精密和超精密加工技术近年来获得飞跃发展。本书全面系统地讲述了精密和超精密加工技术，内容包括：超精密切削和金刚石刀具，精密和超精密磨削、研磨与抛光，精密和超精密机床，精加工中的测量技术和在线误差补偿，微细加工技术，精加工的支撑环境和纳米技术。本书内容丰富，不仅系统讲述了精密加工的基础原理和技术，新技术在精加工中的应用，还介绍了国内外的最新发展和成就。本书可供机制专业研究生和本科生作教材，同时也是科技人员的重要参考书。

第2版序1 近年来机械制造技术，特别是精密加工技术发展较快，有必要对该书进行修订再版。这次修订与原版比较有以下一些特点： (1) 体系结构上进行了调整和变动全书各章的安排未变，但章内各节的体系结构有变动，将近年来发展较快的内容单独成节或小节。例如：超硬微粉砂轮超精密磨削单独形成一小节；在微细加工中增加了立体复合工艺一小节；集成电路与印制线路板制作技术成为一节；第九章章名改为“精密和超精密加工的外部支撑环境”，这样更确切一些。 (2) 增加了近年来发展的新内容对精密和超精密磨削加工”、“研磨与抛光”、“微细加工技术”和“纳米技术”等章，因近年来技术发展迅速，故作了全面较大修改，充实了较多新内容。例如：介绍了复合结合剂金刚石微粉砂轮超精密磨削；增加了立体复合微细加工工艺，如沉积和刻蚀多层工艺和光刻—电铸—模铸复合成形技术等；增加了集成电路与印制线路板制作技术；在精密和超精密加工的外部环境设施中增加了隔振器件的新进展，光环境中光的颜色以及满足现代电子、微电子、光电子、微机械制造的外部环境要求等内容。 (3) 文字上进行了修改和精练：删除了一些不确切的内容和提法，采用国标规定的名词术语和新标准，修改了一些文字错误。例如英国国立物理实验室的四面体结构立轴超精密磨床，只是目前的实用性表现在并联机床上，故将其删除。 该书内容丰富，新颖先进，体系结构符合教学要求，基础理论与技术实践结合，图文并茂精练，是一本难得的研究生和大学本科生教材和工程技术人员参考书。 中国工程院院士山东大学机械工程学院 2006年12月25日 第2版序2 精密和超精密加工是机械制造中的重要领域，对尖端技术和国防工业的发展具有重要影响。“精密和超精密加工技术”课是机械制造及其自动化专业的重要专业课。 袁哲俊和王先逵主编的《精密和超精密加工技术》教材，是一本系统全面讲述精密和超精密加工理论和技术的教材，填补了国内外空白。该教材第1版1999年出版后，经全国各学校使用，深受欢迎，2002年曾获全国普通高等学校优秀教材二等奖。 近年来精密加工技术获得迅速发展，多种新技术在精加工中得到应用，因此作者袁哲俊等对原出版的《精密和超精密加工技术》教材进行修订再版。该教材这次修订中，将超精密切削和金刚石刀具、精密和超精密磨削、精密和超精密加工的机床设备、精密加工中的测量技术、在线检测与误差补偿技术、研磨与抛光、微细加工技术等章的部分常见内容作了适当精简，增添了最近发展的新内容。对“纳米技术”一章，因近年技术发展迅速，作了全面的较大修改，充实了较多技术发展的新内容。 本教材内容丰富，不仅系统讲述了精密和超精密加工的基础理论和技术，应用的各种新技术，还介绍了本领域国内外的最新发展和成就。本教材讲授系统条理，深入浅出，符合学生的认识规律，是一本优秀的教材，可以供机制专业本科学生和研究生使用，也可供这领域的科技人员用作重要的参考书。 建议修订后的本教材第2版尽早出版供学生使用。 审阅人 中国工程院院士，哈尔滨工业大学教授 2006年12月20日 第2版前言 本教材第1版自1999年出版后，经全国各学校多年使用，颇受欢迎，2002年获全国普通高等学校优秀教材二等奖。 近年来机械制造技术，特别是精密加工技术有较快发展，多种新技术在精加工中得到应用，同时我国的机械制造工业亦获得了飞跃的发展。高技术机电产品、尖端技术和国防工业的发展，对精密和超精密加技术提出了迫切提高的需求。由于以上情况，有必要对原出版的《精密和超精密加工技术》教材进行修订再版。本教材是根据教材出版修订规划，在原来教材的基础上，参考各兄弟院校提出的意见和最近精密加工的技术发展，进行修订而成。 本教材在这次修订中，将超精密切削和金刚石刀具、精密和超精密磨削、精密和超精密加工的机床设备、精密加工中的测量技术、在线检测与误差补偿技术、微细加工技术等章的部分常见内容作了适当精简，增添了最近发展的新内容。对“研磨与抛光”和“纳米技术”两章，因近年技术发展迅速，故做了全面较大修改，充实了较多技术发展的新内容。本教材内容丰富，不仅系统讲述了精密和超精密加工的基础理论和技术，精加工中应用的各种新技术，还介绍了本领域国内外的最新发展和成就。 参加本教材各章修订的编者如下：第一章袁哲俊，第二章袁哲俊、周明，第三、六、八章王先逵，第四章袁哲俊、高栋，第五章袁哲俊、李华，第七章袁巨龙，第九章段广洪，第十章袁哲俊、谢大纲、房丰洲。由袁哲俊和王先逵担任主编，由艾兴院士和蔡鹤皋院士担任主审。 本书可供机械制造及其自动化专业的研究生和本科生作教材，同时也可供从事机械制造精密加工工作的科技人员作为一本重要的参考书。 由于作者水平所限，书中错误和不足之处希望读者给予批评指正。 主编 2006年12月 第1版前言 精密和超精密加工技术是机械制造业中最重要的部分之一，这是因为精密和超精密加工技术不仅直接影响尖端技术和国防工业的发展，而且还影响机械产品的精度和表面质量，影响产品的国际竞争力。例如陀螺仪现在是用超精密切削等方法加工的，它的精度直接影响导弹的命中精度。大规模集成电路的制造，使用了超精密研磨和微细加工等技术，它的加工工艺水平决定了集成电路上的线宽和元件数，直接影响微电子工业和计算机技术的发展。世界各国都非常重视发展精密和超精密加工技术，把它作为发展先进制造技术中的优先发展内容。 近年来各种新技术，例如微电子技术、计算机技术、自动控制技术、激光技术等在精密加工中得到广泛的应用，使精密和超精密加工技术产生了飞跃的发展，大大地改变了它的技术面貌。精密加工技术的水平已是机械制造业水平的重要标志。当代的精密工程，其中包括精密加工，超精密加工技术，微细加工技术和纳米技术是现代制造业的前沿，也是明天制造技术的基础。 机械产品要求的精度不断提高，促使精密加工技术水平的迅速发展，精密和超精密加工达到的精度也在不断提高。在20世纪50年代精密加工能达到的精度水平是3～5μm，超精密加工达到的精度是1μm。到20世纪70年代后期，精密加工达到的精度水平是1μm，超精密加工达到的精度是01μm，而现在精密加工达到的精度水平是01μm，超精密加工达到的精度已是001～0001μm。 近年来由于受到各方面的重视，我国的精密和超精密加工技术获得了很大的发展，超精密切削技术已获得较多生产应用，超精密机床已研制成功，多种精度甚高的精密机械和仪器已能生产，微细加工技术也已发展到相当水平。但应看到我国的精加工技术水平与发达国家比较还有相当大的差距。例如数控超精密车床我国还没有正式产品，大型超精密机床国内还没有。标志制造大规模集成电路水平的微细加工，我国现在导线的光刻加工，其线宽只能达到05～1μm，国外生产中已可达01μm，而实验室正在研究的是001μm宽度，故国外生产的每个集成电路可以有数百万个元件，而我国则相差甚多。精密和超精密加工技术，因涉及尖端技术和国防工业的发展，关键的技术各国都保密，不允许技术转让或出口。各国都是自己投力量研究开发这方面的技术。因此我国也亟需加速发展这方面的技术。 高等学校的机械制造专业已是成立多年的较老的学科。近年来由于多种新技术在机械制造中的应用，机械制造业的面貌发生了极大的变化。学校的机械制造专业也面临改造，要求更新教学内容，增设新课程以跟上机械制造技术的发展。很多高等学校为研究生设立了精密和超精密加工技术的课程，同时也为本科生新开了精密加工的选修课。 本书系统全面地讲述了精密和超精密加工技术的各部分主要内容，收集了国内、外精密加工的大量资料文献，且结合了哈尔滨工业大学和清华大学等校多年来从事精密和超精密加工的研究成果而写成的。本书不仅系统讲授了精密加工的基础原理和技术，新技术在精加工中的应用，还介绍了国内外精密加工的最新发展和成就。 本书内容包括精加工涉及的全部主要内容：超精密切削和金刚石刀具，精密和超精密磨削、研磨与抛光，精密和超精密机床设备，精密加工中的测量技术，在线测量和误差补偿技术，微细加工技术，精加工的支撑环境，典型精密零件的加工工艺，纳米技术。本书试图解决国内需要发展精密加工技术，而缺少这方面的科技书和教材的困难，可供机制专业研究生和本科学生作教材，同时也可供从事机械制造精密加工工作的科技人员作为一本重要的参考书。 本书各章的编者如下：第一、四章袁哲俊，第二章袁哲俊、周明，第三、六、八章王先逵，第五章袁哲俊、谢大纲、王晓蕙，第七章袁巨龙，第九章段广洪，第十章袁哲俊、高栋。由袁哲俊和王先逵担任主编。 由于作者水平所限和编写时间仓促，书中错误和不足之处，希望读者给予指正。 编者 1999年1月

目录
第2版序1
第2版序2
第2版前言
第1版前言
第一章精密和超精密加工技术及其
发展展望1
第一节发展精密和超精密加工技术的
重要性1
第二节超精密加工技术的现状4
第三节超精密加工技术发展展望8
复习思考题9
第二章超精密切削与金刚石刀具10
第一节超精密切削的切削速度选择10
第二节超精密切削时刀具的磨损和寿命11
第三节超精密切削时积屑瘤的生成规律13
第四节切削参数变化对加工表面质量
的影响15
第五节切削刃锋锐度对切削变形、加工
表面质量的影响18
第六节金刚石刀具超精密切削中的若
干理论问题22
第七节超精密切削对刀具的要求及金
刚石的性能和晶体结构28
第八节金刚石晶体各晶面的耐磨性和
好磨难磨方向33
第九节单晶金刚石刀具的磨损破损机
理35
第十节金刚石晶体的定向36
第十一节金刚石刀具的设计与制造39
复习思考题45
第三章精密磨削和超精密磨削47
第一节概述47
第二节精密磨削52
第三节超硬磨料砂轮磨削56
第四节超精密磨削62
第五节精密和超精密砂带磨削67
复习思考题76
第四章精密和超精密加工的机床设
备77
第一节精密和超精密机床发展概况77
第二节典型超精密机床的简介80
第三节精密主轴部件86
第四节机床的总体布局和床身导轨91
第五节进给驱动系统98
第六节微量进给装置100
第七节机床运动部件位移的激光
在线检测系统105
第八节机床的稳定性和减振隔振107
第九节减少热变形和恒温控制110
复习思考题114
第五章精密加工中的测量技术115
第一节精密测量技术概述115
第二节测量基准116
第三节直线度、平面度和垂直度的
测量118
第四节角度和圆分度的测量121
第五节圆度和回转精度的测量124
第六节激光测量130
第七节自由曲面的测量134
复习思考题135
第六章在线检测与误差补偿技术137
第一节概述137
第二节在线检测与误差补偿方法143
第三节微位移技术149
复习思考题156
第七章精密研磨与抛光158
第一节研磨158
第二节抛光160
第三节精密研磨与抛光的主要工艺
因素162
第四节精密研磨抛光新技术168
第五节曲面研磨抛光技术170
复习思考题173
第八章微细加工技术174
第一节微细加工技术的出现174
第二节微细加工的概念及其特点175
第三节微细加工机理177
第四节微细加工方法179
第五节集成电路与印制线路板制作
技术201
复习思考题204
第九章精密和超精密加工的外部
支撑环境206
第一节空气环境和热环境206
第二节振动环境214
第三节噪声环境219
第四节其他环境221
第五节精密和超精密加工的环境设施224
复习思考题225
第十章纳米技术226
第一节纳米技术概述226
第二节纳米级测量和扫描探针测量
技术227
第三节纳米级加工技术和原子操纵232
第四节微型机械、微型机电系统及
其制造技术239
复习思考题248
参考文献249