超精密加工的三個(gè)發(fā)展階段

（1）20世紀(jì)50年代至80年代為技術(shù)開創(chuàng)期

出于航天、大規(guī)模集成電路、激光等尖端技術(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(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。

（2）20世紀(jì)80年代至90年代為民間工業(yè)應(yīng)用初期

在政府的支持下，美國的摩爾公司、普瑞泰克公司開始超精密加工設(shè)備的商品化，而日本的東芝和日立以及歐洲Cranfield大學(xué)等也陸續(xù)推出產(chǎn)品，并開始用于民間工業(yè)光學(xué)組件的制造。但當(dāng)時(shí)的超精密加工設(shè)備依然高貴而稀少，主要以專用機(jī)的形式訂作。

在這一時(shí)期，可加工硬質(zhì)金屬和硬脆性材料的超精密金剛石磨削技術(shù)及磨床被開發(fā)出來，但其加工效率無法和金剛石車床相比。

（3）20世紀(jì)90年代至今為民間工業(yè)應(yīng)用成熟期

在汽車、能源、醫(yī)療器材、信息、光電和通信等產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，超精密加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于非球面光學(xué)鏡片、Fresnel 鏡片、超精密模具、磁盤驅(qū)動(dòng)器磁頭、磁盤基板加工、半導(dǎo)體晶片切割等零件的加工。隨著超精密加工設(shè)備的相關(guān)技術(shù)，例如控制器、激光干涉儀、空氣軸承精密主軸、空氣軸承導(dǎo)軌、油壓軸承導(dǎo)軌、摩擦驅(qū)動(dòng)進(jìn)給軸也逐漸成熟，超精密加工設(shè)備變?yōu)楣I(yè)界常見的生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備。

此外，設(shè)備精度也逐漸接近納米級(jí)水平、可加工工件的尺寸范圍也變得更大，應(yīng)用越來越廣泛。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，還出現(xiàn)了超精密五軸銑削和飛切技術(shù)。已經(jīng)可以加工非軸對(duì)稱非球面等復(fù)雜零件。

超精密加工的三個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)

(1) 高精度、高效率

超精密加工永恒的主題。探索能兼顧效率與精度的加工方法，成為超精密加工領(lǐng)域研究人員的目標(biāo)。

(2) 工藝整合化

高生產(chǎn)效率越來越成為企業(yè)賴以生存的條件，于是出現(xiàn)了“以磨代研”甚至“以磨代拋”的呼聲。此外，使用一臺(tái)設(shè)備完成多種加工(如車削、鉆削、銑削、磨削、光整)的趨勢(shì)越來越明顯。

(3) 大型化、微型化

加工航空、航天、宇航等領(lǐng)域的大型光電子器件，需要建立大型超精密加工設(shè)備；加工微型電子機(jī)械、光電信息等領(lǐng)域的微型器件，需要微型超精密加工設(shè)備。

總的來說，超精密加工技術(shù)正向著適于大批量生產(chǎn)的高效高質(zhì)量、低成本、環(huán)境友好的方向發(fā)展。

影響超精密加工精度的主要因素包括：超精密機(jī)床、超精密加工工具(刀具、磨具、磨料等)、超精密加工工藝、被加工材料、夾具、在線檢測(cè)與誤差補(bǔ)償、超精密加工環(huán)境(包括恒溫、隔振、潔凈控制等)。只有將各個(gè)領(lǐng)域的最新技術(shù)成就集成起來，才有可能實(shí)現(xiàn)超精密加工。