【正文】 年代 , 合成金剛石取得成功 ,1960首次研制成功CBN。 90 年代陶瓷或樹脂結(jié)合劑 CBN砂輪、 金剛 石砂輪 線速度可達 125m /s ，有的達 150m/s 、單層電鍍CBN砂輪可達250m /s. 有人認為 , 隨著新刀具 (磨具), 不斷開發(fā)新材料、切割速度是每 10 年增加一倍 , 亞音速和超音速加工出現(xiàn)不會太遙遠 . 在高速切割技術(shù)方面 , 于 1976 年由美國一家Vought公司開發(fā)一臺超高速銑床 , 最高轉(zhuǎn)速達20000rpm 的 . 特別注意的是聯(lián)邦大學生產(chǎn)工程和機床工業(yè) 282 研究所 (PTW) 從 1978 年開始有系統(tǒng)地研究了超高速替代機制的各種金屬和非金屬材料進行高速切削試驗聯(lián)邦幾十個企業(yè)和組織提供了 2000 多萬馬克支持該項研究 , 自 80 年代末 , 由于新興商業(yè)超高速切削機床、超高速機床從單一的超高速銑床成為高速車銑床、鉆高速銑床、加工中心 . 瑞士、英國、日本推出其超高速機床 . 日本日立智能機器 Hg400iii 最高轉(zhuǎn)速為主軸加工中心 36000～40000r/min 、工作臺快速移動速度 36～40 m/min . 采用直線電機的美國 Ingersoll 公司的 HVM800 型高速加工中心進給移動速度為 60m /min 。 在高速和超高速磨削技術(shù)、人們開發(fā)了高速、超高速磨削、深切減免碾磨削、深入的快速磨削 (HEDG) 、多片砂輪和多砂輪磨削 , 以及其他許多高速高效率磨削 , 高速高效率磨削技術(shù)在近 20 年來取得了巨大的發(fā)展和應用 . 德國 Guehring ， Automation 公司成立于 1983 年 制造出了當時世界第一臺最具威力的 60kw 強力 CBN 砂輪磨床， Vs 達到 140 ～ 160m/s ， 德國阿享工業(yè)大學、 Bremen 大學的高技能的研究取得了舉世公認的成就 , 并積極在鋁合金、鈦合金、鎳合金 等難加工材料方面進行高效深磨的研究， 德國 Bosch 公司 應用 CBN 砂輪高速磨削加工齒輪齒形，采用電鍍CBN砂輪超高速磨削代替原須經(jīng)滾齒及剃齒加工的工藝，加工16MnCr5材料的齒輪齒形，Vs ＝155m /s ，其 Q 達到 811mm 3 / ，德國 Kapp 公司應用高速深磨加工泵類零件深槽，工件材料為 100Cr6 軸承鋼，采用電鍍 CBN 砂輪， Vs 達到 300m /s ，其 Q` ＝ 140mm 3/ ，磨削加工中，可將淬火后的葉片泵轉(zhuǎn)子10個一次裝夾，一次磨出轉(zhuǎn)子槽，磨削時工件進給速度為 /min ，平均每個轉(zhuǎn)子加工工時只需 10 秒鐘，槽寬精度可保證在 2 μ m ，一個砂輪可加工 1300個工件。 目前 , 日本工業(yè)實用磨削速度 200m /s, 美國Conneticut 大學磨削研究中心 ,1996 年其 其無心外圓 高速磨床、砂輪機最大速度 250 m /s. 2) 超精密加工 超精密加工技術(shù)在國際上的領(lǐng)先地位的國家美國、英國和日本 . 這些國家不僅是超精密加工技術(shù) , 集整體水平 , 而且商業(yè)化程度相當高 . 美國是第一個進行研究超精密加工技術(shù) , 到目前為止 , 處于世界領(lǐng)先地位的國家 . 早在 20 世紀 50 年代 , 由于地方發(fā)展的需要精密的技術(shù) , 美國研制首超精密機械鉆石刀具技術(shù)稱為 \ 稱為“ SPDT 技術(shù)”（ SinglePointDiamondTurning ）或“微英寸技術(shù)”（ 1 微英寸＝ μ m ），并發(fā)展了相應的空氣軸承主軸的超精密機床。 加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術(shù)導彈、載人飛船大型球形非球形零件等 . 如美國 LLL 實驗室和 Y12 工廠在美國能源部的支持下 , 于 1983 年 7 月研制成功大型超精密金剛石車床 DTM － 3 型，該機床可加工最大零件 2100mm 、重量 4500kg 的激光核聚變用的各種金屬反射鏡、紅外裝置用零件、大型 天體望遠鏡（包括 X 光天體望遠鏡）等。該機床的加工精度可達到 形狀誤差為 28nm （半徑），圓度和平面度為 ，加工表面粗糙度為 。該機床與該實驗室 1984 年研制的 LODTM 大型超精密車床一起仍是現(xiàn)在世界上公認的技術(shù)水平最高、精度最高的大型金剛石超精密車床。 在超精密加工技術(shù)方 , 英國克蘭菲爾德技術(shù)學院所屬的克蘭菲爾德精密工程研究所 ( 簡稱CUPE) 享有較高的聲譽 , 它是世界上的精密工程研究中心之一、英國超精密加工技術(shù)獨特 . 如 CUPE 生產(chǎn) Nanocentre( 納米加工中心 ) 超精密 chexueMotou 也能進行超精密磨削、 加工工件的形狀精度可達 μ m , 表面粗糙度 Ra10nm 圓柱形鏡面通常用磨削方法加工，磨削速度選 V=25～35m /s ，粗磨時 t=～ ，精磨時 t=3～10μm ；當用油石研、拋時， V=10～50m /min ，材料的去除速度為 ～1μm/min 。超精磨削可達到 的圓度和 Ra= 的表面粗糙度。球形鏡面研、拋時要求研具保持在被加工表面的法向上，有兩種保證方法：一是通過研具（1）本身的自定位機構(gòu)來達到；二是通過采用數(shù)控系統(tǒng)使研磨頭（2）傾斜一角來實現(xiàn)。球形鏡面的磨拋加工法是建立在借助激光干涉儀（4）進行表面（3）的誤差測量的基礎(chǔ)上。測量時，激光干涉儀沿 X 和 Y 坐標移動，或沿 X ， Y 中之一的方向移動和工作臺（5）轉(zhuǎn)動，鏡面誤差的測量結(jié)果被記錄在模擬量或數(shù)字量的記憶裝置中，然後進行處理。根據(jù)來自數(shù)控系統(tǒng)的指令磨頭（研具）被移動到標有對給定面形誤差最大的偏差處并磨除材料。之後表面被重新檢測和重復加工工序。就這樣以逐步趨近的方法去達到所要求的面形精度。 3 )電物理加工法 電物理加工的方法有多種，其中獲得最廣泛應用的是電磨料拋光和離子束表面加工。前者的實質(zhì)是使電解加工過程中所產(chǎn)生并留下的氧化膜由磨料從被加工表面上去掉以獲得鏡面；後者則是借助離子發(fā)生器射出的離子束對表面進行研、拋。 除上述方法之外，還有其他的超精密復合加工方法，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(shù)的磨削法等。采用ELID技術(shù)進行光學玻璃非球面透鏡加工時面形精度可達 ，表面粗糙度則達 Ra=20nm 。 超精密加工機床設(shè)計與制造的關(guān)鍵與核心問題是保證超精密加工工藝和目標的實現(xiàn)。因此，超精密加工機床的設(shè)計和制造的基本原則和要求是：消除或減少機床上的熱源和振源；提高機床的結(jié)構(gòu)剛度和幾何精度；減少機床的變形（含溫度變形和力變形）對機床加工精度的影響等。為了實現(xiàn)這些基本原則和要求，超精密加工機床設(shè)計時，經(jīng)常采取的一些原則措施有： 首先是盡量不用或少用摩擦發(fā)熱量大的傳動裝置（如機械無級調(diào)速器），并把工作過程中發(fā)熱量大的熱源（如電機、冷卻潤滑油箱等）與機床本體結(jié)構(gòu)分離或隔熱，以避免熱量落入機床本體引起機床結(jié)構(gòu)的熱變形。 選用熱脹系數(shù)α和導熱系數(shù)λ值低的材料作機床的重要零部件材料。與此同時也要盡量采用熱物理特性相同或相近的材料來制造機床的構(gòu)件和零部件。 零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計力求熱對稱，而且應考慮采取強迫的風冷或液體冷卻并預留相應的冷卻液循環(huán)流動通道。當冷卻的尺寸范圍在 200mm～1500mm 時，風的流量應為（3～ 10） m 3 /s 或液體的通量為（1～10） L/s ，從而可分別保持溫度波動為177。 176。 C 和177。 176。 C 。對個別強熱源處（如主軸軸承）所產(chǎn)生的熱量，必要時可采用專門的熱管帶走。 超精密加工機床不僅要考慮安裝和工作在恒溫室里，而且在極高精度要求的情況下，還應考慮控制機床工作在溫度 177。 176。 C 的油淋浴的恒溫箱中，因此，機床的工作過程必須是完全自動或遙控的，不能有人在現(xiàn)場，以免人的活動和體溫對環(huán)境條件產(chǎn)生影響。 為了避免振動影響加工精度，除了機床必須安裝在由空氣支承、彈簧支承或其他有效的隔振器支承的地基上外，機床上的旋轉(zhuǎn)運動件也要嚴格進行動平衡，殘馀不平衡量應小于 ～ 。與此同時，為了消除和減少機床本身內(nèi)部振源，要盡量采用運動平穩(wěn)的傳動系統(tǒng)，如非接觸的氣動和液體傳動，禁止或避免采用帶有沖擊力的傳動，如有間隙的換向機構(gòu)等。 通過振源振動頻率的調(diào)整（如改變轉(zhuǎn)速）或通過對機床工藝系統(tǒng)的質(zhì)量（m）和彈簧剛度（k）等動力參數(shù)的選擇使振源的振動頻率與機床工藝系統(tǒng)的固有頻率相互遠離，避開共振區(qū)，減少振動對機床工作的影響。 選用具有高內(nèi)阻尼系數(shù)的材料，如天然大理石、人造大理石、陶瓷等或采用不清砂的雙層壁鑄鐵件作為機床的結(jié)構(gòu)件，以保證高度衰減內(nèi)部產(chǎn)生和外部傳來的振動，因為振動衰減的效果正比于阻尼系數(shù)（即衰減指數(shù)）。正常情況下，鑄鐵的衰減指數(shù)為 ～ ，而天然大理石和人造大理石的衰減指數(shù)則分別為 ～ 和 ～ ；不清砂的雙層壁鑄件可以大大增加結(jié)構(gòu)的內(nèi)阻尼，因而可大大提高衰減振動的效果。 主軸部件設(shè)計的關(guān)鍵指標是回轉(zhuǎn)精度和剛度，為此優(yōu)先采用帶有溫控的低噪音主軸電機并通過扭矩或各種電磁的和薄膜的聯(lián)軸節(jié)與主軸聯(lián)接進行驅(qū)動，主軸軸承則采用具有自定位功能的球面氣浮或液體靜壓軸承結(jié)構(gòu)。用此結(jié)構(gòu)的主軸精度（徑向和軸向跳動）可達 。當工作壓力為 ～ 時，氣浮軸承的平均剛度為200N～ 400N/μm ，液體靜壓軸承則為 600N～1000N/μm 。但為了主軸跳動不超過 ，供油壓力的波動值不應大于 ，油溫波動也不應大于 176。 C 。 進給傳動的設(shè)計主要要求是：保證能有效進行誤差動態(tài)補償?shù)膿Q向精度；可實現(xiàn)最小 5nm的脈沖位移；采用修正系統(tǒng)後具有2nm的高定位精度。為此，可供選擇的進給傳動方式有以下幾種： 滾珠絲杠副。特點是剛度大，可實現(xiàn)的增量位移為 100nm （）。 摩擦傳動。傳動剛度為 50N～100N/μm ，拉力達 100N ，可實現(xiàn)的移動增量為5nm 。缺點是壽命低，不夠靈敏。－條（帶）傳動。僅適合在小型機床上用。 壓電和磁致伸縮傳動。移動量可小于 5nm ，但總的行程量很小，只有 100 ～ 200μm ，故多數(shù)情況下它是與其它傳動方式（如滾珠絲杠副）組合使用。 自定位靜壓絲杠副。特點是由于齒形角?。ㄖ挥?0176。），故剛度大（達 100N ～ 1000N/μm ）和可實現(xiàn)微小的增量位移。缺點是保證油溫和油壓穩(wěn)定的系統(tǒng)較復雜。 增量式液壓傳動。剛度可達 600N/μm ，位移增量 80nm ，但供油系統(tǒng)復雜。 電磁絲杠副傳動。它是由涂有稀有材料的磁性混合物的絲杠與帶有線圈的螺母相互作用來實現(xiàn)傳動?？蓪崿F(xiàn)微小的增量位移，但剛度過低，只有 10N/μm 。 導軌設(shè)計。導軌是超精密加工機床上保證實現(xiàn)精密微量進給的重要要素之一，雖有多種形式可供選擇，但采用得最為廣泛的是液體靜壓導軌和氣浮導軌。前者的剛度可達 6KN～8KN/μm ，并能保證位移精度 ～；後者的剛度為 1KN～2KN/μm ，當氣膜厚度為 4μm～8μm 時，也能保證與液體靜壓導軌一樣的位移精度。液體靜壓和氣浮導軌的直線性均可高達 。 在總體布局設(shè)計、超精密加工機床的結(jié)構(gòu)應分成承載部分和計量部分 , 此時 , 精密機床能夠?qū)崿F(xiàn)同時測量 . 在很大程度上取決于測量系統(tǒng)的有效性 . 因此 , ，一般采用像激光干涉儀這樣的高精度、高分辨率的儀器作測量裝置，并將其單獨安裝在氣浮支承的計量支架上，而且不僅安裝測量裝置時要遵守阿貝原理，在更廣義理解上，也要遵守阿貝原理。阿貝原理要求，測量軸要接近于刀尖，以便消除按杠桿原理放大誤差的可能性。從這個角度看 , 引導和測量裝置應設(shè)在同一水平面上，在機床的承載系統(tǒng)中要避開采用懸伸和剛度不恒定的構(gòu)件。