何晨龙

摘 要：一般来讲，一个国家的精密加工水平代表着其制造技术的发展水平。为推动机械加工行业的进步，增强世界范围内的竞争力，关键是加强精密加工技术，提高加工精度。本文主要以精密机械加工技术为核心，介绍了精密机械加工的五大内容，并分析了目前精密机械加工的情况及未来的发展趨势。

关键词：加工精度；精密加工；发展趋势

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.009

近几年，机械制造技术得到了快速发展，生产效率与技术精度不断提高。其中，生产效率的提高主要源于自动化的应用与改进，目前CNS逐渐向CIMS转变，并且已经运用于一些领域中，发挥了重要作用，受到了各个国家的关注；而技术精度的提高源于精密加工向超精密加工的转变。

精密机械的发展使现代产品的精度越来越高，超大规模集成电路就是这一背景的产物，其要求将几十万个元件或更多集成在一平方毫米的平面上，线宽仅为1μm，位置误差与形状误差低于0.05μm，因此要求更高的机床精度，加工技术也需要进行改进来满足加工需要。

1 精密机械加工种类

依据特点与原理方面的不同，精密加工主要分为四类，即复合加工方式、特种加工方式、磨料加工方式与刀具切削加工方式。

近几年，加工技术也得到了进步，加工原理更加多样化，所以在精密加工领域，主要是微细加工领域，依据零部件特点与成形机理方面的不同，精密加工主要分为三种，即变形加工方式、结合加工方式与去除加工方式。变形加工方式中，借助力、分子运动、热量等使零件变形，其形状、大小、性能通常都会发生变化，该方式包括锻压、铸造等；结合加工方式中，借助理化方法将其他材料附着、注入或焊接在零件表面中，该方式包括焊接、粘接、氧化、电镀等；去除加工方式即分离加工方式中，借助光照、电力、热量等将零件中的某一部分去除，该方式包括磨削、切削等。总之，加工方法不再局限于传统手段，而是增添了变形、堆积等新特点，另外，其还注重零件的表面处理，促进了表面加工技术的产生。

2 精密机械加工工艺及其优势

相比于无屑工艺，精密机械加工（切削加工）具有较大的优势，这主要体现在其材料切除率高，且成本较低。对比切削加工与离子加工技术即可得到上述结论，为了确保离子加工技术的材料切除率，需要花费较大的能量。同时，切削加工能够使零件具备较高的精度。无屑工艺在工厂的大量生产中十分常见，但运用这项工艺之后，仍然需要切削加工来进行后续处理，从而保证零件形状符合要求。

切削加工已经在多个领域有多应用，因为当前机械制造对产量的要求有所下降，对尺寸与形状的要求逐渐上升，机械加工有了新的发展趋势。使用车床需要不同车削加工方法，然而磨削、切齿、铣削等过程可以在一台车床中进行，该工序集成的发展趋势较为显著。

3 精密机械加工包含的内容

众所周知，精密机械加工中影响因素多，成本花费高，技术难度大，产品较为独特，其包含的内容有：

（1）加工材料。为了保证精密机械加工效果，选取的加工材料需要在化学性能、化学成分、加工性能等方面达到相关标准，并且其应性能稳定、质地均匀、较为完整，外在和内在都无缺陷。

（2）加工机理。一种是对传统加工工艺进行改造，实现其精密化；另一种是研究特种加工工艺。传统加工工艺包括精密砂带切削、精密高速切削、金刚石刀具切刚等，特种加工工艺包括激光束、电子束等高能束加工、光刻、电化学加工等，另外，利用符合加工机理的超声波珩磨、磁性研磨、电解研磨等加工工艺出现并得到发展。对加工机理开展相关研究能够为精密加工提供坚实的理论保障。

（3）质量检测。机械加工后需要利用检测技术得到零件的相关参数，检测方式可以分为离线检测、在线检测以及在位检测三种。

（4）加工设备。加工设备的完整可靠为精密机械加工的顺利进行奠定了基础，为此，机床需要达到高刚度、高精度的要求，并且具备优良的稳定性，能够实现自动化。其他设备包括金刚石砂轮、金刚石刀具、立方氮化硼刀具等，也应符合相关标准，确保加工质量。

（5）工作环境。温度、防振、湿度、放射线、电磁等因素都会影响工作环境，进而影响机械加工精度与产品质量。

4 目前精密机械加工发展情况

相关数据显示，目前精密加工的最高水平为：表面粗糙度不超过0.01μm，形状公差不超过0.01μm，尺寸公差不超过0.5μm～1μm。机床种类较多，包括超精密磨加工机、精密研磨机与精密铣床等，构成机床的零件包括弹性导轨，动、静压轴承与导轨等，将磨科作为刀具，选用的材料为金刚石，精密直流伺服电机（微机用于自适应控制，闭环）与直流伺服电机（带有编码器用于逻辑控制，半闭式）为控制系统。从设计角度讲，CAD技术应用范围逐渐增大；从管理角度讲，新型生产模式的理论研究与实践探索加速了管理现代化进程。

5 精密机械加工发展趋势

近几年，机械制造业对技术精度提出了更高的要求，而精密加工是必然的发展方向。高精度有利于改善产品性能，增强产品质量与产品功能，提高产品稳定性，实现产品的小型化。因此，大力发展精密加工，才能使企业占据更多的市场份额，提升竞争力。

制造产业的发展促进了精密机械加工的进步，使精密机械加工精度向微米级、亚微米级方面发展，未来普通加工技术、精密加工技术与超精密加工技术所能达到的精度分别为1μm、0.01μm与1nm，并且超精密加工技术已经在向0.1nm方向发展。加工精度的提高有利于实现制造装配的自动化，进而带动了相关产业的快速发展。

参考文献：

[1]孙璐莹.超精密机械加工的前景分析[J].通讯世界，2015（08）：233.

[2]陈昉.浅析提高超精密机械加工精密度的技术措施[J].科技风， 2016（13）：4.

[3]郑斯泽.精密机械加工技术发展趋势[J].教育科学：引文版， 2016（02）：00019.endprint