精密和超精密加工技术

摘要：超精密加工技术是适应现代技术发展的一种机械加工新工艺，综合应用了机械技术发展的新

成果及现代电子技术、测量技术和计算机技术中先进的控制、测试手段等，使机械加工的精度得到进一步
提高。目前超精密加工日趋成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特种
加工等。超精密加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色
化等方向发展。

关键词：

超精密加工

设备与环境

发展趋势

1 引言

1.1 概况

超精密加工技术，是现代机械制造业最主要的发展方向之一，是衡量一个国家先进制造技

术水平的重要指标，也是先进制造技术的基础和关键。在提高机电产品的性能、质量和发展高

新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。

超精密加工是指亚微米级

(尺寸误差为 0.3～0.03?m，表面粗糙度为 Ra0.03～0.005?

m)和纳米级(精度误差为 0.03?m

，表面粗糙度小于

Ra0.005?m)精度的加工。实现这些加

工所采取的工艺方法和技术措施，则称为超精加工技术。加之测量技术、环境保障和材料等问

题，人们把这种技术总称为超精工程。

1.2 超精密加工的分类

㈠超精密切削

超精密切削以

SPDT 技术开始，该技术以空气轴承主轴、气动滑板、高刚性、高精度工具、

反馈控制和环境温度控制为支撑，可获得纳米级表面粗糙度。多采用金刚石刀具铣削，广泛

用于铜的平面和非球面光学元件、有机玻璃、塑料制品

(如照相机的塑料镜片、隐形眼镜镜片

等

)、陶瓷及复合材料的加工等。未来的发展趋势是利用镀膜技术来改善金刚石刀具在加工硬

化钢材时的磨耗。

㈡超精密磨削

超精密磨削是在一般精密磨削基础上发展起来的一种镜面磨削方法

,其关键技术是金刚

石砂轮的修整

,使磨粒具有微刃性和等高性。超精密磨削的加工对象主要是脆硬的金属材料、

半导体材料、陶瓷、玻璃等。磨削后

,被加工表面留下大量极微细的磨削痕迹,残留高度极小,加

上微刃的滑挤、摩擦、抛光作用

,可获得高精度和低表面粗糙度的加工表面，当前超精密磨削

能加工出圆度

0.01μm、尺寸精度 0.1μm 和表面粗糙度为 Ra0.005μm 的圆柱形零件。