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。
超精密特種加工廠家加工精度以納米,甚至終以原子單位(原子晶格距離為0.1~0.2納米)為目標(biāo)時(shí),切削加工方法已不能適應(yīng),需要借助特種加工的方法,即應(yīng)用化學(xué)能、電化學(xué)能、熱能或電能等,使這些能量超越原子間的結(jié)合能,從而去除工件表面的部分原子間的附著、結(jié)合或晶格變形,以達(dá)到超精密加工的目的。屬于這類加工的有機(jī)械化學(xué)拋光、離子濺射和離子注入、電子束曝射、激光束加工、金屬蒸鍍和分子束外延等。這些方法的特點(diǎn)是對表面層物質(zhì)去除或添加的量可以作極細(xì)微的控制。但是要獲得超精密的加工精度,仍有賴于精密的加工設(shè)備和的控制系統(tǒng),并采用超精密掩膜作中介物。例如超大規(guī)模集成電路的制版就是采用電子束對掩膜上的光致抗蝕劑(見光刻)進(jìn)行曝射,使光致抗蝕劑的原子在電子撞擊下直接聚合(或分解),再用顯影劑把聚合過的或未聚合過的部分溶解掉,制成掩膜。電子束曝射制版需要采用工作臺定位精度高達(dá)±0.01微米的超精密加工設(shè)備。
微機(jī)械技術(shù)為超精密制造技術(shù)引來一種嶄新的態(tài)勢?它的微細(xì)程度使傳統(tǒng)的制造技術(shù)面臨一種新的挑戰(zhàn),促進(jìn)了各種產(chǎn)品技術(shù)性能的提高,發(fā)展過程呈現(xiàn)出螺旋式循環(huán)發(fā)展,直接對科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類文明作出貢獻(xiàn)。對產(chǎn)品高質(zhì)量、小型化、高可靠性和高性能的追求,使超精密加工技術(shù)得以迅速發(fā)展,現(xiàn)已成為現(xiàn)代制造工業(yè)的重要組成部分。
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(gè)表面的加工方法,確定各個(gè)表面的加工順序,以及整個(gè)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。