超精密数控加工技术研究进展

刘丽明，李孝元

（武汉工程科技学院，湖北 武汉 430200）

目前的超精密数控加工技术主要分为4个领域：（1）超精密切削；（2）超精密磨削；（3）超精密抛光；（4）超精密非传统加工（如电子束加工和离子束加工）。本文主要研究超精密切削、磨削和抛光。超精密切削是指使用金刚石等超硬材料制成的刀具，被加工表面的表面粗糙度达到数纳米的切削技术。超精密切削有各种分支：超精密车削、铣削、镗孔和复合加工（如超精密切削与超声振动的组合）。超精密磨削是利用具有细/超细磨粒的砂轮和高性能磨床，实现材料去除率高、加工精度小于0.1 μm、表面粗糙度小于25nm的加工方法。在各种加工技术中，超精密磨削保证了加工精度、表面质量和效率。超精密抛光是在软抛光工具、化学流体或电场/磁场的帮助下，结合精细磨料的机械和化学作用，通常用于获得无/较少表面/亚表面损伤和高表面质量的超光滑表面。目前，超精密抛光是实现多个纳米级加工精度和亚纳米级表面粗糙度的主要加工方法。此外，在超精密抛光过程中去除的材料非常少（在几个微米以下）。

1 超精密数控加工技术发展现状

超精密数控加工技术是高技术产业的基础，代表了现代制造科学的发展趋势，是国防的支撑技术。在现代科学研究中，几乎所有的实验装置和仪器都是以超精密数控加工技术为支撑的。目前，纳米级制造处于该领域研究的前沿，越来越受到发达国家的关注。超精密数控加工技术的应用范围广泛，包括金属（如软金属）、硬机械材料（如淬火钢、不锈钢、高速钢和硬质合金），以及硬脆非金属材料（如半导体材料、陶瓷、玻璃）。……