核心提示：當前精密和超精密加工精度從微米到亞微米，乃至納米，在汽車、家電、IT電子信息高技術(shù)領(lǐng)域和軍用、民用工業(yè)有廣泛應用。同時，精密和超精密加工技術(shù)的發(fā)展也促進了機械、模具、液壓、電子、半導體、光學、傳感器和測量技術(shù)及金屬加工工業(yè)的發(fā)展。

　　一、精密和超精密加工的概念與范疇

　　通常，按加工精度劃分，機械加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。目前，精密加工是指加工精度為1~0.1?;m，表面粗糙度為Ra0.1~0.01?;m的加工技術(shù)，但這個界限是隨著加工技術(shù)的進步不斷變化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解決的問題，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面狀況；二是加工效率，有些加工可以取得較好的加工精度，卻難以取得高的加工效率。精密加工包括微細加工和超微細加工、光整加工等加工技術(shù)。傳統(tǒng)的精密加工方法有砂帶磨削、精密切削、珩磨、精密研磨與拋光等。

　　超精密加工就是在超精密機床設備上，利用零件與刀具之間產(chǎn)生的具有嚴格約束的相對運動 ，對材料進行微量切削，以獲得*形狀精度和表面光潔度的加工過程。當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，以及所用機床定位精度的分辨率和重復性高于0.01μm的加工技術(shù)，亦稱之為亞微米級加工技術(shù)，且正在向納米級加工技術(shù)發(fā)展。

　　超精密加工包括微細加工、超微細加工、光整加工、精整加工等加工技術(shù)。微細加工技術(shù)是指制造微小尺寸零件的加工技術(shù)；超微細加工技術(shù)是指制造超微小尺寸零件的加工技術(shù)，它們是針對集成電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值來表示，而不是用所加工尺寸與尺寸誤差的比值來表示。光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面層力學機械性質(zhì)的加工方法，不著重于提高加工精度，其典型加工方法有珩磨、研磨、超精加工及無屑加工等。實際上，這些加工方法不僅能提高表面質(zhì)量，而且可以提高加工精度。精整加工是近年來提出的一個新的名詞術(shù)語，它與光整加工是對應的，是指既要降低表面粗糙度和提高表面層力學機械性質(zhì)，又要提高加工精度（包括尺寸、形狀、位置精度）的加工方法。

　　二、精密加工的發(fā)展現(xiàn)狀與應用

　　1.精密成型加工的發(fā)展現(xiàn)狀與應用

　　精密鑄造成形、精密模壓成形、塑性加工、薄板精密成形技術(shù)在工業(yè)發(fā)達國家受到高度重視，并投入大量資金優(yōu)先發(fā)展。70年代美國*主持制訂“鍛造工藝現(xiàn)代化計劃”，目的是使鍛造這一重要工藝實現(xiàn)現(xiàn)代化，更多地使用CAD／CAM，使新鍛件的制造周期減少75%。1992年，美國*提出了“軍用關(guān)鍵技術(shù)清單”，其中包含了等壓成型工藝、數(shù)控計算機控制旋壓、塑變和剪切成形機械、超塑成型／擴散連接工藝、液壓延伸成型工藝等精密塑性成型工藝。國外近年來還發(fā)展了以航空航天產(chǎn)品為應用對象的“大型模鍛件的鍛造及葉片精鍛工藝”、“快速凝固粉末層壓工藝”、“大型復雜結(jié)構(gòu)件強力旋壓成型工藝”、“難變形材料超塑成形工藝”、“*材料（如金屬基復合材料、陶瓷基復合材料等）成形工藝”等。我國的超塑成形技術(shù)在航天航空及機械行業(yè)也有應用，如航天工業(yè)中的衛(wèi)星部件、導彈和火箭氣瓶等，采用超塑成形法制造偵察衛(wèi)星的欽合金回收艙。與此同時，還基本上掌握了鋅、銅、鋁、欽合金的超塑成形工藝，zui小成形厚度可達0．3mm，形狀也較復雜。此外，國外已廣泛應用精密模壓成形技術(shù)制造武器。常用的精密模壓成形技術(shù)，如閉塞式鍛造、采用分流原理的精密成形及等溫成形等國外已用于*。目前，精密模壓技術(shù)在我國應用還較少，精度也較差，國外精度為±0.05—0.10mm，我國為±0.1—0.25mm。

　　2.孔加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應用

　　近年來，汽車、模具零部件、金屬加工大都采用以CNC機床為中心的生產(chǎn)形態(tài)，進行孔加工時，也大都采用加工中心、CNC電加工機床等*設備，高速、高精度鉆削加工已提上議事日程。無論哪個領(lǐng)域的孔加工，實現(xiàn)高精度和高速化都是取得用戶訂單的重要競爭手段。

　　近年來，隨著高速銑削的出現(xiàn)，以銑削刀具為中心的切削加工正在進入高速高精度化的加工時期。在孔加工作業(yè)中，目前仍大量使用高速鋼麻花鉆，但各企業(yè)之間在孔加工精度和加工效率方面已逐漸拉開了差距。高速切削鉆頭的材料以陶瓷涂層硬質(zhì)合金為主，如MAZAK公司和森精機制作所在加工鑄鐵時，即采用了陶瓷涂層鉆頭。在加工鋁合金等有色材料時，可采用金剛石涂層硬質(zhì)合金鉆頭、DLC涂層硬質(zhì)合金鉆頭或帶金剛石燒結(jié)體刀齒的鉆頭。高速高精度孔加工除采用CNC切削方式對孔進行精密加工外，還可采用鏜削和鉸削等方式對孔進行高精度加工。隨著加工中心主軸的高速化，已可采用鏜削工具對孔進行高速精密加工。

　　隨著IT相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，近年來，光學和電子工業(yè)所用裝置的零部件產(chǎn)品的需求急速增長，這種增長進而刺激了微細形狀及高精度加工技術(shù)的迅速發(fā)展。其中，微細孔加工技術(shù)的開發(fā)應用尤其引人注目。微細孔加工早已在印刷電路板等加工中加以應用，包括鋼材在內(nèi)的多種被加工材料，均可用鉆頭進行小直徑加工。目前，小直徑孔加工中，利用鉆頭切削的直徑zui小可至φ50μm左右。小于φ50μm的孔則多采用電加工來完成。為了抑制毛刺的產(chǎn)生，許多研究者提出可采用超聲波振動切削的方式。目前，正在探索一種應用范圍廣而且工藝合理的超聲波振動切削模式，其中包括研究機床的適應特性等內(nèi)容。隨著這些問題的順利解決，今后可望更好地實現(xiàn)直徑更小的微小深孔加工，加工精度會更高。

　　3.特種熱處理的發(fā)展現(xiàn)狀與應用

　　特種熱處理工藝是國防工業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵制造技術(shù)之一。真空熱處理以其*的無污梁、無氧化、工件變形小和適用范圍廣等優(yōu)點，廣泛用于航空航天結(jié)構(gòu)件處理，如齒輪結(jié)構(gòu)件表面滲碳或滲氮，導彈和航天器各種合金或鋼件的去應力、增強或增韌處理等。典型結(jié)構(gòu)如：儀表零件、傳動結(jié)構(gòu)、燃料貯箱、發(fā)動機殼體等；美國熱處理爐約有50%以上為真空熱處理爐。真空熱處理爐已廣泛采用了計算機控制,目前已發(fā)展到真空化學熱處理和真空氣淬熱處理，包括高壓真空氣淬、高流率真空氣淬和高壓高流率真空氣淬技術(shù)等。另外，激光熱處理技術(shù)在國外已廣泛用于航空、航天、電子、儀表等領(lǐng)域，如各種復雜表面件、微型構(gòu)件、需局部強化處理構(gòu)件、微型電子器件、大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)和修補、精密光學元件、精密測量元件等。

　　4.數(shù)控電火花加工新工藝的應用

　　a.標準化夾具

　　數(shù)控電火花加工為保證*的重復定位精度且不降低加工效率，采用快速裝夾的標準化夾具。標準化夾具，是一種快速精密定位的工藝方法，它的使用大大減少了數(shù)控電火花加工過程中的裝夾定位時間，有效地提升了企業(yè)的競爭力。目前有瑞士的EROWA和瑞典的3R裝置可實現(xiàn)快速精密定位。

　　b.混粉加工方法

　　在放電加工液內(nèi)混入粉末添加劑，以高速獲得光澤面的加工方法稱之為混粉加工。該方法主要應用于復雜模具型腔，尤其是不便于進行拋光作業(yè)的復雜曲面的精密加工。可降低零件表面粗糙度值，省去手工拋光工序，提高零件的使用性能（如壽命、耐磨性、耐腐蝕性、脫模性等）?；旆奂庸ぜ夹g(shù)的發(fā)展，使精密型腔模具鏡面加工成為現(xiàn)實。

　　c.搖動加工方法

　　電火花加工復雜型腔時，可根據(jù)被加工部位的搖動圖形、搖動量的形狀及精度的要求,選用電極不斷搖動的方法,獲得側(cè)面與底面更均勻的表面粗糙度，更容易控制加工尺寸,實現(xiàn)小間隙放電條件下的穩(wěn)定加工。

　　d.多軸聯(lián)動加工方法

　　近年來，隨著模具工業(yè)和IT技術(shù)的發(fā)展，多軸聯(lián)動電火花加工技術(shù)取得了長足的進步。模具企業(yè)采用多軸聯(lián)動的方法來提高加工性能，如清角部位在加工可行的情況下采用X、Y、Z三軸聯(lián)動的方法，即斜向加工，避免了因加工部位面積小而發(fā)生放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象。模具潛伏式膠口的加工通過對電極斜度裝夾定位的設計，也可進行斜向多軸聯(lián)動加工。采用多軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)與多種直線運動協(xié)調(diào)組合成多種復合運動方式，可適應不同種類工件的加工要求，擴大數(shù)控電火花加工的加工范圍，提高其在精密加工方面的比較優(yōu)勢和技術(shù)效益。