常用的加工方法有金剛石車削、金剛石鏜削、珩磨、研磨、超精加工、砂帶磨削和鏡面磨削等。金剛石車削和金剛石鏜削都是利用聚晶金剛石刀具進行切削,珩磨是采用鑲嵌在珩磨頭上的油石(又稱珩磨條)主要對孔進行精整加工。研磨是利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒,通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對加工表面進行的精整加工。
高光潔高精度磨削同樣要求機床有很高的精度和剛性,磨削過程是用經(jīng)精細修整的砂輪,使每個磨粒上產(chǎn)生多個等高的微切削刃,以很小的磨削深度,在適當?shù)哪ハ鲏毫ο?,從工件表面切下很微細的切屑加上微切削刃呈微飩狀態(tài)時的滑擦,擠壓、撫平作用和多次無進給光磨階段的摩擦拋光作用,從而獲得很高的加工精度和物理機械性能良好的高光潔表面。綜上所述,采用精密加工工藝可提高工件的加工精度和表面質(zhì)量。
超精密加工是處于發(fā)展中的跨學科綜合技術。20 世紀 50 年代至 80 年代為技術開創(chuàng)期。20 世紀 50 年代末,出于航天、國防等技術發(fā)展的需要,美國率先發(fā)展了超精密加工技術,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,又稱為“微英寸技術”,用于加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術導彈及載人飛船用球面、非球面大型零件等。
以金剛石切削為例。其刀刃口圓弧半徑一直在向更小的方向發(fā)展。因為它的大小直接影響到被加工表面的粗糙度,與光學鏡面的反射率直接有關,對儀器設備的反射率要求越來越高。如激光陀螺反射鏡的反射率已提出要達到99.99%,這就必然要求金剛石刀具更加鋒利。為了進行切極薄試驗,目標是達到切屑厚度nm,其刀具刃口圓弧半徑應趨近2.4nm。為了達到這個高度,促使金剛石研磨機改變了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其中主軸軸承采用了空氣軸承作為支承,研磨盤的端面跳動可在機床上自行修正,使其端面跳動控制在0.5μm以下。