自20世紀(jì)80年代,，國內(nèi)有關(guān)單位在研制氣體靜壓主軸及導(dǎo)軌等基礎(chǔ)上開始了單點金剛石切削加工設(shè)備的開發(fā),，90年代初北京機床研究所、北京航空精密機械研究所等陸續(xù)研制成功結(jié)構(gòu)功能簡單的超精密車床,、超精密鎖床等設(shè)備,，可以進(jìn)行平面、外圓及內(nèi)孔 等簡單特征的超精密切削加工,。國內(nèi)超精密加工技術(shù)發(fā)展的里程碑是 非 球面曲面超精密加工設(shè)備的研制成功,。光學(xué)非 球面零件由于具有優(yōu)越的光學(xué)性能，可以提高成像質(zhì)量并簡化光路和結(jié)構(gòu),，在軍工及民用行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,。當(dāng)年只有歐美及日本等國能夠制造非 球面超精密加工設(shè)備，而國內(nèi)引進(jìn)受限且價格昂貴,。于是 非 球面超精密加工設(shè)備的研制成為國家九五期間先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域的重點任務(wù),，到九五末期，北京航空精密機械研究所,、航天科技九院興華機械廠以及哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位陸續(xù)研制成功代表當(dāng)時國內(nèi)超精密加工最 高技術(shù)水平的非 球面超精密切削加工設(shè)備,，打破了國外的技術(shù)封鎖，隨之國內(nèi)超精密加工技術(shù)在慣性器件,、光學(xué)制造等行業(yè)得到了較快的應(yīng)用和發(fā)展,，之后還陸續(xù)研制成功了中大口徑的非 球面超精密車床。由于國內(nèi)超精密加工設(shè)備的發(fā)展,，英,、美等國陸續(xù)解除了該類型超精密裝備對我國的禁運，并且設(shè)備價格一路下滑,，這對國內(nèi)的超精密基礎(chǔ)部件研究和超精密加工裝備研制產(chǎn)生了很大的沖擊,，使我國多數(shù)超精密裝備研制單位并沒有形成完整的基礎(chǔ)研究能力與工程化及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。
隨著產(chǎn)品功能和性能的進(jìn)一步提高,，從21世紀(jì)初開始對光學(xué)自由曲面,、微小精密零件以及微結(jié)構(gòu)功能表面等需求日益迫切,，對于用作儀器設(shè)備基準(zhǔn)的花崗石平臺需求缺口日益擴大，例如光學(xué)自由曲面能改善校正像差,、改善像質(zhì),、擴大視場等系統(tǒng)性能，同時能簡化光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),、減輕重量,，因而已成為新一代光學(xué)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵器件，特別在光學(xué)成像系統(tǒng)中在軍工和民用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用背景,；微結(jié)構(gòu)功能表面的微結(jié)構(gòu)具有紋理結(jié)構(gòu)規(guī)則,、高深寬比、幾何特性確定等特點,，由于這些呈特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分布的表面微結(jié)構(gòu)使得元件具有某些特定的功能,，如粘附性、摩擦性,、潤滑性,、耐磨損性等物理北學(xué)陛能等。例如,，在航空,、航天飛行器宏觀表面加工出微納結(jié)構(gòu)形成功能性表面，不僅可以減小飛行器的風(fēng)阻,、摩阻,，減小摩擦，同時可避免結(jié)冰層形成,，提高空氣動力學(xué),、熱力學(xué)功能以及突防能力，從而達(dá)到增速,、增程、降噪,、隱身等目的,。隨著高精度傳感器等器件結(jié)構(gòu)的微小型化、工作部位尺寸及形位精度等級的亞微米化,，以及新型材料的應(yīng)用,，微小結(jié)構(gòu)零組件裝夾、定位,、找正的精細(xì)化,，刀具的小型化和加工進(jìn)給量的微量化、非 接觸面型和尺寸測量顯微化等一系列技術(shù)難題對傳統(tǒng)精密超精密加工設(shè)備及工藝也提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),。
原有的第 一代超精密加工設(shè)備已經(jīng)無法滿足復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征的超精密加工需求,，國內(nèi)從事超精密加工技術(shù)研究的多家高校和研究所緊密跟 蹤國外的先進(jìn)技術(shù),，在研究基于直線電機驅(qū)動的液體靜壓導(dǎo)軌、超精密位置伺服控制主軸,、超精密數(shù)控系統(tǒng)及復(fù)雜曲面軌跡規(guī)劃及編程等關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,，研發(fā)了多軸超精密數(shù)控切削加工設(shè)備，并開發(fā)了快速刀具伺服及慢拖板伺服超精密切削加工等工藝,，完成了太赫茲束控賦值曲面,、微透鏡陣列、雙正弦曲面等典型復(fù)雜曲面和微結(jié)構(gòu)特征的超精密加工,，進(jìn)一步縮小了與國外在超精密數(shù)控加工設(shè)備和工藝方面的差距,。同時，針對典型產(chǎn)品的工程化應(yīng)用,，國內(nèi)開發(fā)了超精密數(shù)控磨床,、微結(jié)構(gòu)特征大尺寸模輥超精密加工設(shè)備、振動切削刀架等,，實現(xiàn)了典型模具材料的超精密加工,，從而為實現(xiàn)光學(xué)功能元件的確定性、經(jīng)濟性與柔性大批量復(fù)制生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),。
隨著光學(xué)探測,、空間遙感以及極大規(guī)模集成電路等領(lǐng)域的需求牽引，對大口徑光學(xué)透鏡及反射鏡的高效超精密加工提出了要求,。大口徑高精度光學(xué)元件的制造一直是 超精密加工技術(shù)的重要研究方向之一,，確定性超精密研拋是 其工藝原理。確定性超精密研拋技術(shù)也稱為可控柔性加工技術(shù),，其基本原理是 通過改變?nèi)酛性研拋頭的形狀,、壓力、運動形式等參數(shù),，得到研拋頭的去除函數(shù),，同時通過駐留時間的控制達(dá)到工件面型誤差的收斂，最 終提高工件面型精度和表面質(zhì)量,。確定量超精密研拋加工工藝技術(shù)的研究熱點包括可控性良好的研拋新原理新方法,、殘余誤差的定量去除算法、中高頻誤差控制和抑制技術(shù)等,。高精度非 球面光學(xué)零件(包括大型非 球面鏡,、高陡度非 球面鏡、離軸非 球面鏡和拼接子鏡,、自由曲面鏡等)的確定性超精密研拋工藝及加工設(shè)備已成為超精密加工技術(shù)發(fā)展的重點之一,。
近年來國內(nèi)以空間遙感衛(wèi)星相機的大口徑光學(xué)透鏡、激光核聚變楔形透鏡、極大規(guī)模集成電路紫外/極紫外光刻機物鏡等重大需求為牽引,，高校,、中科院及各軍工集團的專業(yè)研究所等在小磨頭拋光的基礎(chǔ)上，研發(fā)了一系列超精密數(shù)控研拋加工工藝及設(shè)備,，例如磁流變拋光,、離子束拋光、射流拋光,、應(yīng)力盤拋光和氣囊拋光等,，這些設(shè)備有的已接近國際先進(jìn)水平，并得到了較好的工程化應(yīng)用,。
此外,，在一些特殊的專業(yè)領(lǐng)域?qū)Τ芗庸ぴO(shè)備及工藝也提出了新的要求，例如近年來發(fā)展的抗疲勞制造技術(shù)與第 一代成形制造技術(shù)及第 二代表面完整性制造技術(shù)相比,，可用于航空發(fā)動機主承力件,、運動件以及連接件等關(guān)鍵構(gòu)件(如齒輪、軸承,、葉片,、盤軸類零件、對接螺栓等)的制造,，將會顯著提高航空武器裝備的使用壽命,。抗疲勞制造技術(shù)的核心技術(shù)之一是 精密超精密加工工藝,，提高關(guān)鍵構(gòu)件的加工精度及表面質(zhì)量,、控制加工工件表面完整性，提高構(gòu)件的疲勞強度,，改善表面應(yīng)力狀態(tài)及疲勞性能,，最 終提高零件的疲勞壽命。普通精密數(shù)控加工設(shè)備已經(jīng)無法滿足航空關(guān)鍵構(gòu)件的抗疲勞制造需求,，針對不同材料,、不同結(jié)構(gòu)的航空構(gòu)件需要采用超精密數(shù)控磨床、超精密數(shù)控加工中心等通用超精密加工設(shè)備,，同時還需研發(fā)一些專用超精密加工設(shè)備,，才能最 終達(dá)到航空關(guān)鍵構(gòu)件抗疲勞制造技術(shù)的要求。
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