早在20世纪80年代，我国机械工业部科技司在《机械工业共性制造技术政策要点说明》中明确提出“机械加工行业技术改造的重点是提高加工精度、加工效率、缩短加工周期和降低消耗”；“在精密机床、精密量仪和其他精密机械领域的制造中，采用精密与超精密加工技术，推广已研制成功的精密与超精密车床、铣床、磨床等”。多年来，我国的精密加工业取得了可喜的进展。我们之所以致力于提高加工精度，一来是为了提高产品的性能和质量，提高其稳定性和可靠性，二来促进产品的小型化，增强零件的互换性，提高装配生产率，并促进自动化装配。精密技术的不断发展，已成为各种高科技得以出现和发展的技术基础，它代表着一个国家制造领域的尖端技术水准，已经成为当今世界各国进行科技、市场乃至军备竞争的一个重要手段。

1 精密加工技术的现状

    国外精密加工技术的发展始于20世纪70年代初期，主要集中在美、日、英等国家。自1996年日本用MEL实验室开发的世界上第一台微型车床切削出最小直径为60μm的黄铜后，各种微型机床相继出现，大大促进了精密加工技术的发展。

    一般来说，我们把加工精度在0.1～1μm、加工表而粗糙度在R_a0.02~0.1 μm之间的加工方法称为精密加工，而把加工精度高于0.1 μm、加工表面粗糙度小于R_a0.02μm的加工方法称为超精密加工。制造精度取决于实现它的工具—一机床、刀具和计算机数控(CNC)技术。机床决定工业产品的质量和技术，超精刀具技术是超精加工技术的关键。在制造自动化领域中，CNC技术是AMT最重要的基础之一。超精密加工技术发展到今天，已不再是一种孤立的加工和单纯的工艺问题，而成为一项包含内容极其广泛的系统工程。下面就精密加工过程中涉及到几个方面的现状予以说明。

    (1) 丝杠 机床的性能在很大程度上取决于丝杠，丝杠的生产过程中，材料的选择与正确的热处理是很关键的两个因索，它们直接关系到丝杠的质量与精度。日本黑田精工滚珠丝杠选用真空炼钢制造的合金钢材料，由于在热处理过程中碳渗透是由红外吸收的CO₂气体分析和控制体制来控制CO₂的浓度，且热处理的温度和时间也是自动控制的，经过这样的渗碳后淬火，硬度可达58一62HRC，研磨后的淬火表面的厚度控制在0.6～1.0mm。

    (2)刀具  天然金钢石以其硬度高、耐磨性好、强度高、导热性好、与金属摩擦系数低、可以刃磨出极其锋利的刀刃等优良特性，被认为是最理想的超精密削刀具材料。目前我国国内所用高精度圆弧金钢石刀具还依赖进口，对金刚石刀具研磨技术的研究还处在初级阶段。哈尔滨工业大学精密研究所最近开发出一种基于原子力微摆针原理的具有纳米精度的刃口三坐标测量系统，其测录精度可达到±20nm，可满足对金刚石刀具刃口检测精度的要求。

    (3)防振  为了提高超精密加工系统的动态稳定性，必须用各种系统来保证机床不受或少受外界振动的影响。美国LLL实验室的大型超精密金刚石车床采用隔振措施后，轴承部件的相对振动振幅为2nm，并可防比1.5~2Hz的外界振动传入。浙江大学在模拟啄木鸟头部独特生物构造和隔振机理的基础上采用主动隔振和被动隔振相结合的技术建立了超精密装置隔振系统结构及动力学模型，提出了带有两个修正因子的闭环二维F一PID主动控制系统，即根据输入位移和速度的信号偏差大小分别采用不同的修正因子。

    (4)检测  超精密加工要求测量精度比加工精度高一个数量级。目前超精密测量仪正向高分辨率、高精度和高可靠性的方向发展。国外广泛发展非接触式测录方法并研究出原子级精度的测量技术。目前世界上精度最高的测量仪—一隧道扫描显微镜的分辨率为0.O1nm，可用于测量金属和半导体零件的原子分布的形貌。最新的研究证实，在隧道扫描H4V微镜卜可移动原子，实现精密工程的最终目标—一原子级精密加工。我国最近自主开发、研制了纳米测长仪和量块快速检测仪，将长度通用量具提高到了纳米量级，并从静态人工读数发展到数字化自动显示，其数显分辨率达到lnm。

    (5)环境  加工环境条件的微小变化都可能影响加工精度，使超精密加工达不到预期目的，据文献统计，在精密加工过程中机床热变形引起的加工误差占总误差的40%~70%。如要保证0.01 ~0.1μm的加工精度，温度变化应分别控制在±0. 01℃及±0.1℃。造成温度波动的原因，主要有机床工作环境温度的变化、切削热、摩擦发热、电机发热等，要对所有因素全面加以控制，很难实现且耗资过大，国内外比较成功的经验是对机床加工部位或其特征部位实现局部恒温化，进行积极的温度控制，这种局域温度控制技术主要有建立局域恒温间(控制环境温度)、变频空调系统(控制机床温度)、喷雾冷却(控制加工部位温度)等。

    (6)新途径  目前国内有人提出微制造的一种新途径—一根据分子生物学原则，设计和合成或通过分子克降制备生物聚合物，借助分子自组装实现微型机械或微系统制造。DNA导线、DNA镊子、分子马达及纳米机械，相信这些目前还在实验室的前沿科技在不久的将来就会成为我们制造业的手段之一。

2 精密加工的趋势

    从精密加工的发展趋势来看，制造业的发展对加工精度的要求越来越高，随着许多新方法、新手段的出现，我们可以实现的加工精度也越来越高，超精密加工成为制造业发展的必然趋势。然而要实现真正的超精密加工，还有许多工作需要我们去做，其中包括：

    (1)工艺方法  目前我们通常使用的超精密加工方法有超精密磨削与研磨、超精密切削加工、超精密特种加工(如电子束、离子束刻蚀、激光加工等)，还有待发现更加有效的新途径实现超精密加工。

    (2)精密机床  目前精密加工用的精密机床虽然采用了空气轴承提高了主轴的回转精度，空气静压或液体静压导轨提高了运动部件的移动精度，微量进给装置实现了微量进给，合成花岗岩支承件提高了抗振性和热稳定性，但其精度还是不够满足制造业的进一步要求，各方面性能还有待提高。

    (3)误差补偿  超精密加工中的误差补偿问题国内外学者的争议比较大。但从目前发展趋势看，大多数学者认为要达到最高精度还需要使用在线检测和误差补偿。