精密超精密机械加工技术
精密与超精密加工-机械制造技术
≤0. 1
主轴轴向圆跳动 / μ m
≤0. 1
滑台运动的直线度 / μ m
≤1/150
横滑台对主轴的垂直度 / μ m
≤2/100
主轴前静压轴承（φ100mm）的刚 径向
度 /（N/μm）
轴向
1140 1020
主轴后静压轴承（φ80mm）的刚度 /（N/μm） 640
纵横滑台的静压支承刚度 /（N/μm）
基座
周缘 护板
T形布局的金刚石车床
11
➢ 金刚石车床主要性能指标
金刚石车床主要性能指标
最大车削直径和长度 /mm
400×200
最高转速 r/mm
5000～10000
最大进给速度mm /min
5000
数控系统分辩率 /μm
0. 1～0.01
重复精度(±2σ) / μ m
≤0. 2/100
主轴径向圆跳动 / μ m
3
◆ 精密加工与超精密加工的发展
加工误差（μm）
加工设备
测量仪器
102
普通加工
车床,铣床 精密车床
卡尺 百分尺
磨床
比较仪
101
精密加工
坐标镗床
气动测微仪
坐标磨床
光学比较仪
100
金刚石车床 光学磁尺
10-1 超精密加工
10-2
精密磨床
电子比较仪
超精密磨床 激光测长仪 精密研磨机 圆度仪轮廓仪
超高精密磨床 激光高精度
720
12
◆ 金刚石刀具
➢ 超精切削刀具材料：天然金刚石，人造单晶金刚石
➢ 金刚石的晶体结构：规整的单晶金刚石晶体有八面体、 十二面体和六面体，有三根4次对称轴，四根3次对称轴和 六根2次对称轴（图7-20）。
先进制造技术-3精密与超精密加工技术
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
6、3、1 研磨加工的机制和特点
超微细加工以电子束、离子束和激光束三束加工 为基础，采用沉积、刻蚀、溅射和蒸镀等加工手段进 行各种处理。
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
4、超精密加工的主要研究领域包括:
超精密加工技术是以高精度为目标的技术， 它必须综合应用各种新技术，在各个方面精益 求精的条件下，才有可能突破常规技术达不到 的程度界限，实现新的高精度指标。
6、2 超精密磨削
加工精度：0.1um，Ra0.002~0.02um的磨削方法 超精密磨削一般采用细粒度（80＃－400＃)砂轮，经过 精细修整，光磨4－6次，便可获得粗糙度为Ra 0.005 ~ 0.02 um的加工表面。
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
（1）超精密磨削表面的形成机制
超精密磨削获得的极低的表面粗糙度，主要靠砂轮精 细修整得到的大量的、等高性很好的微刃来实现微量切削 作用。
升，以后磨损逐渐减慢。 注：由于积屑瘤的原因，一般将研磨好的锋利刀
尖有意加工成理想的稳定的磨损状态。 2）切削速度和振动
提高切削速度有利于获得良好的加工表面，但注意 以不产生振动为准则。
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
(a) 直线刃刀头 (b) 直线刃刀头
(c) 圆弧刃刀头
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
精密与超精密加工技术
常用精密加工和超精密加工方法
常用精密加工和超精密加工方法(1)钻削加工：是将工件上的金属材料在刀具作用下进行来回转动，把车削面旋转出来，是加工圆柱形、锥形、凹形孔和凹陷、螺纹等零部件表面等的单一机床加工方法。
(2)车削加工：是指加工零件时借助车刀切削，用于加工外螺纹、花键、形状方程式曲面及其他复杂曲面等外形精密零部件。
(3)铣削加工：是指利用滚筒式或刀片式的刀具的移动和旋转，把工件表面形成各种曲面的一种机床加工方法，主要用于加工工件体上的平面、槽、沟等工件表面。
(4)磨削加工：是指采用研磨轮加工工件表面，采用悬磨或抛光技术将其加工精度提高，使其表面光洁度、粗糙程度达到要求的一种机床加工方法。
(5)拉铆加工：是指拉铆头将两个工件紧固在一起，从而使两个工件处于相对固定的位置，而不受旋转影响的一种加工方法，是将机械元件拉铆加工的技术。
(1)水切削加工：是将工件表面由削刀削成薄片，然后由水冲刷把薄片去除，达到精密加工表面粗糙度和平整度要求的一种加工方法。
(2)气刀加工：是将刀具用空气喷射动力使得刀具旋转，切削工件的加工方法，可以实现高速、大功率的切削，适用于切削金属界面、铸件、钢材等表面加工。
(3)超声波加工：是指使用超声波让工件表面产生振动，来切削、拉分和焊接工件表面等加工方法，可以达到更高的精度和更小的表面粗糙度，并且可以实现连续加工。
(4)电火花加工：是一种快速高效的切削方法，主要是通过产生火花后，再通过冲击脉冲和热能来融化微小部份表面材料，从而实现准确切削的一种加工方法。
(5)激光加工：是通过产生强大的激光能，对工件表面进行破碎溶解而实现加工的一种加工方法，可以获得极高的切削精度、平整度和极好的加工质量，和小尺寸孔、槽加工。
精密和超精密加工技术现状和发展趋势
精密和超精密加工技术现状和发展趋势1.引言国际上在超精密加工技术方面处于领先地位的国家有美国、德国和日本发达国家中，美国、日本、德国等在高技术领域（如国防工业、集成电路、信息技术产业等）之所以一直领先，与这些国家高度重视和发展精密、超精密制造技术有极其重要的关系。
由于加工技术水平的发展，精密和超精密加工划分的界限逐渐向前推移，但在具体数值上没有确切的定义。
被加工零件的尺寸精度在 1.0～0.1μm，表面粗糙度Ra在0.1～0.03μm之间的加工方法称为精密加工。
超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展超精密加工技术主要包括:超精密加工的机理,超精密加工的设备制造技术,超精密加工工具及刃磨技术,超精密测量技术和误差补偿技术,超精密加工工作环境条件。
2.发展现状美国是开展研究最早的国家，也是迄今处于世界领先地位的国家。
早在50年代末，由于航天等尖端技术发展的需要，美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术，并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床，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。
20世纪80年代后期,美国通过能源部“激光核聚变项目”和陆、海、空三军“先进制造技术开发计划”,对超精密金刚石切削机床的开发研究,投入了巨额资金和大量人力,实现了大型零件的微英寸超精密加工。
如美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室已经研制出一台大型光学金刚石车床(Large Op tics Diam ond Turn ing Machine, LODTM ), 是一台最大加工直径为1.63m的立式车床,定位精度可达28nm,借助在线误差补偿能力,它已实现了距离超过1m而直线度误差只有±25nm 的加工。
在美国能源部支持下，LLI实验室和Y-12工厂合作，与1983年成功地研制出大型超精密金刚石车床(DTM—3型)。
超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述
超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述超精密加工技术在未来机械领域的发展前景[前言]近二十年以来机械制造业正以迅猛的发展步伐向精密加工、超精密加工发展，在未来的发展过程中精密加工、超精密加工将成为在国际竞争、市场竞争中取胜的关键技术。
现代制造业之所发要致力于提高加工精度，其主要原因在于提高产品的性能和质量，提高其质量的稳定性和性能的可靠性，促进产品的小型化、功能性强，零件互换性好，产品的装配、调试生产率高，并促进制造装配自动化。
随着制造业的发展，现在的精密机械加工正在从微米、亚微米级工艺发展，在今后的加工中，普通机械加工、精密加工与超精密加工精度可分别达到1μm、0.01μm、0.001μm（即1nm），而且超精密加工正在向原子级加工精度逼进（0.1nm）。
随着极限加工精度的不断提高，为科学技术的发展和进步创造了条件，也为机械冷加工提供了良好的物质手段。
关键词超精密加工发展趋势发展策略后续研发一、引言我们一提到超精密这个词语，就觉得它比较神秘，但跟任何其他复杂的高新技术一样，经过一段时间的熟悉、适应，都会被大众所了解，也就不再是所谓的高科技了，超精密加工也是如此。
实际上，如果拥有超精密的加工设备，并且在其它相关技术和工艺上能匹配，经过一段时间的实践之后，就能很好地掌握它，但这需要一个过程。
超精密加工领域集成了很多IT、机械以及电气控制方面的技术，设备方面的操作和使用也非常复杂，所以，只有在对它有很深的理解之后才能把它用好。
二、正文超精密加工当前是指被加工零件的尺寸和形状精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，目前正在向纳米级加工技术发展。
超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家是美国、英国和日本。
美国是开展超精密加工技术研究最早的国家，也是迄今处于领先地位的国家。
英国的克兰菲尔德精密工程研究所（简称CUPE）享有较高声誉，是当今世界上精密工程的研究中心之一。
超精密加工技术在机械制造中的应用
超精密加工技术在机械制造中的应用随着科技的不断进步和人们对产品质量要求的提高，超精密加工技术在机械制造中扮演着越来越重要的角色。
本文将探讨超精密加工技术的定义、原理以及在机械制造中的应用。
一、超精密加工技术的定义和原理超精密加工技术是一种利用先进的加工设备和工艺，对材料进行高精度、高效率的加工方法。
其主要原理是通过控制切削工具与工件之间的相对运动，利用微细的切削力和切削热量，对工件进行精确的切削、磨削或电火花加工，从而获得高精度的加工表面。
二、1. 高精度零件制造：超精密加工技术可以用于制造各种高精度零件，如光学元件、精密仪器仪表的零部件等。
通过控制加工参数和使用高精度的加工设备，可以获得表面粗糙度、尺寸精度和形状精度都非常高的零件。
2. 精密模具制造：在模具制造领域，超精密加工技术可以用于制造高精度的模具。
通过超精密加工技术，可以获得模具表面的高精度、高光洁度和低粗糙度，从而提高产品的加工精度和表面质量。
3. 微机电系统（MEMS）制造：MEMS技术是一种将微观尺度的机械、电子和光学元件集成在一起的技术。
超精密加工技术在MEMS制造中发挥着重要作用，可以实现微米级的加工精度和纳米级的表面光洁度，从而提高MEMS器件的性能和可靠性。
4. 纳米加工技术：随着纳米科技的发展，纳米级加工技术成为了机械制造领域的热点之一。
超精密加工技术可以用于纳米级加工，通过控制加工参数和使用纳米级切削工具，可以实现对材料的原子级加工，从而获得纳米级的表面粗糙度和尺寸精度。
总结：超精密加工技术在机械制造中的应用范围广泛，涉及到高精度零件制造、精密模具制造、MEMS制造和纳米加工技术等领域。
通过控制加工参数和使用高精度的加工设备，可以实现对材料的高精度加工，从而提高产品的加工精度和表面质量。
随着科技的不断进步，超精密加工技术将继续发展，为机械制造领域带来更多的创新和突破。
第5章 精密、超精密加工技术
• 和表面粗糙度的检验，而且要测量加工设备 的精度和基础零部件的精度。 • 高精度的尺寸和几何形状可采用分辨率为 0.1~0.01µ m，的电子测微计、分辨率为 0.01~0.001µ m的电感测微仪或电容测微仪来 测量。圆度还可以用精度为0.01µ m的圆度仪 来测量。
加工设备必须具有高精度的主轴系统、进给 系统（包括微位移装臵），现在的超精密车 床，其主轴回转精度可达0.02µ m，导轨直线 度可达1000000：0.025，定位精度可达 0.013µ m，进给分辨率可达0.005µ m。其回转 零件应进行精密的动平衡。
• 2）高刚度
• 包括静刚度和动刚度，不仅要注意零件本身
• 精密和超精密磨料加工是利用细粒度的磨粒 和微粉主要对黑色金属、硬脆材料等进行加 工，按具体地加工方法分为精密和超精密磨 削,加工精度可达5~0.5µ m，表面粗糙度 Ra0.05~0.008µ m）；精密和超精密研磨（加 工精度可达10~0.1µ m，表面粗糙度 Ra0.01~0.008µ m）；
合金等刀具进行精密和超精密切削，这些刀
具材料的切削效果不如金刚石，但能加工黑
色金属。对黑色金属等硬脆材料的精密加工
和超精密加工，一般多采用磨削、研磨、抛
光等方法。
• 精密和超精密磨削时，通常采用粒度240#~W7
或更细的白刚玉或铬刚玉磨料和树脂结合剂
制成的紧密组织砂轮，经金刚石精细修整后
• 进行加工。
• 出现了精密电火花加工、精密电解加工、精
密超声波加工、分子束加工、电子束加工、
离子束加工、原子束加工、激光加工、微波
加工、等离子体加工、光刻、电铸及变形加
工等。
• 4.复合加工
• 复合加工是将几种加工方法叠合在一起，发 挥各种加工方法的长处，达到高质量（加工
精密和超精密加工技术复习题
精密和超精密加工技术复习题精密和超精密加工技术第一章1.从机械制造技术发展看，过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工。
答：通常将加工精度在0.1-lμm，加工表面粗糙度在Ra 0.02-0.1μm之间的加工方法称为精密加工。
而将加工精度高于0.1μm，加工表面粗糙度小于Ra 0.01μm的加工方法称为超精密加工。
2、现代机械工业之所以要至于提高加工精度，其主要原因在于：提高制造精度后可提高产品的性能和质量，提高其稳定性和可靠性；促进产品的小型化；增强零件的互换性，提高装配生产率，并促进自动化装配。
3.精密和超精密加工现在包括哪些领域。
答：精密和超精密加工目前包含三个领域：1)超精密切削，如超精密金刚石刀具切削，可加工各种镜面。
它成功地解决了高精度陀螺仪，激光反射镜和某些大型反射镜的加工。
2)精密和超精密磨削研磨。
例如解决了大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁盘等的加工。
3)精密特种加工。
如电子束，离子束加工。
使美国超大规模集成电路线宽达到0.1μm。
4、金刚石刀具的超精密切削加工技术，主要应用于两个方面：单件的大型超精密零件的切削加工和大量生产的中小型零件的超精密切削加工技术。
5、金刚石刀具有两个比较重要的问题：一是晶面的选择，二是切削刃钝圆半径r。
6、超稳定环境条件主要是指恒温、防振、超净和恒湿。
相应发展起恒温技术、防振技术、净化技术。
7、我目要发展精密和超精密加工技术，应重点发展哪些方面的内容。
答：根据我国的当前实际情况，参考国外的发展趋势，我国应开展超精密加工技术基础的研究，其主要内容包括以下几个方面：1)超精密切削磨削的基本理论和工艺；2)超精密设备的精度，动特性和热稳定性；3)超精密加工精度检测及在线检测和误差补偿；4)超精密加工的环境条件；5)超精密加工的材料。
第二章8、金刚石刀具超精密切削的切削速度应如何选择?答：超精密切削实际选择的切削速度，经常是根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速，因为在该转速时表面粗糙度最小，加工质量最高，获得高质量的加工表面是超精密切削的首要问题。
超精密加工技术的发展与应用
超精密加工技术的发展与应用随着科技的不断进步，越来越多的精密加工技术被研发出来，其中超精密加工技术就是其中之一。
它是一种高精度、高效率、高质量的加工技术，已经被广泛应用于制造业、电子类、生物医药等领域。
本文将详细介绍超精密加工技术的发展与应用。
一、发展历史超精密加工技术起源于1960年代，当时主要是应用于光学元件的制造。
随着计算机技术的发展以及加工设备的不断改进，超精密加工技术也得到了迅速发展。
在1970年代初期，开发出了“单点钻磨”工艺。
1980年代的日本、美国等国家开始发展大型超精密车削和磨削加工技术，使得超精密加工技术不断地向更高精度和更微小的加工方向扩展。
1990年代初期，精密切割加工技术也被广泛应用。
现在，超精密加工技术已经扩展到了非常小的尺寸和微弱的信号等方面，例如半导体微电子学、纳米技术和激光微加工技术等。
二、超精密加工技术的分类超精密加工技术主要包括以下几个方面：1. 单点钻磨加工技术：它是超精密加工技术的早期研究领域，是一种利用单晶金刚石工具进行金属材料的磨削加工，以达到高精度、高质量的目的。
2. 超精密车削和磨削加工技术：它是大型载具和航空航天工业中的重要加工领域之一。
其加工精度可以达到亚微米级别。
3. 切割加工技术：它是一种低成本、高产量、高精度的超精密加工技术，例如线切割、等离子切割、激光切割等。
4. 电解加工技术：它采用电化学溶解的原理，可以加工金属和非金属材料，具有处理复杂形状、非常薄和非常脆的材料的优势。
三、超精密加工技术的应用超精密加工技术已经被广泛应用于以下领域：1. 光学和光电子学领域：用于制造精密光学元件，例如照相机镜头、透镜、天文望远镜等。
在光电子学领域，它还用于制造控制光电器件、激光微加工和激光雕刻等。
2. 航空航天工业：用于制造发动机的精密零部件、航空结构件、导向和控制元件等。
此外，它还广泛应用于卫星制造、航天器自动交会与对接、卫星制导与控制等。
3. 生物医学领域：用于制造人造人体植入物、医疗器械、医疗器材零部件等。
机械制造中的精密加工技术
机械制造中的精密加工技术
机械制造中的精密加工技术主要包括以下几种：
1. 数控加工技术：通过计算机程序控制机床运动轨迹，精确地加工零部件。
2. 高速加工技术：利用高速转速的刀具，使加工速度大大提高，从而提高生产效率。
3. 激光加工技术：利用激光束对工件进行切割、焊接、钻孔等精密加工。
4. 电火花加工技术：利用电火花放电的热能和化学能，对工件进行加工。
5. 磨削加工技术：利用磨削磨头对工件进行精密加工。
6. 压力加工技术：利用压力对金属板材进行冷加工，实现成型。
以上技术可以单独应用，也可以结合使用，以实现对精密机械设备的高精度、高效率、高质量加工。
此外，还有超精密加工技术，它是指加工精度在亚微米及更小范围内的一种加工技术，主要应用于制造高精度、高质量的微型零部件和光学元件。
常见的超精密加工工艺技术包括光刻技术、离子束刻蚀技术、磨削技术、激光加工技术、精密成型技术和电子束加工技术等。
这些技术通常结合使用，以实现更高精度和更复杂的加工任务。
同时，也需要依
靠高精度的机床和测量设备，以确保加工精度的稳定性和可靠性。
以上信息仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。
2.3精密和超精密加工技术
现代制造技术
2. 非机械超精密加工技术——特种精密加工方法
包括精密电火花加工、精密电解加工、精密超声加工、
电子束加工、离子束加工、激光束加工等一些非传统加工方 法；
3. 复合超精密加工方法
传统加工方法的复合 特种加工方法的复合 传统加工方法和特种加工方法的复合
（例如机械化学抛光、精密电解磨削、精密超声珩磨等）。
1~0.1 0.1~ 0.001 0.1~ 0.01 1~0.1 1~0.1 5 5 1~0.1
0.025~ 0.008 0.025~ 0.008 0.025~ 0.008 0.01 0.01 0.01 0.01~ 0.02 0.01~ 0.008
黑色金属、铝合金 黑色金属、非金属 材料 黑色金属、非金属 材料、有色金属 黑色金属、非金属 材料 黑色金属、非金 属材料、有色金属 黑色金属等 黑色金属等 黑色金属、非金属 材料、有色金属
发展：超精密磨削应用比较成熟的首推金刚石微粉砂轮 超精密磨削。
现代制造技术 1）金刚石微粉砂轮 采用粒度为F240～F1000的金刚石微粉作为磨料，树脂、 陶瓷、金属为结合剂烧结而成；也可采用电铸法和气相沉积 法制作。 用筛选法分级，粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度 内的孔眼数来表示。如60 # 的磨粒表示其大小刚好能通过每 英寸长度上有60孔眼的筛网。对于颗粒尺寸小于40 μ m的磨 料，称为微粉。 • 用显微测量法分级，用W和后面的数字表示粒度号，其W后 的数值代表微粉的实际尺寸。如W20表示微粉的实际尺寸为 20 μ m
• 精密加工是指加工精度达到1～0.1μm，表面粗
糙度Ra在0.1～0.01μm的加工工艺。
• 超精加工则是指加工尺寸精度高于0.1μm，表 面粗糙度Ra小于0.025μm的精密加工方法。
《精密超精密加工》课件
04
精密超精密加工材料
金属材料
01
02
03
钢铁
常用的金属材料，具有高 强度、耐磨性和耐腐蚀性 ，适用于各种精密超精密 加工应用。
铜合金
具有良好的导热性和导电 性，广泛用于电子和通信 行业。
钛合金
具有高强度、轻质和耐腐 蚀性，常用于航空和医疗 领域。
非金属材料
陶瓷
具有高硬度、耐高温和化学稳定性，适用于高精度和 高硬度的加工需求。
详细描述
防止加工过程中的损伤需要从多个方面入手，包括优化刀具设计、选择合适的切削参数 、加强刀具管理和维护等。此外，采用新型的涂层技术和刀具材料也是防止损伤的有效
手段。
06
பைடு நூலகம்
精密超精密加工的应用案例
航空航天领域的应用案例
总结词
精密超精密加工技术在航空航天领域的应用广泛，涉 及发动机叶片、涡轮盘、航空仪表等关键部件的制造 。
这些技术包括离子束加工、电子束加工、激光束加工等。这些技术通常具有更高的加工精度和更广泛 的适用范围，可以应用于各种不同的材料和领域。
03
精密超精密加工设备与工具
超精密切削加工设备
01
超精密切削加工设备主要用于高 精度零件的切削加工，其特点是 切削精度高、加工表面质量好、 加工效率高。
02
常见的超精密切削加工设备包括 数控机床、激光切割机、水切割 机等。
汽车工业领域的应用案例
总结词
精密超精密加工技术在汽车工业领域的应用主要涉及 汽车发动机、变速器、制动系统等关键零部件的制造 。
详细描述
在汽车工业领域，精密超精密加工技术主要用于制造汽 车发动机、变速器、制动系统等关键零部件。这些零部 件的性能对汽车的性能和安全性有重要影响。精密超精 密加工技术能够提高零部件的精度和耐磨性，降低摩擦 和阻力，提高燃油经济性和排放性能。同时，还能缩短 产品研发周期，提高生产效率，降低制造成本。
精密与超精密加工技术综述
就先进制造技术的技术实质性而论，主要有精密和超精密加工技术和制造自动化两大领域1。
前者包括了精密加工、超精密加工、微细加工，以及广为流传的纳米加工，它追求加工上的精度和表面质量的极限，可统称为精密工程；后者包括了设计、制造和管理的自动化，它不仅是快速响应市场需求、提高生产率、改善劳动条件的重要手段，而且是提高产品质量的有效方式。
两者有密切联系，许多精密和超精密加工要靠自动化技术才能达到预期目标，而不少制造自动化则有赖于精密加工才能达到设计要求。
精密工程和制造自动化具有全局性的、决策性的作用，是先进制造技术的支柱。
精密和超精密加工与国防工业有密切关系。
导弹是现代战争的重要武器，其命中精度由惯性仪表的精度所决定，因而需要高超的精密和超精密加工设备来制造这种仪表。
例如，美国“民兵”型洲际导弹系统的陀螺仪其漂移率为0.03～0.05°/h，加速度计敏感元件不允许有0.05μm的尘粒，它的命中精度的圆概率误差为500m；MX战略导弹(可装载10个核弹头)，由于其制导系统陀螺仪精度比“民兵—Ⅲ”型导弹要高出一个数量级，因而其命中精度的圆概率误差仅为50～150m。
对射程4000km的潜射弹道导弹，当潜艇的位置误差对射程偏差的影响为400m、潜艇速度误差对射程偏差的影响为800m、惯性平台的垂直对准精度对射程偏差的影响为400m时，要求惯性导航的陀螺仪的漂移精度为0.001°/h、航向精度在1′以上、10小时运行的定位精度为0.4～0.7海里，因此，陀螺元件的加工精度必须达到亚微米级，表面粗糙度达到Ra0.012～0.008μm。
由此可知，惯性仪表的制造精度十分关键。
如1kg重的陀螺转子，其质量中心偏离其对称轴为0.5nm时，就会造成100m的射程误差和50m的轨道误差；激光陀螺的平面反射镜的平面度为0.03～0.06μm，表面粗糙度要求为Ra0.012μm以上；红外制导的导弹，其红外探测器中接受红外线的反射镜，其表面粗糙度要求达到Ra0.015～0.01μm［2］。
国外超精密加工技术的现状和发展趋势
国外超精密加工技术的现状和发展趋势1. 引言在当今世界，超精密加工技术已经成为了制造业的重要组成部分。
随着科技的不断发展，国外的超精密加工技术也取得了长足的进步。
本文将从多个角度对国外超精密加工技术的现状和发展趋势进行评估和探讨。
2. 现状分析超精密加工技术是指在微米或纳米级别进行加工的技术，其精度和表面质量要求非常高。
当前，国外一些先进制造业发达国家，如日本、德国和美国等，都在超精密加工技术领域具有举足轻重的地位。
这些国家的企业和研究机构不断推动着超精密加工技术的发展，不断推陈出新，取得了许多创新成果。
3. 技术发展趋势未来，国外超精密加工技术将朝着更高精度、更复杂形状、更多材料的加工方向发展。
随着人工智能、大数据和物联网等新一代信息技术的不断涌现，超精密加工技术将更加智能化、数字化和柔性化。
新型材料、纳米技术的应用，也将极大地拓展超精密加工技术的应用范围。
4. 我的观点我认为，国外超精密加工技术的快速发展将为全球制造业带来深远影响。
随着超精密加工技术在航空航天、医疗器械、电子器件等领域的广泛应用，将极大地推动相关产业的发展。
超精密加工技术的不断突破也将为人类社会带来更多便利和可能性。
5. 总结国外超精密加工技术的现状和发展趋势令人振奋。
技术不断创新，应用领域不断拓展，为制造业注入了新的活力。
我对超精密加工技术的未来充满信心，相信它将在全球范围内发挥越来越重要的作用。
通过本文的介绍和分析，相信您已经对国外超精密加工技术的现状和发展趋势有了更深入的了解。
希望本文能够为您带来一些启发和思考，并对您在相关领域的学习和工作有所帮助。
超精密加工技术在国外的发展已经取得了显著的进步，但仍有许多挑战和机遇。
在不断推动超精密加工技术的发展的国外也在积极探索新的技术路径和应用领域，以应对日益复杂的市场需求和竞争压力。
国外超精密加工技术在材料加工和表面处理方面取得了重大突破。
随着新型材料的广泛应用和纳米技术的发展，超精密加工技术已经能够处理更多种类的材料，包括金属、陶瓷、复合材料等。
精密加工 第二讲 精密超精密加工
精密与特种加工
主切削力FZ——它垂直于水
平面，通常与切削速度的方 向一致，在一般切削情况下，
该分力最大。 径向切削力 FY——它在基面
内，并与进给方向相垂直。 FY 是沿切削深度方向上的分 力，它不做功，但能使工件
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精密与特种加工
精密切削研究最早从金刚石车削开始——金刚 石铣削——金刚石镗削，来加工型面和内孔。刀具 材料从金刚石刀具材料——立方氮化硼、复合陶瓷 等。
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精密与特种加工
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精密与特种加工
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精密与特种加工
切入角
过渡切削过程
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精密与特种加工
过渡切削：切削时，刀具的切削刃与工件表面存 在的关系。 弹性滑动——塑性滑动——切削——塑性滑动—— 弹性滑动 零件的最终工序的最小切入深度应小于或等于零件 的加工精度。因此最小切入深度反应加工精度。 在精密切削中，采用的是微量切削方法，切入深度 较小，切削功能主要由刀具切削刃的刃口圆弧承担，能 否从被加工材料上切下切屑，主要取决于刀具刃口圆弧 处被加工材料质点受力情况。
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精密与特种加工
性
质
用
途
自然界中存在的最硬物质,熔 经仔细琢磨后，成为装饰 品——钻石。 点高。 无色透明、正八面体形状的 固体，加工后有夺目光泽。 划玻璃、切割大理石、加工 坚硬的金属，装在钻探机的钻头 钻凿坚硬的岩层。
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精密和超精密加工,精密加工的技术手段有什么？
精密和超精密加工,精密加工的技术手段有什么？制造业是一个国家或地区国民经济的重要支柱，所谓先进制造技术，就是将机械工程技术、电子信息技术（包括微电子、光电子、计算机软硬件、现代通信技术）和自动化技术，以及材料技术、现代管理技术综合集成的生产技术。
先进制造技术追求的目标就是实现优质、精确、省料、节能、清洁、高效、灵活生产，满足社会需求。
精密加工技术是为适应现代高技术需要而发展起来的先进制造技术，是其它高新技术实施的基础。
精密加工技术的发展也促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。
精密和超精密加工通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。
目前，精密加工是指加工精度为1~0.1µ;m，表面粗糙度为Ra0.1~0.01µ;m的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。
精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。
超精密加工就是在超精密机床设备上，利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动，对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程。
当前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。
超精密加工包括微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等加工技术。
微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术；超微细加工技术是指制造超微小尺寸零件的加工技术，它们是针对集成电路的制造要求而提出的，由于尺寸微小，其精度是用切除尺寸的绝对值来表示，而不是用所加工尺寸与尺寸误差的比值来表示。
光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面层力学机械性质的加工方法，不着重于提高。
超精密加工制造技术
超精密加工制造技术
超精密加工制造技术
超精密加工技术是指采用高精度机床加工超精密零件的技术，其中包括超精密磨削、超精密磨珩、超精密切削和超精密冲压等技术。
超精密加工技术可以减少零件的误差，使零件具有较小的尺寸和高精度的表面粗糙度，以及较大的精度和可靠性。
超精密加工技术的主要应用领域包括机械制造、电子信息、航天航空、船舶制造、汽车制造等，其主要用于生产超小型、精密度高的微型零件。
超精密加工技术的应用需要具备一定的技术要求，例如，机床要具有良好的稳定性、精度和加工速度；刀具要经过特殊处理，以提高切削效率和精度；切削液要经过特殊处理，以提高切削效果，减少加工时间；加工过程中要进行完善的程控制和检测，以保证加工的精度和可靠性等。
此外，在超精密加工技术中，还需要采用计算机支持的精密测量、数控技术以及激光切削、电子束加工技术等新技术来提高精密零件的加工精度和可靠性。
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超精密加工技术在光学元件制造中的应用
超精密加工技术在光学元件制造中的应用近年来，随着科技的不断发展和现代工业的不断进步，各种新型材料和光学器件也不断出现，为人类生产生活带来了无限的便利和发展。
而为了满足这些新型材料和光学器件在精度上的要求，超精密加工技术越来越被广泛地应用于光学元件的制造过程中。
一、超精密加工技术的概念和应用超精密加工技术是近年来迅猛发展起来的一种高精度加工技术，是指在微小尺寸范围内，对光学元件进行精密加工的机械加工技术。
这种技术利用了光束的自相干性和波前控制技术，可以对光学元件进行高精度的加工，并且实现微尺度的三维加工，并且其加工精度可以达到亚纳米甚至更高的水平。
超精密加工技术在光学元件的制造中，广泛应用于光学棱镜、光学透镜、光学反射器等领域。
这种技术在光学元件制造领域的应用可以解决传统机械加工技术在加工精度、表面质量等方面存在的局限性，可以实现更高效更精准的加工效果。
二、超精密加工技术在光学元件制造中的优势1. 高加工精度：超精密加工技术采用了非接触式的加工方式，避免了直接接触对工件产生的形变和精度损失，可以将加工精度控制在亚纳米甚至更高的水平，可以满足高精度光学元件的制造需求。
2. 高表面质量：超精密加工技术的加工过程需要在超高真空的环境下进行，可以避免采用传统机械加工技术所存在的磨损、热变形等问题，加工出来的表面非常光滑，表面质量非常高。
3. 可加工性广：超精密加工技术采用非接触加工方式，所以可以加工多种各样的材料，如单晶体、非金属材料、金属材料等。
三、超精密加工技术在光学元件制造中的应用案例1. 超精密加工技术在反射器制造中的应用：反射器是一种广泛应用于天文望远镜、光学测试等领域的光学器件，制造精度要求高，制造难度大。
超精密加工技术可以在单晶材料上实现反射镜的精密制造，可以实现数百万次的精密加工，从而达到亚纳米级的表面粗糙度和形状精度。
2. 超精密加工技术在透镜制造中的应用：透镜是光学元件中重要的一种，广泛应用于光学仪器、电子设备、照相机等领域。
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精密超精密机械加工技术
作者：王勇王飞亚
来源：《农家科技下旬刊》2014年第01期
摘要：精密超精密机械加工技术是获得高形状精度、表面精度、完整性的必要手段，伴随着高科技产品质量和多样化要求的不断提高，对精密超精密机械加工技术也提出了更高的要求。
本文分析了精密超精密加工技术的发展状况，并对其未来进行了展望。
关键词：精密超精密加工技术；发展状况；未来展望
近些年，随着社会经济的不断发展，精密超精密加工技术引起了人们越来越广泛的的关注。
目前，精密超精密加工技术已经成为国际竞争中取得成功的关键。
发展尖端技术、国防工业以及电子工业等，都需要精密超精密加工制造出来的设备。
精密超精密加工技术不仅影响一个国家尖端技术和国防工业的发展，而且还影响其机械产品的制造质量及其在国际市场上的竞争力。
一、精密超精密加工技术的起源
精密超精密加工技术是20世纪50年代末发展起来的一项新技术。
由于电子技术、计算机技术、宇航技术的发展需要，美国组织有关公司和研究机构对微米级加工技术进行研究，在美国诞生的金刚石刀具镜面车削技术催生了超精密加工技术。
二、精密超精机加工技术理论阐述
通常按加工精度划分，可将机械加工分为一般加工、精密加工和超精密加工。
超精密加工就是在超精密机床上，利用零件和刀刃之间产生的具有严格约束的相对运动对材料进行微细切削，以获得高形状精度和表面精度的加工过程。
目前学术界一般认为加工精度为0.1～1微米、表面粗糙度为0.025～0.1微米为精密加工，而加工精度高于0.1微米、表面粗糙度小于0.025微米称之为超精密加工。
精密超精密加工技术包括：精密超精密加工的机理研究，精密超精密加工设备、精密超精密加工工具、精密超精密测量与补偿技术，精密超精密特种加工技术等。
通过这些技术可以实现普通加工方法无法达到的加工精度。
三、精密超精密加工技术发展现状
目前，精密和超精密加工技术已经取得了重大进展，精密超精密加工已经不再是一个独立的加工方法或单纯的工艺问题，而成为了一个应用广泛的系统工程。
对于精密超精密工艺技术的研究而言，国外要早于我国。
目前美国、日本是在该技术上处于领先地位的国家。
这些国家的精密超精密工艺技术不仅总体成套水平高，商品化的程度也很高。
1.国外精密超精密加工技术发展
美国是研究该技术最早也是目前研究和发展水平最高的国家。
20世纪50年代末期，美国首先开始了精密超精密加工技术的研究，60年代初精密超精密机床开始商品化，出现了加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人航天飞船用零件的超精密加工机床。
到80年代末，精密超精密加工技术已经日趋成熟。
精密超精密加工技术的发展使美国在航空、航天、核能方面取得了重要的成就。
美国在超精密机床生产方面处于世界领先地位。
如LLNL国家实验室的大型金刚石车床和3型金刚石车床（DTM-3），是世界公认的水平最高、代表当前最前沿技术的超精密车床。
另外，日本对精密超精密加工技术的研究起步较晚，但也是世界上发展最快的国家之一。
与美国不同，日本主要是出于民用目的来发展超精密机械加工技术。
日本研究的方向包括办公室自动化设备、视频设备、精密测量设备、医疗器械和人造器官等。
同时日本在声、光、图像、办公室设备中的小型电子和光学零件等超精密加工技术方面具有优势，甚至超过了美国。
另外德国、荷兰、英国和中国台湾的超精密加工技术亦处于世界先进水平，如菲利普公司曾研究出Co-lath超精密机床等。
2.国内精密超精密加工技术发展状况
我国的精密超精密加工技术在上世纪70年代有了长足的进步，80年代中期出现了具有世界先进水平的超精密机床和部件，北京机床研究所是国内进行超精密机械加工技术研究的主要单位之一，研制出了多种不同类型的超精密机床、部件和相关的高精度测试仪器等。
如精度达到0.025微米的精密轴承、JCS-027超精密机床、JCS-031超精密铣床、JCS-035超精密车床、超精密车床数控系统、复印机感光鼓加工机床，红外大功率激光反射镜等均处于国际先进水平。
哈尔滨工业大学在金刚石超精密切削、金刚石刀具晶体定向和刃磨、金刚石微粉砂轮电解在线修整技术等方面进行了卓有成效的深入研究。
清华大学在集成电路超精密加工设备、磁盘加工及检测设备、微位移工作台、超精密砂带磨削及研抛等方面进行了深入研究，并有成果问世。
此外，中科院长春光机所、华中科技大学、沈阳第一机床厂、国防科技大学等均对这一领域进行了研究。
总体而言，我国在超精密加工的效率、精度可靠性，特别是规格和技术配套性方面与国外相比还有相当大的差距。
四、精密超精密加工技术未来方向
精密超精密加工技术肩负着支撑未来最新科技进步的重任。
所以如果不将分散在各个领域中的技术综合起来，而使加工精度提高1-2个数量等级是很困难的。
在美国的国家科研计划中，超精密加工技术的研究在材料方面从传统的铝、铜扩展到很难切割的材料和非金属的硬脆材料。
从加工方式上来看，从切削扩展到开发带有检测反馈的超精密技术以及最终表明涂层处理方案的综合性研究。
而从日本的规划来看，早在上世纪80年代日本就提出了超精密加工发展的规划。
借鉴国外超精密加工的发展趋势，结合我国的实际情况，我国开展的精密超精密加
工技术的基础研究应涵盖以下几个方面：超精密切削、磨削的基本理论和工艺；超精密设备的关键技术；超精密加工的精度检测；在线监测以及误差补偿；超精密加工的环境条件；以及超精密加工的材料。
五、结束语
精密超精密加工技术是一项系统的工程。
我们要想把该项工作做好，必须做好以下几项工作：一，我们对精密超精密加工技术及其相关理论有一个系统清晰的认识；二，要对该技术各个时期的发展状况有一个个准确的分析；三，要借鉴国外精密超精密技工技术的经验并结合我国的实际情况，对精密超精密加工技术给予足够的重视，投入相当的人力和物力进行研究和开发。
作者简介：王勇（1990-），男，安徽蒙城，汉，本科，研究方向：机械电子工程。
王飞亚（1993-），男，江苏连云港，汉，本科，研究方向：工业设计。