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第1章 精密与超精密加工技术概述 1

1.1 精密加工与先进制造技术 1

1.1.1 先进制造技术产生的背景 1

1.1.2 先进制造技术的内涵 2

1.1.3 先进制造技术的特点 3

1.1.4 先进制造技术的体系结构 4

1.2 精密与超精密加工技术 5

1.2.1 精密与超精密加工的概念 5

1.2.2 精密与超精密加工的技术内涵 6

1.2.3 精密与超精密加工的作用 6

1.2.4 精密与超精密加工的难点 7

1.2.5 精密与超精密加工的方法 7

1.2.6 精密与超精密加工系统组成 10

1.3 精密与超精密加工的发展趋势 10

复习思考题 12

思政小课堂 12

第2章 精密与超精密加工机床及关键部件 13

2.1 典型超精密加工机床 13

2.1.1 美国的典型超精密加工机床 13

2.1.2 德国的典型超精密加工机床 16

2.1.3 英国的典型超精密加工机床 17

2.1.4 日本的典型超精密加工机床 18

2.1.5 中国的典型超精密加工机床 18

2.2 超精密加工机床主轴部件 22

2.2.1 液体静压轴承 22

2.2.2 空气静压轴承 23

2.2.3 主轴的驱动方式 24

2.3 精密导轨部件 25

2.3.1 超精密加工机床的总体布局 25

2.3.2 常用的导轨部件 26

2.3.3 床身及导轨的材料 27

2.3.4 微量进给装置 28

复习思考题 29

思政小课堂 30

第3章 精密与超精密切削加工 31

3.1 金刚石刀具 31

3.1.1 概述 31

3.1.2 金刚石刀具切削部分的几何形状 32

3.1.3 晶面的选择 33

3.1.4 金刚石刀具上的金刚石的固定方法 34

3.2 精密切削加工过程及控制 36

3.2.1 精密切削加工的切削过程 36

3.2.2 精密切削加工时的切削参数及其对加工质量的影响 37

3.2.3 精密切削加工时切削热的影响及控制 39

3.2.4 精密切削加工的刀具寿命 42

3.2.5 精密与超精密切削加工时的最小切削厚度 46

3.3 超声波振动车削加工 48

3.3.1 超声波振动车削装置 48

3.3.2 超声波振动车削的原理及特点 49

复习思考题 51

思政小课堂 51

第4章 精密与超精密磨削 53

4.1 固结磨粒加工特点及原理 53

4.1.1 固结磨粒加工 53

4.1.2 固结磨具 54

4.1.3 固结磨粒磨削原理 58

4.1.4 磨削温度和磨削液 59

4.2 精密与超精密磨削加工技术 62

4.2.1 精密与超精密磨削加工的概念 62

4.2.2 精密与超精密磨削加工机理 62

4.2.3 精密与超精密磨削对机床的要求 64

4.3 磨削加工表面及亚表面质量控制 64

4.3.1 磨削加工表面质量 65

4.3.2 硬脆非金属材料磨削亚表面缺陷及控制 66

4.4 砂带磨削 68

4.4.1 涂覆磨具 69

4.4.2 复杂曲面的超精密砂带磨削 70

4.4.3 砂带磨削装置及组成 70

复习思考题 70

思政小课堂 71

第5章 超精密研磨与抛光 72

5.1 精密研磨加工及应用 72

5.1.1 研磨加工机理 72

5.1.2 研磨加工分类 73

5.1.3 研磨加工的特点 74

5.1.4 研磨工艺 74

5.1.5 研磨加工应用实例 76

5.2 精密抛光加工技术 77

5.2.1 精密抛光加工机理 77

5.2.2 精密抛光加工特点 78

5.2.3 精密抛光工艺 78

5.3 精密抛光加工方法及应用 81

5.3.1 化学-机械抛光技术 81

5.3.2 固结磨料抛光技术 83

5.3.3 气囊抛光技术 84

5.3.4 磁场辅助抛光技术 86

复习思考题 91

思政小课堂 92

第6章 精密测量与在线检测技术 93

6.1 几何量精密测量基础 93

6.1.1 概述 93

6.1.2 计量器具分类 93

6.1.3 计量器基本认识 93

6.2 几何尺寸的精密测量 94

6.3 几何误差的测量 96

6.3.1 几何误差的测量原则 96

6.3.2 直线度误差的测量和评定 96

6.3.3 平面度误差的测量与评定 100

6.3.4 圆度误差的测量与评定 101

6.4 表面粗糙度的测量 101

6.4.1 表面粗糙度的常用测量方法 102

6.4.2 表面粗糙度的其他测量方法 103

6.5 精密测量设备介绍 103

6.6 在线检测技术 107

6.6.1 在线检测技术概况 107

6.6.2 数控机床在线检测系统 107

复习思考题 111

思政小课堂 111

第7章 精密特种加工技术 113

7.1 特种加工的分类和特点 113

7.1.1 特种加工的分类 113

7.1.2 特种加工的特点 114

7.2 电火花加工技术 114

7.2.1 电火花加工的原理和过程 114

7.2.2 电火花加工的特点及类型 116

7.2.3 电火花加工的工艺及应用 117

7.3 电化学加工 119

7.3.1 电化学加工的原理和过程 119

7.3.2 电化学加工的特点及类型 121

7.3.3 电化学加工的工艺及应用 122

7.4 离子束加工 131

7.4.1 离子束加工的概念及原理 131

7.4.2 离子束加工的特点 132

7.4.3 离子束加工的工艺及应用 132

7.5 电子束加工 134

7.5.1 电子束加工的概念及原理 134

7.5.2 电子束加工的特点 134

7.5.3 电子束加工的工艺及应用 135

7.6 激光加工 136

7.6.1 激光加工的概念及原理 136

7.6.2 激光加工的特点 137

7.6.3 激光加工的工艺及应用 138

复习思考题 141

思政小课堂 141

第8章 微细加工技术 143

8.1 微细加工技术的出现 143

8.1.1 制造技术自身加工的极限 143

8.1.2 微细加工出现的历史背景 143

8.2 微细加工的概念及其特点 144

8.2.1 微细加工的概念 144

8.2.2 微细加工的特点 145

8.3 微细加工机理 146

8.3.1 切削厚度与材料剪应力的关系 146

8.3.2 材料缺陷分布对其破坏方式的影响 146

8.3.3 各种微细加工方法的加工机理 147

8.4 微细加工方法 148

8.4.1 微细加工方法分类 148

8.4.2 光刻加工技术 149

8.4.3 立体复合工艺 152

8.5 集成电路与印制线路板制作技术 154

8.5.1 集成电路制作技术 154

8.5.2 印制线路板制作技术 156

复习思考题 157

思政小课堂 158

第9章 纳米技术 159

9.1 概述 159

9.1.1 纳米技术的特点 159

9.1.2 发展纳米技术的重要性 159

9.1.3 纳米技术的主要内容 160

9.2 纳米级测量和扫描探针测量技术 160

9.2.1 纳米级测量方法简介 160

9.2.2 基于F-P标准具的测量技术 161

9.2.3 X射线干涉测量技术 161

9.2.4 扫描隧道显微测量技术 161

9.2.5 微观表面形貌的扫描探针测量和其他扫描测量技术 163

9.3 纳米级加工和原子操纵 165

9.3.1 纳米级加工的物理实质分析 165

9.3.2 纳米级加工精度 166

9.3.3 使用SPM进行原子操纵 166

9.3.4 使用SPM加工微结构 168

9.4 微型机械、微型机电系统及其制造技术 172

9.4.1 微型机械、微型机电系统 172

9.4.2 微型机械和微型机电系统的制造技术 174

复习思考题 178

思政小课堂 179

参考文献 180

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