在500V时，生长速率最大为14.59nm/min;在55-80min时间段内，膜层厚度保持在0.3μm左右，当镀膜时间超过80min时，膜层生长速率开始趋于恒定，保持在15nm/min。 对于该微米和中间尺度零件复合制造技术，采用膜层补偿技术除了可提高微小零件的加工精度外，另外一个目的就是赋予或者提高零件表面性能。因此，本文采用单因素实验法，借助Raman光谱、SEM、AFM、洛氏硬度计、划痕仪等手段，对DLC补偿层的制备工艺进行了系统研究，从实验对比与机理分析两个方面研究了毛坯材料、衬底温度、基体负偏压、离子束靶电压、膜层厚度等对薄膜表面形貌、结构成分以及结合性能、耐磨性能、抗压性能、抗划擦性能等力学性能的影响规律。