超精密五金加工的工藝方法

根據被加工件的材料和形麵的不同
，常用的超精密加工工藝方法主要分三大類：切削加工法、磨削加工（含研、拋）法和電物理加工法。
切削加工法
切削加工法主要是采用優質的自然金剛石作刀具的切削刃，對有色金屬、玻璃或陶瓷工件進行車削和銑削加工
，可以加工端麵、球麵和拋物麵等曲麵
超精密車削加工中

，金剛石刀具的刃磨是關鍵。刀尖的圓弧半徑應為被加工表麵要求值的五分之一左右，一般γc小於10nm，用鑄鐵研具進行研拋時，可獲得γc=3~5nm。再小的γc值則要用離子束加工來獲得。實踐證實，采用這樣的刀具，便於切削速度在很大（V=120~3600m/min）的範圍內變化
，而不影響被加工表麵的粗糙度值。
常選的切削用量是：加工有色金屬時V=120~4000m/min
，加工玻璃或陶瓷時V=15~120m/min；根據刀尖圓弧末徑γc值的不同，進給量可在0.1~10μm/r的範圍內選取，切削深度則為t=0.05~0.1μm。
在用霧化酒精或溫度可控的礦物潤滑油冷卻的情況下，高質量的單晶金剛石刀具的耐用度（用一次刃磨後切刃可以有效地進行切削的長度來衡量）可達1500km。
切削加工法所能達到的最高水平：麵形精度為0.025μm、表麵粗糙度為Ra=2~4nm。
磨削加工法
磨削加工法是采用精細磨粒的砂輪或砂帶進行磨削和研、拋pao的de加jia工gong。此ci法fa多duo用yong於yu硬ying度du較jiao高gao的de玄xuan色se金jin屬shu材cai料liao加jia工gong，也ye可ke用yong於yu玻bo璃li及ji陶tao瓷ci等deng非fei金jin屬shu材cai料liao的de加jia工gong。它ta可ke以yi加jia工gong比bi用yong切qie削xue法fa加jia工gong更geng大da的de工gong件jian表biao麵mian――平麵、圓柱麵
、球麵和非球麵。
圓柱形鏡麵通常用磨削方法加工，磨削速度選V=25~35m/s，粗磨時t=0.02~0.07mm

，精磨時t=3~10μm；當用油石研、拋時，V=10~50m/min，材料的往除速度為0.1μm~1μm/min。超精磨削可達到0.01μm的圓度和Ra 0.002μm的表麵粗糙度。
電物理加工法
電(dian)物(wu)理(li)加(jia)工(gong)的(de)方(fang)法(fa)有(you)多(duo)種(zhong)，其(qi)中(zhong)獲(huo)得(de)最(zui)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)的(de)是(shi)電(dian)磨(mo)料(liao)拋(pao)光(guang)和(he)離(li)子(zi)束(shu)表(biao)麵(mian)加(jia)工(gong)。前(qian)者(zhe)的(de)實(shi)質(zhi)是(shi)使(shi)電(dian)解(jie)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)所(suo)產(chan)生(sheng)並(bing)留(liu)下(xia)的(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)由(you)磨(mo)料(liao)從(cong)被(bei)加(jia)工(gong)表(biao)麵(mian)上(shang)往(wang)掉(diao)以(yi)獲(huo)得(de)鏡(jing)麵(mian)；後者則是借助離子發生器射出的離子束對表麵進行研、拋。
離子束表麵加工法如圖3所示：經過預磨削加工的工件（2）被放置進真空度保持在1.33×10-3Pa的真空室（1）中，離子發生器（8）射出的離子束以高達30K電子伏的強度作用在被加工的表麵上

，並以1μm ~5μm/h的速率往除表層材料，從而達到10nm乃至更高的外形精度。
在工作過程中
，離子發生器（8）射出的離子束打在工件上的強度和加工過程均由計算機（6）及程序軟件（5）來實現
，而根據激光幹涉儀（9）對被加工表麵外形的檢測結果，借助驅動裝置（12）來調節光欄（掩蓋物）（11）改變離子束強度，通過控製器（7）控製離子發生器（8）
，通過驅裝置（3）和（4）控製工件位置，並由傳感器（10）來丈量和控製真空室（1）中的溫度
，使之保持恒定。
除上述方法之外
，還有其他的超精密複合加工方法
，如電火花成形加工後繼而采用的流體拋光法、電化學拋光法、超聲化學拋光法、動力懸浮研磨法、磁流體研磨法以及采用ELID技術的磨削法等。采用ELID技術進行光學玻璃非球麵透鏡加工時麵形精度可達0.2μm，表麵粗糙度則達Ra=20nm。