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(jì) 50 年代至 80 年代為技術(shù)開創(chuàng)期。20 世紀(jì) 50 年代末,出于航天、國(guó)防等技術(shù)發(fā)展的需要,美國(guó)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(diǎn)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(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。
傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法(普通加工)與精密和超精密加工方法一樣。隨著新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備以及新的測(cè)試技術(shù)和儀器的采用,其加工精度都在不斷地提高。
加工精度的不斷提高,反映了加工工件時(shí)材料的分割水平不斷由宏觀進(jìn)入微觀世界的發(fā)展趨勢(shì)。隨著時(shí)間的進(jìn)展,原來認(rèn)為是難以達(dá)到的加工精度會(huì)變得相對(duì)容易。因此,普通加工、精密加工和超精密加工只是一個(gè)相對(duì)概念?其間的界限隨著時(shí)間的推移不斷變化。精密切削與超精密加工的典型代表是金剛石切削。
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(shì)從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的觀點(diǎn)來看,制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主攻方向和戰(zhàn)略決策,是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段之一,同時(shí)又是一個(gè)國(guó)家獨(dú)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(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)。