国外超精密加工技术的现状和发展趋势

超精密加工领域国内外发展状况分析比较摘要:超精密加工技术的发展程度决定了我国综合国力的发展步速，因此正确、直观、深入的了解超精密加工的国内外发展状况并进行分析比较,对于加快我国工业发展是十分必要和重要的。

关键词：超精密加工;国内外;分析比较前言：超精密加工的技术范畴由于加工技术水平的发展，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固定的界定。

根据目前技术水平及国内外专家的看法,对中小型零件的加工形状误差△和表面粗糙度Ra的数量级可分为以下档次。

精密加工：Δ=1。

0～0。

1 μm，Ra=0。

1～0。

03 μm；超精密加工：Δ=0。

1～0.01 μm，Ra=0。

03～0。

005 μm;纳微米加工：Δ<0。

01 μm，Ra<0。

005 μm。

随着科学技术的飞速发展，超精密加工技术日趋成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密微细加工、超精密计量等，并向更高层次发展。

超精密加工的影响因素很多，只有广泛研究和综合采用各种新技术，并在各方面精益求精，才能突破目前常规加工技术不能达到的精度界限。

实现超精密切削加工的条件主要包括超精密加工机床、超精密切削刀具、超精密加工环境、超精密加工的工件材质、超精密加工用夹具和超精密测控技术等多项技术。

超精密加工技术实际上就是这些技术的综合应用。

现代科学技术的发展以试验为基础，所需试验仪器和设备几乎无一不需要超精密加工技术的支撑。

主体:1。

国内外发展现状及比较分析1。

1 国际上本领域发展状况超精密加工发展到今天，已经取得了重大进展,超精密加工已不再是一种孤立的加工方法和单纯的工艺问题，而成为一项包含内容极其广泛的系统工程。

影响超精密加工精度的主要因素包括：超精密机床、超精密加工工具（刀具、磨具、磨料等)、超精密加工工艺、被加工材料、夹具、在线检测与误差补偿、超精密加工环境（包括恒温、隔振、洁净控制等）。

只有将各个领域的最新技术成就集成起来,才有可能实现超精密加工。

超精密加工与超高速加工技术国内外发展趋势中国磨料磨具网发布日期：2005-10-31 点击率：1442超精密加工与超高速加工技术现状及国内外发展趋势超高速加工工业发达国家对超高速加工的研究起步早，水平高。

在此项技术中，处于领先地位的国家主要有德国、日本、美国、意大利等。

在超高速加工技术中，超硬材料工具是实现超高速加工的前提和先决条件，超高速切削磨削技术是现代超高速加工的工艺方法，而高速数控机床和加工中心则是实现超高速加工的关键设备。

目前，刀具材料已从碳素钢和合金工具钢，经高速钢、硬质合金钢、陶瓷材料，发展到人造金刚石及聚晶金刚石（PCD）、立方氮化硼及聚晶立方氮化硼（CBN）。

切削速度亦随着刀具材料创新而从以前的12m/min提高到1200m/min以上。

砂轮材料过去主要是采用刚玉系、碳化硅系等，美国G．E公司50年代首先在金刚石人工合成方面取得成功，60年代又首先研制成功CBN。

90年代陶瓷或树脂结合剂CBN砂轮、金刚石砂轮线速度可达125m/s，有的可达150m/s，而单层电镀CBN砂轮可达250m/s。

因此有人认为，随着新刀具（磨具）材料的不断发展，每隔十年切削速度要提高一倍，亚音速乃至超声速加工的出现不会太遥远了。

在超高速切削技术方面，1976年美国的V ought公司研制了一台超高速铣床，最高转速达到了20000rpm。

特别引人注目的是，联邦德国Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所（PTW）从1978年开始系统地进行超高速切削机理研究，对各种金属和非金属材料进行高速切削试验，联邦德国组织了几十家企业并提供了2000多万马克支持该项研究工作，自八十年代中后期以来，商品化的超高速切削机床不断出现，超高速机床从单一的超高速铣床发展成为超高速车铣床、钻铣床乃至各种高速加工中心等。

瑞士、英国、日本也相继推出自己的超高速机床。

日本日立精机的HG400III型加工中心主轴最高转速达36000~40000r/min，工作台快速移动速度为36~40m/min。

精密和超精密加工现状与发展趋势一、精密和超精密加工的概念与范畴通常，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。

精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。

传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。

a. 砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。

b. 精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。

c. 珩磨,用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1µ;m，最好可到Ra0.025µ;m，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。

d. 精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。

精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025µ;m加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。

e. 抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工，主要用来降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或机械抛光、超声波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。

超精密加工技术的发展现状超精密加工技术的发展现状，哎呀，真是个让人觉得又神奇又复杂的话题啊！咱们得先了解一下超精密加工是什么。

它其实就是用极高的精度来加工材料，想想看，能把东西做到这么精准，真是令人叹为观止。

现在的制造业可离不开它，尤其是在航空、医疗、电子这些领域，越是高端的东西，越离不开超精密加工。

想象一下，微米级别的加工，那得多细腻啊！说真的，这技术的发展，真的是让人感觉到科技的力量。

在这过程中，咱们得提到几项关键技术，比如说光刻、超声波加工，还有激光加工。

光刻技术可谓是个“大明星”，在芯片制造中大显身手，像是在细致的画布上作画，光线勾勒出无数精致的图案。

超声波加工呢，哎，别小看它，利用声波的振动来加工，能把很多材料轻松处理掉，真是个“小帮手”。

激光加工嘛，嘿，那可是一把双刃剑，精准又快速，火花四溅的场景让人忍不住想为它点赞。

不过，话说回来，技术再先进，也得面对一些挑战。

比如说，成本问题。

超精密加工的设备可不是白菜价，维护保养更是个大开销。

这让很多小企业在这条路上犹豫不决，真是让人心疼。

材料的选择也非常重要，有些材料在超精密加工中表现得特别好，而有些则像个“死胖子”，怎么都弄不动。

为了追求更好的效果，研究人员们可是费尽心思，真是“煞费苦心”啊。

还有就是人才的培养。

这方面可不能马虎，超精密加工需要的人才既要有理论知识，又要有丰富的实践经验。

现在的大学里，很多学校已经开始设置相关课程，目的就是希望能培养出更多的技术人才，未来可得靠他们“撑门面”呢。

真心希望越来越多的人能加入这个行业，给我们带来更多的惊喜。

说到应用，超精密加工的舞台可大了！像航天器、手术刀、手机的内部零件等等，几乎无处不在。

你看看，航天器上那些复杂的零部件，没有超精密加工，恐怕就飞不起来了！还有手术刀，医生可不能用个普通的刀子，精细的切口直接关系到手术的成功与否，这可是关乎生命的大事啊！而手机的微小零件，哪个能离开超精密加工的加持？所以说，这技术的重要性，不用多说，大家都懂。

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[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。

精密加工行业报告精密加工是一种高精度的机械加工技术，它在各种行业中都有着广泛的应用。

随着科技的不断发展和进步，精密加工行业也在不断壮大和壮大。

本报告将对精密加工行业的发展现状、市场需求、技术趋势等方面进行分析和展望。

一、精密加工行业的发展现状。

随着科技的不断进步和发展，精密加工行业也在不断壮大。

目前，全球精密加工行业的市场规模已经达到了数千亿美元。

在中国，精密加工行业也在快速发展，成为了国民经济中不可或缺的一部分。

从国内外市场来看，精密加工行业的需求量也在不断增加，市场潜力巨大。

二、精密加工行业的市场需求。

精密加工行业的市场需求主要来自于汽车、航空航天、电子、医疗器械、光学仪器等行业。

随着这些行业的不断发展，对精密加工零部件的需求也在不断增加。

特别是在汽车和航空航天行业，对零部件的精度和质量要求非常高，这就对精密加工行业提出了更高的要求。

三、精密加工行业的技术趋势。

随着科技的不断进步，精密加工行业的技术也在不断更新和改进。

目前，数控机床、激光加工、电火花加工、超声波加工等先进技术已经在精密加工行业中得到了广泛应用。

这些先进技术不仅提高了加工效率，还提高了加工精度，降低了成本，提高了产品质量。

四、精密加工行业的发展趋势。

未来，精密加工行业将会朝着智能化、自动化、数字化的方向发展。

随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断发展，精密加工行业将会迎来新的发展机遇。

同时，随着全球制造业的转移和升级，精密加工行业也将会面临更大的市场机遇和挑战。

总之，精密加工行业是一个充满活力和发展潜力的行业。

随着科技的不断发展和进步，精密加工行业也将迎来新的发展机遇。

我们相信，在政府的政策支持和企业的不懈努力下，精密加工行业一定会迎来更加美好的未来。

【最新整理，下载后即可编辑】浅析超精密加工机床现状及展望张建锋学号：11309017(汕头大学机械工程学院广东)摘要：本文主要讨论超精密加工以及加工机床的发展历程、国内外现状、关键技术要点以及展望。

通过对超精密加工机床的现状和难点分析，总结了未来超精密加工机床的发展趋势，并且具体给出了超精密加工机床的重点需要突破革新的要点和对策。

关键字：超精密加工、超精密加工机床、精度、效率。

0 前言超精密加工技术是20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的一种加工技术。

超精密加工技术是现代制造技术之一，它与传统加工在加工方法、加工精度等方面有着本质的区别，是零件加工精度和质量的飞跃。

超精密加工是世界科技发展的重要前沿领域，主要包含有超精密制造、超精密检测、超精密环境控制及其各类辅助研究分支。

大部分仪器系统和设备都是通过机床加工出来的，如隐形眼镜就是用超精密数控车床加工而成的。

目前隐形眼镜的加工工艺主要有三种：分别是旋转成型工艺、切削成型工艺和模压成型工艺。

计算机硬盘驱动器、光盘和复印机等高技术产品的很多精密零件都是用超精密加工手段制成。

当现有加工设备不能满足零件加工要求时，必然要设计新设备，这就是我们经常提起的超精密机床的研究，而超精密加工机床的结构设计是其中最关键的技术之一。

一个高精密机床的设计不仅仅是机械部门一个单元能完成的，它受到材料、物理、设计和工艺水平等多个环节和整个系统的综合影响。

本文主要从超精密加工的起源、内涵、影响因素、研究方向和对策等方面来阐述超精密加工机床结构。

1 超精密加工相关知识概述超精密加工目前尚没有统一的定义，在不同历史时期，不同的科学技术发展水平的情况下，有不同的理解。

通常我们认为一定尺寸的被加工零件的尺寸精度和形位精度达到零点几微米，表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术为超精密加工技术。

被加工尺寸大小不同，超精密加工的界别也会不同，通常认为精度与加工尺寸之比(精度比)达到10-6量级也称为超精密加工[1]。

精密加工和超精密加工的发展趋势和技术前沿1.向高精度、高效率方向发展随着科学技术的不断进步，对精度、效率、质量的要求愈来愈高，超精密加工技术就是要向加工精度的极限冲刺，应该说，这种极限是无限的，当前的目标是向纳米级进军，而现状是处于亚微米级水平。

图0-13表示了超精密加工理论基础和应用技术的发展，提出了量子技术、量子能量的利用，并将和太空技术联系起来。

2.向大型化、微型化方向发展由于航天航空等技术的发展，大型光电子器件要求大型超精密加工设备，如美国研制的加工直径为～4m的大型光学器件超精密加工机床。

由于微型机械、集成电路的发展，超精密加工技术向微型化发展，如微型传感器，微型驱动元件和动力装置、微型航空航天器件等。

3.向加工检测一体化发展由于超精密加工的精度很高，必须发展相应的检测技术才能适应其要求；同时，采用加工和检测独立进行的方法可能由于安装等误差而不能实现，因此，要采用在位检测方法，使加工检测一体化。

4.在线检测与误差补偿超精密加工的精度很高，影响因素多且复杂，进行在线检测、工况监控以确保加工质量及其稳定性是十分必要的。

由于超精密加工的精度很高，加工设备本身的精度有时很难满足要求，就要采用在线检测和误差补偿的方法来提高精度，保证加工质量的要求。

5.新型超精密加工方法的机理加工机理的研究是新技术的生长点，超精密加工机理涉及微观世界和物质内部结构，所利用的能源包括机、光、电、声、热、化、磁、原子等，十分广泛。

不仅可以采用分离去除加工，而且可以采用分层堆积加工方法；既可采取单独加工方法，更可采用复合加工方法。

加工机理的研究往往具有突破性。

6.新材料的研究新材料包括新的工具材料(切削、磨削)和被加工材料。

精密加工和超精密加工的被加工材料对其加工质量的影响极大，其化学成分、力学机械性能均有严格要求，亟待研究。

当前，精密加工和超精密加工在我国急需要研究的是实用化，将一些成熟或比较成熟的精密加工和超精密加工技术推广到实际中去，以提高加工技术的水平，使生产的机械产品质量更好、生产率更高。

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。