超加工技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展和完善起來的，現(xiàn)已成為當(dāng)代高技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵制造技術(shù)。近20年來，超加工不僅進(jìn)入到國民經(jīng)濟(jì)的各個，而且正從單件小批生產(chǎn)方式走向規(guī)模生產(chǎn)，可以預(yù)見，隨著新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，超加工的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。而我國超加工技術(shù)起步較晚，技術(shù)水平與發(fā)達(dá)   相比也有   差距，因此，尋求超加工新的方法并探討其影響因素就成為目前迫在眉睫的問題。

　　一、超加工技術(shù)簡介

　　目前，超加工是指精度在0.1~0.01μm，表面粗糙度Ra值在0.03~0.05μm的加工技術(shù)，如金剛石刀具超切削、超磨料加工、超特種加工和復(fù)合加工等。它適用于元件、計量標(biāo)準(zhǔn)元件、大規(guī)模和規(guī)模集成電路的制造。而且，超加工的精度正處在亞納米級工藝，日趨向納米級工藝發(fā)展。

　　二、超加工方法

　　根據(jù)加工方法的機(jī)理和特點(diǎn)，超加工方法可以分為去除加工、結(jié)合加工和變形加工三大類。

　　(一)去除加工

　　去除加工又稱為分離加工，是從工件上去除一部分材料，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法，如在鑄鐵平板上完成的車削、銑削、磨削、研磨和拋光，以及特種加工中的電火花加工、電解加工等，均屬這種加工方法。

　　(二)結(jié)合加工

　　結(jié)合加工利用物化方法，將不同材料結(jié)合在一起。按結(jié)合的機(jī)理不同，它又分為附著、注入和連接加工三種。

　　1.附著加工又稱為沉積加工，是在工件表面上覆蓋一層物質(zhì)，是一種弱結(jié)合，其中典型的加工方法是鍍；2.注入加工又稱為滲入加工，是在工件表面上注入某些元素，使之與基體材料產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，是具有共價鍵、離子鍵、金屬鍵的強(qiáng)結(jié)合，用以改變工件表層材料的力學(xué)機(jī)械性質(zhì)，如滲碳、滲氮等；3.連接加工將兩種相同或不同材料通過物化方法連接在一起，如焊接、粘接等。

　　(三)變形加工

　　變形加工又稱為流動加工，利用力、熱、分子運(yùn)動等手段，使工件產(chǎn)生變形，從而改變其尺寸、形狀和性能。

　　三、超加工技術(shù)的影響因素

　　影響超加工技術(shù)的因素很多，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

　　(一)加工機(jī)理

　　近年來，在傳統(tǒng)加工方法中，金剛石刀具超切削、金剛石微粉砂輪超磨削、高速切削、砂帶磨削等已占有重要地位；在非傳統(tǒng)加工中，出現(xiàn)了電子束、離子束、激光束等   加工、微波加工、超聲加工、蝕刻、電火花和電化學(xué)加工等多種方法，特別是復(fù)合加工，如磁性研磨、磁流體拋光、電解研磨、超聲研磨等，在加工機(jī)理上均有所創(chuàng)新，尤其以成型為代表的“堆積”加工，在加工技術(shù)具有里程碑意義。

　　(二)被加工材料

　　超加工的零件，其材料的化學(xué)成分、物理力學(xué)性能、加工工藝性能均有嚴(yán)格要求。例如，要求被加工材料質(zhì)地均勻、性能穩(wěn)定、無外部及內(nèi)部微觀缺陷，不能含有雜質(zhì)；其物理力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度、硬度、延伸率、彈性模量、熱導(dǎo)率和膨脹系數(shù)等應(yīng)達(dá)到   數(shù)量級；材料在冶煉、鑄造、輾軋、熱處理等工藝過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制熔渣過濾、輾軋方向、溫度等，使材質(zhì)純凈、晶粒大小勻稱、無方向性，能滿足物理、化學(xué)、力學(xué)等性能要求。

　　(三)加工設(shè)備及其基礎(chǔ)元部件

　　對超加工所用的加工設(shè)備有下列要求：1.。包括高靜精度和高動精度，主要的性能指標(biāo)有幾何精度、定位精度和重復(fù)定位精度、分辨率等，如主軸回轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌運(yùn)動精度、檢驗(yàn)平板精度、分度精度等；2.高剛度。包括高靜剛度和高動剛度，除本身剛度外，還應(yīng)注意接觸剛度，以及由工件、機(jī)床、刀具、夾具所組成的工藝系統(tǒng)剛度；3.高穩(wěn)定性。設(shè)備在經(jīng)運(yùn)輸、存儲以后，在規(guī)定的工作環(huán)境下使用，應(yīng)能長時間保持、抗干擾及穩(wěn)定性。設(shè)備應(yīng)具有良好的、抗振性等；4.高自動化。為了加工質(zhì)量，減少人為因素影響，加工設(shè)備多采用數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化。

　　(四)加工工具

　　加工工具主要是指刀具和磨具。用金剛石刀具超切削，值得研究的問題有：金剛石刀具的超刃磨，其刃口鈍圓半徑應(yīng)達(dá)到2~4nm，同時應(yīng)解決其檢測方法，刃口鈍圓半徑與切削厚度關(guān)系密切，若切削的厚度欲達(dá)到10nm，則刃口鈍圓半徑應(yīng)為2nm。磨具當(dāng)前主要采用金剛石微粉砂輪超磨削，這種砂輪有磨料粒度、粘接劑、修整等問題，通常采用粒度為W20~W0.5的微粉金剛石，粘接劑采用樹脂、銅、纖維鑄鐵等。

　　(五)檢測與誤差補(bǔ)償

　　超加工   具備相應(yīng)的檢測方法，不僅要對工件表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，而且要檢驗(yàn)加工設(shè)備和基礎(chǔ)元部件的精度。其尺寸和形位精度可用電子測微儀、電感測微儀、電容測微儀、自準(zhǔn)直儀等來測量；表面粗糙度可用電感式、壓電晶體式表面形貌儀等進(jìn)行接觸測量，或用光纖法、電容法、超聲微波法和隧道顯微鏡法進(jìn)行非接觸測量；表面應(yīng)力、表面變質(zhì)層、表面微裂紋等缺陷，可用X光衍射法、激光干涉法等來測量。檢測可采取離線的、在位的和在線的三種方式。

　　誤差預(yù)防是通過提高機(jī)床制造精度、加工環(huán)境等來減少誤差源對其影響；誤差補(bǔ)償是在誤差分離的基礎(chǔ)上，利用誤差補(bǔ)償裝置對誤差值進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)補(bǔ)償，以誤差本身的影響，其中靜態(tài)誤差補(bǔ)償是根據(jù)事先測出的誤差值，在加工時通件或軟件進(jìn)行補(bǔ)償；動態(tài)誤差補(bǔ)償是在在線檢測基礎(chǔ)上，在加工時進(jìn)行實(shí)時補(bǔ)償。

　　(六)工作環(huán)境

　　超加工的工作環(huán)境是加工質(zhì)量的   條件，環(huán)境因素主要指溫度。環(huán)境溫度可根據(jù)加工要求控制在±1℃~±0.02℃，甚至達(dá)到±0.0005℃。達(dá)到恒溫的辦法是采用多層套間，可逐步大恒溫間、小恒溫間，溫度控制的精度愈來愈高，再采用局部恒溫的方法，如恒溫罩，罩內(nèi)還可用恒溫液噴淋，達(dá)到      的控制溫度。

　　基于超加工技術(shù)的重要性，對該技術(shù)的研究和都投入了大量的人力和財力，很多學(xué)者也在這方面做著大量的研究和實(shí)驗(yàn)，相信在不久的將來超加工技術(shù)   會取得   大的進(jìn)展。