精密机械加工是通过高精度机床、专用刀具、精密测量系统及工艺优化策略，将工件尺寸、形状、位置精度控制在微米级（μm）甚至纳米级（nm）的制造技术。其核心在于材料去除的准确控制、几何形貌的复现能力及多物理场耦合下的稳定性。下面小编就为您介绍一下精密机械加工的核心原理解析。
1. 材料去除的微观机制
切削变形：
精密机械加工刀具以微米级切削深度（ap=1-10μm）和高切削速度（vc=50-300m/min）对材料进行塑性剪切，形成连续切屑（如铝合金）或崩碎切屑（如淬火钢）。
案例：超精密车削单晶硅时，切削力仅需0.5-2N（普通车削的1/100），表面粗糙度可达Ra<5nm。
磨粒作用：
砂轮表面微米级磨粒（粒度W5-W40）以负前角切入工件，通过耕犁、划擦、切削三阶段实现材料去除，磨削力比切削力高1-2个数量级。
数据：ELID磨削（在线电解修整）可使砂轮表面始终保持5-10μm的锋利磨粒突出高度，精密机械加工不锈钢表面粗糙度Ra<0.01μm。
2. 几何形貌的复现原理
运动链精度传递：
精密机械加工机床运动链（X/Y/Z轴）的定位精度（±0.5μm/100mm）和重复定位精度（±0.2μm）通过滚珠丝杠+直线电机+光栅尺的闭环系统实现。
类比：如同“用原子笔在头发丝上刻字”——机床运动分辨率需达到0.01μm（相当于人类头发直径的1/5000）。
刀具轨迹控制：
精密机械加工通过五轴联动数控系统，使刀具中点（TCP）沿理论曲面以1μm步长插补运动，复现自由曲面（如航空叶片、光学模具）。