精密加工工藝是指加工精度和表面光潔程度高于各相應(yīng)加工方法精加工的各種加工工藝。精密加工工藝包括精密切削加工(如金剛鏜、精密車削、寬刃精刨等)和高光潔高精度磨削。精密加工的加工精度一般在10~0.1μm,公差等級在IT5以上,表面粗糙度Ra在0.1μm以下。
超精密加工是處于發(fā)展中的跨學(xué)科綜合技術(shù)。20 世紀 50 年代至 80 年代為技術(shù)開創(chuàng)期。20 世紀 50 年代末,出于航天、國防等技術(shù)發(fā)展的需要,美國率先發(fā)展了超精密加工技術(shù),開發(fā)了金剛石刀具超精密切削——單點金剛石切削(Single point diamond turning,SPDT)技術(shù),又稱為“微英寸技術(shù)”,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、非球面大型零件等。
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)過精細研磨的單晶金剛石車刀進行微量車削,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0.1微米,表面粗糙度為Rz0.05微米。
超精密特種加工
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)為目標時,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,以達到超精密加工的目的。屬于這類加工的有機械化學(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。