自從中國(guó)將“裝備制造業(yè)”列為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略后，中國(guó)的裝備制造業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，很多大型裝備的制造能力都已經(jīng)躍居世界先進(jìn)水平，甚至成為世界的頂級(jí)水平份帮，但中國(guó)制造業(yè)總體還是落后的，其落后就在于精密制造的落后溪茶。

超精密加工技術(shù)是現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)的重要支撐技術(shù)手财，是現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)，是現(xiàn)代制造科學(xué)的發(fā)展方向。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以試驗(yàn)為基礎(chǔ)徐扯，所需試驗(yàn)儀器和設(shè)備幾乎無一不需要超精密加工技術(shù)的支撐经融。由宏觀制造進(jìn)入微觀制造未來制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)之一，當(dāng)前超精密加工已進(jìn)入納米尺度倾祈，納米制造是超精密加工前沿的課題吸占。世界發(fā)達(dá)國(guó)家均予以高度重視。

超精密加工的發(fā)展階段

目前的超精密加工凿宾，以不改變工件材料物理特性為前提矾屯，以獲得極限的形狀精度、尺寸精度初厚、表面粗 糙度件蚕、表面完整性(無或極少的表面損傷，包括微裂 紋等缺陷产禾、殘余應(yīng)力排作、組織變化)為目標(biāo)。

超精密加工的研究?jī)?nèi)容亚情，即影響超精密加工精度的各種因素包括：超精密加工機(jī)理妄痪、被加工材料、超精密加工設(shè)備楞件、超精密加工工具衫生、超精密加工夾具、超精密加工的檢測(cè)與誤差補(bǔ)償土浸、超精密加工環(huán)境(包括恒溫诵执、隔振盒蟆、潔凈控制等)和超精密加工工藝等棒仍。一直以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞這些內(nèi)容展開了系統(tǒng)的研究多蜕。超精密加工的發(fā)展經(jīng)歷了如下三個(gè)階段善占。

1）20世紀(jì)50年代至80年代君哮，美國(guó)率先發(fā)展了以單點(diǎn)金剛石切削為代表的超精密加工技術(shù)，用于航天遮英、國(guó)防尿绕、天文等領(lǐng)域激光核聚變反射鏡、球面憾侮、非球面大型零件的加工。

2）20世紀(jì)80年代至90年代瓤梦，進(jìn)入民間工業(yè)的應(yīng)用初期选畴。美國(guó)的摩爾公司、普瑞泰克公司，日本的東芝和日立作瞄，以及歐洲的克蘭菲爾德等公司在政府的支持下茶宵，將超精密加工設(shè)備的商品化，開始用于民用精密光學(xué)鏡頭的制造宗挥。單超精密加工設(shè)備依然稀少而昂貴乌庶，主要以專用機(jī)的形式訂制。在這一時(shí)期還出現(xiàn)了可加工硬質(zhì)金屬和硬脆材料的超精密金剛石磨削技術(shù)及磨床契耿，但其加工效率無法和金剛石車床相比瞒大。

3）20世紀(jì)90年代后，民用超精密加工技術(shù)逐漸成熟搪桂。在汽車透敌、能源、醫(yī)療器材踢械、信息酗电、光電和通信等產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，超精密加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于非球面光學(xué)鏡片内列、超精密模具撵术、磁盤驅(qū)動(dòng)器磁頭、磁盤基板话瞧、半導(dǎo)體基片等零件的加工邪盼。隨著超精密加工設(shè)備的相關(guān)技術(shù)，例如精密主軸部件彻盐、滾動(dòng)導(dǎo)軌唉箩、靜壓導(dǎo)軌、微量進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置晕忙、精密數(shù)控系統(tǒng)交鹊、激光精密檢測(cè)系統(tǒng)等逐漸成熟，超精密加工設(shè)備成為工業(yè)界常見的生產(chǎn)設(shè)備膛画。此外酥盼，設(shè)備精度也逐漸接近納米級(jí)水平、可加工工件的尺寸范圍也變得更大癞亩，應(yīng)用越來越廣泛传等。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，還出現(xiàn)了超精密五軸銑削和飛切技術(shù)绪痘。已經(jīng)可以加工非軸對(duì)稱非球面等復(fù)雜零件鹉奸。

國(guó)外超精密加工的發(fā)展情況

超精密加工技術(shù)在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位的國(guó)家有美國(guó)、英國(guó)和日本钱雷。這些國(guó)家的超精密加工技術(shù)不僅總體成套水平高骂铁，而且商品化的程度也非常高。

美國(guó)50年代未發(fā)展了金剛石刀具的超精密切削技術(shù)，稱為“SPDT技術(shù)”（Single Point Dia-mond Turning）或“微英寸技術(shù)”（1微英寸＝0.025μm）拉庵，并發(fā)展了相應(yīng)的空氣軸承主軸的超精密機(jī)床灿椅，用于加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及載人飛船用球面钞支、非球面大型零件等茫蛹。

在大型超精密機(jī)床方面，美國(guó)的LLL國(guó)家實(shí)驗(yàn)室于1986年研制成功兩臺(tái)大型超精金剛石車床：一臺(tái)為加工直徑2.1m的臥式DTM-3金剛石車床烁挟，另一臺(tái)為加工直徑1.65m的LODTM立式大型光學(xué)金剛石車床婴洼。其中，LODTM立式大型光學(xué)金剛石車床被公認(rèn)為世界上精度最高的超精密機(jī)床信夫。美國(guó)后來又研制出大型6軸數(shù)控精密研磨機(jī)窃蹋，用于大型光學(xué)反射鏡的精密研磨加工。

英國(guó)克蘭菲爾德技術(shù)學(xué)院所屬的克蘭菲爾德精密工程研究所（簡(jiǎn)稱CUPE）是英國(guó)超精密加工技術(shù)水平的獨(dú)特代表静稻。如CUPE生產(chǎn)的Nanocentre（納米加工中心）既可進(jìn)行超精密車削警没，又帶有磨頭，也可進(jìn)行超精密磨削胚僧，加工工件的形狀精度可達(dá)0.1μm患赏，表面粗糙度Ra<10 nm。

Cranfield精密加工中心于1991年研制成功OAGM-2500多功能三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控磨床（工作臺(tái)面積2500mm×2500mm）渡厦，可加工（磨削界北、車削）和測(cè)量精密自由曲面。該機(jī)床采用加工件拼合方法审鸿，還可加工出天文望遠(yuǎn)鏡中直徑7.5m的大型反射鏡扇收。

日本對(duì)超精密加工技術(shù)的研究相對(duì)于美、英來說起步較晚超茎，但是當(dāng)今世界上超精密加工技術(shù)發(fā)展最快的國(guó)家役倾。

我國(guó)超精密加工的發(fā)展情況

在過去相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期，由于受到西方國(guó)家的禁運(yùn)限制标霎，我國(guó)進(jìn)口國(guó)外超精密機(jī)床嚴(yán)重受限刃撮。但當(dāng)1998年我國(guó)自己的數(shù)控超精密機(jī)床研制成功后，西方國(guó)家馬上對(duì)我國(guó)開禁铡说，我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)口了多臺(tái)超精密機(jī)床畸裳。

我國(guó)北京機(jī)床研究所、航空精密機(jī)械研究所（航空303）淳地、哈爾濱工業(yè)大學(xué)怖糊、國(guó)防科技大學(xué)等單位現(xiàn)在已能生產(chǎn)若干種超精密數(shù)控金剛石機(jī)床。

北京機(jī)床研究所是國(guó)內(nèi)進(jìn)行超精密加工技術(shù)研究的主要單位之一颇象，研制出了多種不同類型的超精密機(jī)床蓬抄、部件和相關(guān)的高精度測(cè)試儀器等丰嘉，如精度達(dá)0.025μm的精密軸承、JCS—027超精密車床嚷缭、JCS—031超精密銑床、JCS—035超精密車床耍贾、超精密車床數(shù)控系統(tǒng)阅爽、復(fù)印機(jī)感光鼓加工機(jī)床、紅外大功率激光反射鏡荐开、超精密振動(dòng)－位移測(cè)微儀等付翁，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平晃听。

NAM-800 型納米數(shù)控車床是北京機(jī)床研究所最新一代的納米級(jí)加工機(jī)床百侧。它是當(dāng)今數(shù)控技術(shù)、伺服技術(shù)呛米、機(jī)械制造技術(shù)完美的統(tǒng)一惕仪。該機(jī)床為我國(guó)最前沿的科技發(fā)展提供了良好的加工手段。

航空航天工業(yè)部303 所在超精密主軸洒已、花崗巖坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等方面進(jìn)行了深入研究及產(chǎn)品生產(chǎn)界贮。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)在金剛石超精密切削、金剛石刀具晶體定向和刃磨受贫、金剛石微粉砂輪電解在線修整技術(shù)等方面進(jìn)行了卓有成效的研究驾萄。

清華大學(xué)在集成電路超精密加工設(shè)備、磁盤加工及檢測(cè)設(shè)備浴蝉、微位移工作臺(tái)亥戒、超精密砂帶磨削和研拋、金剛石微粉砂輪超精密磨削冗腐、非圓截面超精密切削等方面進(jìn)行了深入研究率偏，并有相應(yīng)產(chǎn)品問世。

此外短酵， 中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所舟肉、華中理工大學(xué)、沈陽第一機(jī)床廠查库、成都工具研究所路媚、國(guó)防科技大學(xué)等都進(jìn)行了這一領(lǐng)域的研究， 成績(jī)顯著樊销。

但總的來說整慎， 我國(guó)在超精密加工機(jī)床的效率、精度围苫、可靠性裤园， 特別是規(guī)格（大尺寸） 和技術(shù)配套性方面與國(guó)外相比撤师， 與生產(chǎn)實(shí)際要求相比， 還有相當(dāng)大的差距拧揽。另外剃盾，復(fù)雜曲面的精密加工也一直是我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的壁壘，而制造業(yè)的發(fā)展關(guān)系著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展問題淤袜，仍需投入大量的研究痒谴。

精密加工的發(fā)展趨勢(shì)

1、高精度蜻赃、高效率椰严。

高精度與高效率是超精密加工永恒的主題≡勘遥總的來說荡偶，固著磨粒加工不斷追求著游離磨粒的加工精度，而游離磨粒加工不斷追求的是固著磨粒加工的效率嘁老。當(dāng)前超精密加技術(shù)如CMP烧乙、EEM等雖能獲得極高的表面質(zhì)量和表面完整性，但以犧牲加工效率為保證柄露。超精密切削乏乔、磨削技術(shù)雖然加工效率高，但無法獲得如CMP窒汤、EEM的加工精度蜂镇。探索能兼顧效率與精度的加工方法，成為超精密加工領(lǐng)域研究人員的目標(biāo)杉硅。半固著磨粒加工方法的出現(xiàn)即體現(xiàn)了這一趨勢(shì)给酥。另一方面表現(xiàn)為電解磁力研磨、磁流變磨料流加工等復(fù)合加工方法的誕生杏死。

2泵肄、工藝整合化。

當(dāng)今企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化淑翼，高生產(chǎn)效率越來越成為企業(yè)賴以生存的條件腐巢。在這樣的背景下，出現(xiàn)了“以磨代研”甚至“以磨代拋”的呼聲玄括。另一方面冯丙，使用一臺(tái)設(shè)備完成多種加工(如車削、鉆削遭京、銑削胃惜、磨削、光整)的趨勢(shì)越來越明顯哪雕。

3船殉、大型化鲫趁、微型化。

為加工航空利虫、航天挨厚、宇航等領(lǐng)域需要的大型光電子器件(如大型天體望遠(yuǎn)鏡上的反射鏡)，需要建立大型超精密加工設(shè)備脂槽。為加工微型電子機(jī)械拜岂、光電信息等領(lǐng)域需要的微型器件(如微型傳感器、微型驅(qū)動(dòng)元件等)现碰，需要微型超精密加工設(shè)備(但這并不是說加工微小型工件一定需要微小型加工設(shè)備)。

超精密加工技術(shù)正迎來一個(gè)繁榮的時(shí)代轻江。超精密切削现辑、超精密磨削、超精密研磨與拋光技術(shù)已取得長(zhǎng)足的進(jìn)展挤帕，加工后工件表面精度可達(dá)納米級(jí)或亞納米級(jí)扳耘，并且加工方法目趨多樣化。在流量計(jì)傳感器的生產(chǎn)制造中贤泥，為了達(dá)到產(chǎn)品的高精度測(cè)量液茧，精密加工技術(shù)保證了產(chǎn)品的加工精度。

（傳感器技術(shù)）

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