超精密加工是处于发展中的跨学科综合技术。20 世纪 50 年代至 80 年代为技术开创期。20 世纪 50 年代末,出于航天、国防等技术发展的需要,美国率先发展了超精密加工技术,开发了金刚石刀具超精密切削——单点金刚石切削(Single point diamond turning,SPDT)技术,又称为“微英寸技术”,用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面、非球面大型零件等。
超精密特种加工
加工精度以纳米,甚至终以原子单位(原子晶格距离为0.1~0.2纳米)为目标时,切削加工方法已不能适应,需要借助特种加工的方法,即应用化学能、电化学能、热能或电能等,使这些能量超越原子间的结合能,从而去除工件表面的部分原子间的附着、结合或晶格变形,以达到超精密加工的目的。属于这类加工的有机械化学抛光、离子溅射和离子注入、电子束曝射、激光束加工、金属蒸镀和分子束外延等。
传统的机械加工方法(普通加工)与精密和超精密加工方法一样。随着新技术、新工艺、新设备以及新的测试技术和仪器的采用,其加工精度都在不断地提高。
加工精度的不断提高,反映了加工工件时材料的分割水平不断由宏观进入微观世界的发展趋势。随着时间的进展,原来认为是难以达到的加工精度会变得相对容易。因此,普通加工、精密加工和超精密加工只是一个相对概念?其间的界限随着时间的推移不断变化。精密切削与超精密加工的典型代表是金刚石切削。
刀具方面,采用金刚石砂轮,控制背吃刀量和进给量,在超精密磨床上,可以进行延性方式磨削,即纳米磨削。即使是玻璃的表面也可以获得光学镜面。2精密加工和超精密加工的发展趋势从长远发展的观点来看,制造技术是当前世界各国发展国民经济的主攻方向和战略决策,是一个国家经济发展的重要手段之一,同时又是一个国家独立自主、繁荣昌盛、经济上持续稳定发展、科技上保持的长远大计。