為了適應(yīng)核能、大規(guī)模集成電路、激光和航天等技術(shù)的需要而發(fā)展起來的精度的加工技術(shù)。超精密加工的精度比傳統(tǒng)的精密加工提高了一個以上的數(shù)量級。到20世紀(jì)80年代,加工尺寸精度可達(dá)10納米(1×10-8米),表面粗糙度達(dá)1納米。超精密加工對工件材質(zhì)、加工設(shè)備、工具、測量和環(huán)境等條件都有特殊的要求,需要綜合應(yīng)用精密機(jī)械、精密測量、精密伺服系統(tǒng)、計算機(jī)控制以及其他先進(jìn)技術(shù)。工件材質(zhì)必須極為細(xì)致均勻,并經(jīng)適當(dāng)處理以消除內(nèi)部殘余應(yīng)力,保證高度的尺寸穩(wěn)定性,防止加工后發(fā)生變形。加工設(shè)備要有的運動精度,導(dǎo)軌直線性和主軸回轉(zhuǎn)精度要達(dá)到0.1微米級,微量進(jìn)給和定位精度要達(dá)到0.01微米級。對環(huán)境條件要求嚴(yán)格,須保持恒溫、恒濕和空氣潔凈,并采取有效的防振措施。加工系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都應(yīng)控制在 0.1微米級或更小。這些條件是靠綜合應(yīng)用精密機(jī)械、精密測量、精密伺服系統(tǒng)和計算機(jī)控制等各種先進(jìn)技術(shù)獲得的。
超精密切削加工主要有超精密車削、鏡面磨削和研磨等。在超精密車床上用經(jīng)過精細(xì)研磨的單晶金剛石車刀進(jìn)行微量車削,切削厚度僅1微米左右,常用于加工有色金屬材料的球面、非球面和平面的反射鏡等高精度、表面高度光潔的零件。例如加工核聚變裝置用的直徑為800毫米的非球面反射鏡,精度可達(dá)0.1微米,表面粗糙度為Rz0.05微米。
精密機(jī)械加工刀具方面,采用金剛石砂輪,控制背吃刀量和進(jìn)給量,在超精密磨床上,可以進(jìn)行延性方式磨削,即納米磨削。即使是玻璃的表面也可以獲得光學(xué)鏡面。2精密加工和超精密加工的發(fā)展趨勢從長遠(yuǎn)發(fā)展的觀點來看,制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的主攻方向和戰(zhàn)略決策,是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段之一,同時又是一個國家獨立自主、繁榮昌盛、經(jīng)濟(jì)上持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、科技上保持的長遠(yuǎn)大計??萍嫉陌l(fā)展對精密加工和超精密加工技術(shù)也提出了更高的要求。從大到天體望遠(yuǎn)鏡的透鏡,小到大規(guī)模集成電路線寬μm要求的微細(xì)工程和微機(jī)械的微納米尺寸零件,不論體積大小,其尺寸精度都趨近于納米;零件形狀也日益復(fù)雜化,各種非球面已是當(dāng)前非常典型的幾何形狀。
工步是在加工表面不變、加工工具不變、切削用量不變的條件下走刀又叫工作行程,是加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步。制定機(jī)械加工工藝過程,必須確定該工件要經(jīng)過幾道工序以及工序進(jìn)行的先后順序,僅列出主要工序名稱及其加工順序的簡略工藝過程,稱為工藝路線。工藝路線的擬定是制定工藝過程的總體布局,主要任務(wù)是選擇各個表面的加工方法,確定各個表面的加工順序,以及整個工藝過程中工序數(shù)目的多少等。工藝路線擬定須遵循一定的原則。