绩王先
精密加工技术实用手册 主编王先逵 副主编李庆样刘成颖 机械工业出版社
前言 先进制造技术是当前世界各国发展国民经济的主攻方向和战略决策，同时又是一个国家独 立自主、繁荣昌盛、经济上持续稳定发展、科学上保持先进的长远大计。精密加工和超精密加 工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分，它是先进制造技术的基础和关键，是 一个国家制造工业水平的重要标志之一。 精密加工和超精密加工从概念上来说具有相对性，它们代表了加工精度发展的不同阶段， 由于生产技术的不断发展，划分的界限将随着历史进程而逐渐向前推移，过去的精密加工对今 天来说已是一般加工，因此，其划分界限是相对的，并且在具体数值上至今没有准确定义。当 前，精密加工是指加工精度为1~0.I4m、表面粗度为R0.1~0.01m的加工技术，超精密 加工是指加工误差小于0.01um,表面粗度小于R0.025um的加工技术，又称之为亚微米级 加工。现在，超精密加工已进入纳米级，称之为纳米加工，并出现了相应的纳米技术。有时又 统称为微米/纳米加工。从精密加工和超精密加工范来看，它应该包括微细加工和超微细加 工、光整加工和精整加工等加工技术。 国外，精密加工和超精密加工技术的发展是从7年代初期开始的，主要集中在美、日、 英等国家，在8年代中期取得了举世嘴目的成果，主要表现在机床、集成电路、仪器仪表和 家用电器等诸方面，出现了美国加利福尼亚大学Lawrence Livemore实验室、英国Cranfield大学 精密工程研究所(CUPE)、日本精密工学会等一些著名研究机构和学术团体。我国的精密加工 和超精密加工技术在7年代后期有了长足进步，80年代中期结合航天、航空工业，电子工业 等需求，出现了一些具有世界水平的超精密机床和部件、集成电路制造设备。很多单位，如哈 尔滨工业大学、清华大学、国防科技大学、航空工业总公司33研究所、中国科学院长春光学 精密机械研究所等，都在进行这一领域的研究。 国内，在精密加工和超精密加工技术的发展过程中，广大从事精密工程的技术人员和高等 工科学校的教师和学生迫切需要一本关于精密和超精密加工的工具书，作为科研和教学工作的 参考。而在1991年由机械工业出版社出版的《机械加工工艺手册》（孟少农主编）中，只有专门 一章论述精密加工及超精密加工。此后，1997年出版的《机械工程手册》（何光远主编）中，没 有单独立章，而是分散在各有关章节内容中。因此，出版一本专门的《精密加工技术实用手册》 是十分必要的。本书的出版将是我国第一部专门的精密加工技术手册。 本手册从1995年开始酥酿，1996年9月确定编写人员，历经三年多才得以完成。全书共 分5篇，它们是：精密切削磨削加工及其机床、精密特种加工、微细加工与微型机械、精密测 量和质量保证、典型精密元件加工。手册在编写过程中，力求贯彻“准确性、先进性、实用 性”的编写原则，使其具有如下特点： 1)内容涵盖面涉及精密加工、超精密加工的各个方面，包括微细加工、纳米加工、微型 机械、微型机械系统等。 2)强调了实用性，手册作为工具书，贵在实用，应有较丰富的资料，以便广大工程技术 人员参考。 3)精密加工和超精密加工正处于不断发展中，近年来，在超精密磨削、磨料加工、精密
V 特种加工、微细加工和搬型机械、纳米加工等方面均有突破性进展，手册在保证基础内容的前 提下，尽量反映先进技术。 4)材料是彩响精密加工和超精密加工的重要因素，但对其系统研究较少，为了反映这方 面的内容，特别编写了精密加工材料一章。 5)贯彻现行国家标准名词术语、代（符）号、量和单位，以满足行业和社会的需求。 6)精密加工和超精密加工是一个系统工程，手册从体系上力求从系统论、信息论、控制 论所形成的系统科学和方法论出发，使之具有科学性。 手册可供广大从事机械制造工程的工程技术人员参考，同时也可作为高等工科院校机械工 程专业师生作为参考书。 手册由清华大学精密仪器与机械学系、材料工程系编写，其中总论、第3章、第6章、第 14章由王先速编写，第1章由程荫编写，第2章、第4章由吴丹写，第5章由刘成颗编 写，第7章、第8章由季勇写，第9、10章由李岩编写，第11章由李庆样编写，第12章由 白立芬编写、第13章由段广洪搞写。会书由王先速教授任主编，李庆祥教授、刘成颗副教授 任制主编。在编写的早期，贾惠波教授、尤政教授参加了大纲的拟订和定稿。在编写过程中得 到了制造工程研究所、精密仪器研究所等单位老师的指导和帮助，在此表示衰心感谢。 由于作者水平所限，书中会有不少错误和不足之处，请读者不吝赐教。 编者 2000年3月于清华
录 前言 2.3量加工理论 总论…… 13精密加工和超精密加工的体系 1精密加工和超精密加工范畴、特 结构 点、分类 3.1糖密加工系统工程……… 1.1精密加工和超精密加工范略……………l 32影响情密加工和超精密加工的因素……15 1.2精密加工和超密加工的特点………l 4精密加工和超精密加工的形成和 13精密加工和超精密加工方法 发展 及其分类 4.1精密加工和超精密加工的形成 精密加工和超精密加工机理及工艺 42精密加工和超密加工的需求………2 则 4.3精密加工和超精密加工的技术地位 21加工概念的扩展 和作用… 22进化加工原则 4精密加工和超精密加工的发晨趋势 和技术前沿 第1篇精密切削、廢削及其机床 第1章精密加工常用材料……………28第2章金刚石刀具超情害车削………6 精密加工对材料的要求 1金刚石刀具超精密车削机理… 1.1精密加工对材料使用性能的妥求… 1.1切削厚度与材料切应力的关系………65 12精密加工对材料工艺性能的要求……2 1.2材料缺陷及其对超精密车测的影响 13精密加工对材料经济性的要求……3 13加工衰面的形成与质量 2达到精密加工材料性能的工 2金刚石刀具的设计和刃磨… 艺措施 21超精密车削对刀具的要求………的 1热处理过程中的组织性能变化 22金刚石的性能 22改善加工性能的热处理 23金刚石的结构…7 23提高力学性能的热处理 24金刚石晶体的面网… 73 24提高耐磨性、谢腐蚀性的表面 25金刚石晶体各晶向的性能 处理技术 26金刚石原料的选取…77 25消除应力、稳定组织的热处理 27金刚石晶体的定向 3精密加工常用金属材料………… 2.8金刚石刀具的设计… 3.1碳京制和合金钢 29金刚石刀具的刃脂…………84 3.2铸铁… 3影响金刚石超精密车削的因素……8 33有色金属 3.1全刚石刀具 4常用非金属材料……… 3.2被加工材料 4.1工程陶瓷 802 33超精密车床 42工程塑料……… 34工作环境 43复合树料… 35测量技术 44其他材料… 金刚石刀具超密车削工艺