超精密加工設備的發展曆史

縱觀國內外 40 多年超精密（mì）機床 發展史，可以總結出兩大特點：一是 大學和研究所保持著對超精密機（jī）床 研究的持續熱情，對高技術進行超前 研究，對（duì）超精密（mì）機床產業（yè）化（huà）和商品（pǐn）化（huà） 起著推動的作用；二（èr）是超精密機床 的模塊化、係統化是其進入市場的重 要技術手段（duàn）。

美國是開展超精密加工技術研 究早的（de）******，也是迄今處於世界領 先地位的******。早在 20 世紀 50 年（nián）代（dài）末，由於航天等尖端技術發展的需 要，美國首先發展了金（jīn）剛石刀具的超 精密切削技術，稱為SPDT（Single Point Diamond Turning）技術， 並 發展了相應的空氣軸（zhóu）承主軸的超精 密機床（chuáng），用於加工激光核聚變反射（shè） 鏡、戰術導彈及載人飛船（chuán）用（yòng）球麵（miàn）非球 麵大（dà）型零件等。

美國Union Carbide公司於 1972 年研製成功了 R θ 方式的非 球麵創成加工機床。這（zhè）是一台具有 位置反饋功能的雙坐標數控車床， 可實（shí）時改變刀座導軌的轉角 θ 和 半徑 R ，實現非球麵的鏡麵（miàn）加工。 Moore公司於1980 年首先開（kāi）發出了 用3個坐標控製的M-18AG 非 球 麵加工機床，這（zhè）種機床可加工直徑為 356mm 的各種非球麵金屬反射鏡。 英國Cranfield大學精密工程研究 所(CUPE)研製的大型超精密金剛 石鏡麵切削機床，可以（yǐ）加工大型（xíng） X 射線天體望遠鏡（jìng）用的非球（qiú）麵反射鏡 (大直徑可達1400mm，大長度為 600mm 的圓錐鏡 )。

20 世 紀 80 年 代，美（měi）國Union Carbide 公司、Moore公司和美國 空軍兵器研究所製定了一個以形狀 精 度 為 0.1μm、直 徑 為 800mm 的 大型球麵光學零件（jiàn）超精（jīng）密加（jiā）工為 目標的超（chāo）精密機床研究計劃—— POMA(Point One Micrometer Accuracy) 計劃，這是一個裏程碑式 的研究計劃。

20 世紀 80 年代中後期，美國通（tōng） 過能源部激光核聚變項目和陸、 海、空三軍******製造技（jì）術開發計 劃，對超精密金剛石切削機床的開（kāi） 發研究，投入了巨額資金和大量（liàng）人 力，實現了大型零件的超精密加工。 如美國勞倫斯 · 利弗莫爾******實驗 室1984年研製出一台大型光學金（jīn） 剛石車（chē）床 (Large Optics Diamond Turning Machine，LODTM)，至今 仍代（dài）表（biǎo）了超精密加工（gōng）設備的高水 平，該機床可加工直徑為 2.1m，重為 4.5t 的工件。采（cǎi）用高壓液體靜壓導軌，在 1.07m×1.12m 範圍內直線度（dù） 誤差小於 0.025μm( 在（zài）每個溜板上 裝有標（biāo）準平尺，通過測量和修（xiū）正來達 到 )，位（wèi）移誤差不超過 0.013μm( 用 氦屏（píng）蔽的激光幹涉（shè）儀來測（cè）量和反饋 控製達到 )，主軸溜板運（yùn）動偏擺小於 0.057″(通過兩路激光幹涉儀測量， 壓電（diàn）陶瓷修正來實現 )。激光測量係（xì） 統有單（dān）獨的花崗岩支架係統，不與機 床聯結。油（yóu）噴淋冷卻係統可將油溫 控製在（20±0.0025）℃。采用摩擦 驅動，運動分辨率（lǜ）達0.005μm。 終可實現加工大型光學零件直徑達 1.4m，麵形精度為0.025µm，表麵 粗糙度 R a ≤ 5nm。

由於有了模塊化和構件化的（de）技 術，研製新的超精密製造設備的費 用和周期（qī）大大下降，技術難（nán）度也同 時下降（jiàng）。進入 80 年代後，隨著民用 光學應（yīng）用範圍的擴大，超精密（mì）加工 技術在（zài）民用（yòng）行業得到了應用。英國 Rank Pneumo公司於1980 年 向 市場推出了利用激光（guāng）反饋控製的兩 軸聯動加工機床MSG-325，我國中 科院（yuàn）長（zhǎng）春光機所引進的我國******台 超精密加工設備即為該（gāi）型號。隨後（hòu） 又 推 出 了 ASG2500、ASG2500T、 Nanoform300 等機（jī）床。

經過多次的合並與（yǔ）收購，目前國 際上主要生產金剛石超精密加（jiā）工設 備的廠商主要有：美國 Moore公（gōng）司、 AMETEK集團旗下的 Precitech公 司、Taylor Hobson 公司，這幾家公 司占（zhàn）據了（le）絕大部分的市場份額。日 本（běn）開發的超精密加（jiā）工機床主要用 於加工民用產品所需的透鏡（jìng）和反（fǎn）射 鏡，目（mù）前日本製造的加工機床有（yǒu）：東 芝機械研（yán）製的ULG-l00A(H)、不（bú） 二越公司的ASP-L15、豐田（tián）工機的 A H N10、A H N30×25、A H N60-3D 非球麵加工機床等。

當今超精密機（jī）床技術的發展趨 勢（shì）是：技術上不斷朝著加工的極限 方向發展，向更高精度、更高效（xiào）率方 向發展，向大型化、微型化方向發展；功能上向（xiàng）加工檢測（cè）補（bǔ）償一體化方向 發展；結構上向多功（gōng）能模塊化方向（xiàng） 發（fā）展；功能部件上向新原理、新方 法、新材料應用方麵發展，總體來講 是向極限製造技術方麵發展。

超精密（mì）機床技術目前（qián）已經發展 成為一項（xiàng）綜合性的係統工程，其發展 綜（zōng）合利用了基礎理論 ( 包括切削機 理、懸浮理論等)、關鍵單（dān）元部件技 術、相（xiàng）關功能元件技術、刀具技術、 計 量與測試分析技術、誤差處理技術、 切削工藝技術、運動控製技術可重構 技術（shù）和環境（jìng）技術等。因此，技術高度 集成已（yǐ）成為超精密機床的主要特點。

新（xīn）理論、新原理、新觀點、 新方法及新技術在超精密 機床中的應用

近年來，超精密基礎元部件及機（jī） 床結構等方麵應用了一些新理論、 新 原理、新觀點、新方法和（hé）新技術。

1 在機床結構方麵

為了（le）增加超精密機床的靜剛 度和動剛度，一些（xiē）超精密（mì）機床采用 很特殊的（de）結構，例如三角棱形立（lì）式 結構的超精密磨床是為了超大直徑 ( φ 400mm) 矽片研磨加工設計的，改 變（biàn）了傳統的龍門式結構在重的加（jiā）工 負載下容易產生俯仰和偏擺變形的缺點。近年來采用多（duō）自由（yóu）度並聯（lián）機 床結構，進一步增大（dà）了（le）機（jī）床的剛（gāng）度。

2 超精密主（zhǔ）軸和導軌（guǐ）

在傳統空氣靜壓和液體靜壓軸 承的基礎上，通過控製節流量反饋方 法來實現（xiàn）運動的主動控製從而提高 軸承的剛度（dù）。磁懸浮主軸（zhóu）技術， 永 磁、電（diàn）磁和氣浮結合（hé）的控製方案也一 直在研究中。多孔材料的氣浮軸承 可（kě）以提（tí）高氣浮軸承的剛度。液體靜 壓軸承具有剛度高、動態特性好（hǎo）等特 點（diǎn），但發（fā）熱是其致（zhì）命的弱點，水靜（jìng）壓 軸承的研（yán）製正是針對（duì）這一問題進行 的。與油靜壓軸承相比，這種軸承（chéng）的 優點是軸承發（fā）熱較小，適合於高（gāo）速運 轉，而且沒有汙染，特別適（shì）合矽片（piàn）加 工等（děng）行業。

3 超精密驅動技術

精密滾珠絲杠是超精密機床驅 動采用的常規方式，但是這種方式存 在許多缺點，限製了運動精度的進（jìn）一 步提高。為此，氣浮絲杠（gàng）和液體靜（jìng）壓 絲杠在一（yī）些日本研製的超精密機床 上得到了應用，但是采用這（zhè）種傳動方 式的零件加工工藝極其複雜，限製了 其應（yīng）用。摩擦驅動具有運（yùn）動平穩、 無 反（fǎn）向間隙等（děng）特點（diǎn），在一些輕載、低速 的超精密加工（gōng）設（shè）備及檢測設備上得 到（dào）了應用。近年來，直線電機（jī）在超精密加工設（shè）備的驅動上得到了廣泛的 應用，也成為一個趨勢。直線電機采 用無機械減速係（xì）統的無摩擦直接驅 動方式，適合高精度（dù）、高（gāo）分辨率、高速 等場合。

4 超精密加工的誤差建模與補償技術

用變分法精度、多體動（dòng）力學等分 析誤差建模理論，可以將刀具幾何參 數、加工工藝（yì）條件及機床運（yùn）動（dòng）誤差（chà）三 大因素對（duì）加工工件的精度（dù）影響準確 的建立數學（xué）模型。近年（nián）來一些數學 工具如微分幾（jǐ）何、李代數（shù）和李群在複 雜幾何形狀誤差的評定和分析（xī）方麵（miàn） 得到了（le）一些應用（yòng），並有望在（zài）超精（jīng）密機 床誤差分析中得到運用。在機床運 動精度和工件形狀精度處於同一數 量（liàng）級時，多傳（chuán）感器誤差分離（lí）方（fāng）法是分 離誤差有效的方法之一。例如， 對 主軸運動誤差和工件圓度誤差的分 離（lí），溜板運動誤差與工件直線（xiàn）度的分離等（děng）。圓度三點法技術（shù）己相（xiàng）當成熟， 在直線度測量中，多傳感器安裝誤（wù）差 和測量加密算（suàn）法已得到很好（hǎo）解決， 因 此，圓度和直線度（dù）誤差分離技（jì）術可順 利地推廣到圓柱度、平麵（miàn）度超精密誤 差測量與補償控製領域。

5 超精密機床的數控係統

超精密機床數控係統的特點是 高編程（chéng）分辨率（1nm）和高精度（dù）的伺 服控製軟硬環境。在高編（biān）程分辨率條件下滿足高質量切削（xuē）條件，意味著 需要高的（de）控製速（sù）度，例如插補周期小 於 1ms( 普通數控為（wéi） 10ms 左右（yòu） )，伺 服（fú）閉環采樣周期小於 0.1ms。

PC機（jī）的發展給數控（kòng）技術帶 來 新 的 變 化（huà），基 於 PC 的 數 控 係 統已成為超精密數控係統的趨 勢。 例（lì） 如 美 國 的NANOPATH 和 P R E C I T E C H’S U L T R A P A T H TM都是基於（yú） DSP的超（chāo）精密數控 係統。數據係統的硬件運動控製模 塊（kuài）(PMAC)開發及運用越來越廣泛， 使基於PC的數控係統的（de）可靠（kào）性和 可重構性得到提高。新的芯片 ( 如 SERCOS)和網絡協議的發展又給數（shù） 控（kòng）係統提供（gòng）了（le）一種分布網（wǎng）絡式的新（xīn） 結構，使其可靠性和開放性更好。

超精密數控（kòng）機（jī）床不難實現高定 位精度，即使在超（chāo）精密概念（niàn）下（xià）有一些 非線性環（huán）節，采用適當的控製（zhì）算法 都可以得到很高的定位精度。但是（shì） 當機床作非直線運動（dòng）時 (多軸聯動)對指定輪廓 曲線的控製精度（跟蹤 精度）還取決於機床各 維運動的動態特性。因 此，很難保證高（gāo）的跟（gēn）蹤精 度（dù）。一些適當的（de）控製技 術（如解耦控製技術）可 以將多維（wéi）運動（dòng）參數加（jiā）以 解耦來提高跟蹤精度（dù）。

多軸聯動數（shù）控係統 的精度主要從單個伺服 軸（zhóu）的（de）運動控製（zhì）精度和聯（lián） 動軸耦合輪廓精度 2 方 麵來評價（jià）。對於單個伺服軸的運動 控（kòng）製，當要求的運（yùn）動精（jīng）度達到納（nà）米級 時（shí），傳（chuán）統的超精密機床（chuáng）傳動方式在 低速、微動狀態下表現出強非線性（xìng）特 性，常規的運動控製策略已經很難保 證伺服係統實現理想的納米級隨動（dòng） 精度（dù）。

此外，多軸聯動係統的（de）輪廓誤差 由各伺服軸（zhóu）的運動誤（wù）差耦（ǒu）合（hé）得到， 耦 合誤差（chà）的建模及各軸相應的補償控製（zhì）量的計（jì）算都需（xū）要大量的齊次坐標 變換運算，這為實際的多軸聯動耦合 控製器的（de）設計帶來了很大的不便。 智能控製理論與方法將可能為此問（wèn） 題提供理想的解決方法（fǎ）。此（cǐ）外，要實 現多軸聯動納米級輪廓（kuò）控製精度， 還 有一個不（bú）可忽視的問題，即聯動軸的 同步問題（tí）。同步精度的（de）高低直接影 響到係統的輪廓跟蹤精度。嚴格意 義上的多軸（zhóu）伺服係統同步涉及到複（fù） 雜的數控（kòng）和伺服係統（tǒng）接口規範的製 定。目前，在可以（yǐ）實現亞微（wēi）米級（jí）加（jiā）工 的高檔（dàng）多軸聯動超（chāo）精密數控（kòng）機床研 製（zhì）方麵，我國尚未取得突破（pò）性進展。 至於可實現大型複雜曲麵，特別是（shì）自 由曲麵的納米級超精密加工的五軸 聯動機（jī）床，至今仍是一個世界上尚未 解決（jué）的難題。

我（wǒ）國超精（jīng）密加（jiā）工設（shè）備與國際 ******水平的差距

超精密加工設備的研製目前在 國內還（hái）處於起步階（jiē）段，還沒有形成一 個（gè）產業，在超（chāo）精（jīng）密加工設備以及（jí）超（chāo）精 密加工工（gōng）藝技術等方麵，國內各個單 位各有特點，相（xiàng）互之間（jiān）進行深層次交 流（liú）還存在著一定的（de）障礙。

一直以來西方******對中國超精 密（mì）加工設備處於禁運狀態，正是在這 種情況下國內各行業才開始進行超 精密加（jiā）工設備的研製，例如非球麵超 精密加（jiā）工設備在 20 世（shì）紀 80 年（nián）代甚 至 90 年（nián）代初期仍屬於禁運產品， 但 隨著國內多家單位（如北京航空精密 機械研究所、哈爾（ěr）濱工業大學、國防 科技大學、北京機床所等）相繼研製 成功非球麵超（chāo）精密加工設備，雖然在 性能指標以及可靠性（xìng）等方麵還有很 大差距（jù），而且並沒有形成商品。但多 家國外公司紛紛解除了禁運，而且價 格大幅度下（xià）降，從當初的 1000 多萬 人民幣已經降到目前的 300 多萬， 這 表明超精密加工設備的研究產生了 巨大的經濟效（xiào）益和社會效益。

北京航空精密機械研究所研製的Nanosys-300 非（fēi）球（qiú）麵曲麵超精密 複合（hé）加工係統具有 CNC 車削、磨削、 飛切（銑削）等多種加（jiā）工功能（néng），可對 球麵、非球（qiú）麵和超平麵等形狀零件進 行納米（mǐ）級超精密鏡（jìng）麵加工。係統采 用以工控 PC 為（wéi）平（píng）台、多軸運動控製 器（qì）為核心的高性能（néng）開放式數控係統（tǒng）， 主要包括納米級坐標測量與伺服控 製係統，超（chāo）精密、高速（sù）空氣靜壓主軸 係統，超精密、高剛（gāng）性、高阻尼閉式液 體（tǐ）靜壓導軌係統，超精密、高速、高剛 性（xìng）空氣靜壓磨頭係統，噴霧、吸屑係 統，氣浮減（jiǎn）震調平係統，在位對刀和 工件（jiàn）檢測係統，以及ELID金剛石砂 輪修整、延性磨削係統等單元。目前 正在研製（zhì）的 Nanosys450 已經進入 了裝配調試階段（duàn），1m口徑的（de）大型非 球麵超精密加工設備（bèi）也（yě）進入了設計 階段。

但是與歐美******相比，我國在超 精密加工設備的研製和生產等方麵 存（cún）在著較大的差距。研究力量分（fèn）散， 沒有形成產品係（xì）列化和產業化（huà）的局 麵。單項技術指標盡管很高，但（dàn）總體（tǐ） 技術水平落後，不足（zú）以滿足我國超精 密加工行業的需要，大（dà）部分還隻是停 留在研究型機床的狀態。

我國在此領域的（de）基礎研究水平 雖有很大提高，但在性能完備性、可 靠性、與精度保持性上還有較大的差 距。由於超精密機床設備技術含（hán）量 高，種類多，批量小（xiǎo），關鍵（jiàn）部件缺乏國 內配套產品支（zhī）持等原因，國（guó）內（nèi）超精密（mì） 專（zhuān）用加工與檢（jiǎn）測設（shè）備與國外相比有 更大的差距，阻礙了（le）我國（guó）高新技（jì）術的 發展和國防現代（dài）化發展的步伐，具體 表現在以下幾個方麵：

（1）設備的總體（tǐ）性能。對於一 些（xiē）複（fù）雜形狀的（de）零件加工，需要兩軸以 上的超精密加工設備才能完成，例如 Precitech公司和Moore公司（sī）已商品 化生產五軸超精密切削加工設備（bèi）， 而 國內的金剛石（shí）切削設備目前隻做到了兩軸。

（2）綜合精度指（zhǐ）標（biāo）及穩定性。國內研製的超精密（mì）切（qiē）削加工設備（bèi）無 論是主軸還是導軌的單（dān）項技術指標 與國（guó）外商品相比已經（jīng）接（jiē）近，但是從設 備（bèi）的總體技術指標來看還（hái）有一定的 差距。國內加工機（jī）床的麵型精度雖 然也可以達到亞微米級，但是對加工條件要求苛刻，更重要的是不能穩定（dìng）地達到亞微米（mǐ）級的麵型精度。

（3）控製係統方麵。Moore公 司自行開發（fā）的Delta Tau運動控 製係統、Precitech 公司自行開發的 UPx™ Control System 等，都已經 在各自公（gōng）司生產的設備上得到了很 好的應用。國內研製的超精（jīng）密加工 設（shè）備中的控製係統有的是自行開（kāi）發 的，也有的是直接引進的通用型數控 係（xì）統，無論（lùn）是控製係（xì）統的性能還是軟件（jiàn）等方（fāng）麵都存在著較大的差距。

（4）超精密加工設備的可靠性。 國外加工設（shè）備的商品化已經20多 年，產品的成熟度（dù）和可靠性（xìng）非常高， 都已經經曆（lì）了時間和市（shì）場的考驗。 而國內目前大多數研究單位隻是進 行（háng）了一輪樣機的研製，還有很多基礎 技術不成熟，設備可（kě）靠性差。

（5）外觀造型設計及人性化設 計。國產設（shè）備在外觀造型設計及人 性化設計方麵與國外產品存在較大差距。

（6）機床附屬功能。國外超精（jīng） 密加工設備上都有一些附屬但（dàn）同（tóng）時 又是必須的附件和功能，可以使操作 者能夠（gòu）非常輕易地實現零件的加工， 如刀具測量與調整係統、工件（jiàn）誤差在 位測量係（xì）統等。而國內研製的這些超精（jīng）密加工設備大多隻能依靠操作 者的經驗和技能實現基本的加（jiā）工功 能。

（7）基礎元部件。國外超精密（mì） 基礎元部件都有（yǒu）專業的生產廠商， 如（rú） Loadpoint 專業生產（chǎn）超精密主軸、超 精密導軌（guǐ）等，已經形成係列化、標準 化。而（ér）驅動電機、編碼器、光柵等元 部件的生產國內還無法解決，隻能（néng）依 賴（lài）於進口，但又受到種種限製。

（8）機床（chuáng）的集成技術。從高精 度零件的加工，主軸導（dǎo）軌等部件的裝 配，到整台設備的裝配（pèi）及係統調（diào）試， 都存在著較大的差距。

超精密加工設備的（de）展望

1 高精（jīng）度、高效率

高精度與高效率是超精密加工 永恒的主題。首先通過提高機床（chuáng）轉 速和刀具進給速度來縮短（duǎn）加（jiā）工時間。 以往（wǎng）商用超精（jīng）密機（jī）床主軸轉速為 3000r/min，現已有 15000r/min的 機床出售。采用直線電機可大大提高進給回程速度，芯片封裝設備的運 動加速度可達 10 g 以（yǐ）上。其次是通 過提高運動部件剛度來提高精（jīng）度（dù）和 效（xiào）率，如高（gāo）剛度空氣軸承 ( 多孔質取 代小孔節流 )、液體靜壓軸係 ( 液壓 油和純水軸承) 等，還（hái）可采（cǎi）用補償軟 件進一步提（tí）高加工精度。

總的（de）來說（shuō），固著磨粒加工不斷追 求著（zhe）遊離磨（mó）粒的加工精度，而遊離 磨粒加工不斷追求的是固著磨粒加 工的效率。當前超精密加技術（如 CMP、EEM 等）雖能獲得極高的表 麵質量和表麵完整性，但以犧牲加工 效率為保證。超精密切削、磨削技 術雖（suī）然加工效率（lǜ）高，但（dàn）無法獲得如 CMP、EEM 一樣的加工精度。探索 能兼顧（gù）效率與精度的加工（gōng）方法，成為 超精密加（jiā）工領域研究的目標。半固 著（zhe）磨粒加工方法的出現即體現了這 一趨勢。另外（wài），電解（jiě）磁（cí）力研磨、磁流 變磨料流（liú）加工等複合加工（gōng）方法的誕 生也是趨勢（shì）表麵。

2 加工及檢（jiǎn）測一體化（huà）

美國勞（láo）倫斯 · 利弗莫爾******實 驗室研製的 LODTM為達到幾十納 米（mǐ）形狀精度，除環（huán）境控（kòng）製******嚴格（gé） 外（wài），加工設備同時也是在線監測設 備。此外，加（jiā）工（gōng）與（yǔ）檢測（cè）一（yī）體化還體 現在日本佳（jiā）能公（gōng）司的超（chāo）光滑拋光機 （CSSP）以及英國克林菲爾德（dé）大學 的精密工程研究所研製的（de）OAGM2500 大型（xíng）磨床上。目前 Precitech 公司、Moore公司生產的商品化超 精密加工設備上也配備了在線檢測 係統（tǒng）。

3 工藝整合化

當今企業間的競爭趨於（yú）白熱化， 高生產效（xiào）率越來越成為企業賴以生 存的條件之（zhī）一。在這樣的背景下（xià）， 出 現了以磨代研甚（shèn）至以磨代拋 的（de）呼聲。另一方麵，使用一台設備完 成多種加工 ( 如車削（xuē）、鑽削、銑（xǐ）削、磨 削、光整等 ) 的趨勢越來越明顯。

4 大型零件（jiàn）和微小結構的超精密加工

加工航空、航天、宇航等領（lǐng）域需（xū） 要的大型光電（diàn）子器件 ( 如大型天體 望遠鏡上的反射鏡 )，需要大型（xíng）超精（jīng） 密加工設備。加工微型（xíng）電子機械、 光 電信息等領域需要的（de）微（wēi）型器件 ( 如 微型傳感器、微型驅（qū）動元（yuán）件等)，需要 微型超精密加工設備 ( 但這並不是 說加工微（wēi）小（xiǎo）型工件一定需（xū）要微小型 加工設備（bèi））。

大型零件的精密／超精密加工 較之一般零件更（gèng）為困難（nán），特別是大型 光（guāng）學零件，不僅（jǐn）是因為這類零件對麵 形精度的要求很高（一般達 λ ／幾 十（shí）），而且還（hái）要求表麵及表層無損傷。 例如（rú），美國亞利桑那大學斯迪（dí）瓦天 文台大鏡實驗室10m口徑的KECK 望遠鏡，法國REOSC直徑8.4m 天 文望遠係統（tǒng）反射鏡。激光核聚變、 激 光武器和空間像機等需要（yào）應用大量大型光學零件。近 20 年（nián）來出現了多 種高精、高效加工（gōng）方法以及對（duì）應裝 備。微小零件是指尺寸在幾十微米 至幾毫米的零（líng）件，由於尺寸小，剛度 差，給超精密加工帶來很大困難。為 減（jiǎn）少對人類資（zī）源的消耗和對環境的 汙染，產品微型化、集成化是一必然 趨勢。目前不少微電子、光電子產（chǎn）品、 宇航器等軍用產品（pǐn）中的微小零件愈 來愈（yù）多。例如（rú），光纖通訊中所（suǒ）用（yòng）光學（xué）透鏡（jìng），尺寸在 200μm，微驅動器中的 軸係等，這些零件不僅是三（sān）維（wéi）立體結 構，因為運（yùn）動（dòng）還要求很高的精度和鏡 麵的表麵，特別是這些微小零件壁厚 在幾十微米至幾（jǐ）微米，加工後表麵機 械物理（lǐ）性能的改變，常常使整個零件 或（huò）係統出現故障，造成嚴重事故。

5 超精密加工（gōng）技術向更高精度的層次發展

超精密加工（gōng）技術正受到毫微米 精度（dù）的挑戰，還麵臨（lín）微機械加工的要（yào） 求，傳統的加工也麵臨不適（shì）應的局 麵。因此從戰略上（shàng）必須重視這（zhè）些發（fā） 展。例如在微機械的製造技術領域， 微（wēi）機械與微機械加工已是當前超精 密加工技術延伸的（de）一個重要方麵。 它與傳統的機械加（jiā）工有著很大差（chà）異， 並逐漸成為超精密（mì）加工技術領域的 一種嶄新的動向，起到了推動超精密加工技術發展的作用。LIGA技術 就是這種趨勢典型的產物，電加工向（xiàng） 微細加工的發（fā）展也是重要表現。由 STM、AFM 等 組 成 的 SPM 係（xì） 統 已 經應用到機械加工領域，超精密加工 的表麵質量通過這類測量儀表的（de）計（jì） 量，使加工的技術水平向更高層次發 展。這些技術的發展不（bú）僅推動了微 機（jī）械技術的發展，而且也促進了傳統 機械加工的進步。

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