超精密加工技术涵盖了超精密车削技术、超精密铣削技术、超精密磨削技术、表面镜面抛光技术和超精密特种加工技术等，这几种超精密加工技术的共性技术之一就是超精密机床技术。为了实现高精度的要求，国内外机床结构中的进给运动一般采用高运动精度的气体或液体静压导轨实现。

对于静压支承的研究，国外起步得很早。1878年，在巴黎国际博览会上，液压支承的雏形——“近于无摩擦支座”，以展品的形式出现在人们的视野。20世纪60年代，在美国国防和能源部门的支持下，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL），于1984年研制出一台立式大型光学金刚石车床（Large Optics Diamond Turning Machine，LODTM），如图2-5所示，机床可加工直径为2.1 m、重为4.5 t的工件，采用高压液体静压导轨，在1.07 m×1.12 m范围内直线度误差小于0.025μm，位移误差不超过0.013μm。该机床可加工平面、球面和非球面，主要用于加工激光核聚变工程所需的零件、红外线装置用的零件和大型天体反射镜等。

图2-5　立式大型光学金刚石车床（LODTM）

美国Moore Nanotechnology System公司以生产超精密金刚石车床和确定性磨削装置而著称，2000年生产的五轴联动Nanotech500FG超精密机床，采用空气轴承和液体静压导轨技术，由无刷直线电机驱动，实现了定位精度0.3μm，工件加工直线度误差不大于0.025μm/300 mm。

当今世界上精密工程的研究中心之一、英国克兰菲尔德技术学院所属的克兰菲尔德精密工程研究所，于1989年研制成功了OAGM 2500大型非球面超精密磨床，如图2-6所示。机床最大加工尺寸2500 mm×2500mm×610mm，具有φ2500mm的高精度回转工作台，主要用于加工天文望远镜的镜片等。机床采用液体静压导轨和空气轴承，使得加工精度达到了0.1μm，粗糙度达到10 nm。

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图2-6　OAGM 2500大型超精密磨床

德国Kern公司所开发的Pyramid Nano超精密微细加工中心，其进给系统的三个轴均采用油液静压导轨，并使用油静压螺杆驱动，其整机可达纳米级、定位精度至±0.3μm，加工件表面粗糙度达0.05μm。日本在超精密加工技术领域的研究虽然相对于英、美起步较晚，在20世纪70年代中期才开始，但发展却是非常迅速，且产品开发侧重于民用；如大森整教授等人将超精密油静压驱动系统应用于超精密多轴镜面加工机床上，位置精度分辨率达到10 nm，加工工件粗糙度达到Ra7 nm。

我国从20世纪50年代末开始对静压支承进行大量的研究工作。1958年上海机床厂有限公司开展了静压技术方面的研究，随后成功地将我国第一套静压轴承应用于高精度外圆磨床的砂轮架主轴上，使得其加工零件精度达到了0.1μm。北京航空精密机械研究所成功研制了Nanosys 300非球面曲面超精密复合加工系统，如图2-7所示，该系统采用以工控PC为平台，以纳米级坐标测量与伺服控制系统、超精密高速空气静压主轴系统、超精密高刚性高阻尼闭式液体静压导轨系统等为核心，具有数控机床（CNC）车削、磨削、铣削等多种加工功能，可对球面、非球面和超平面等形状零件进行纳米级超精密镜面加工。

图2-7　Nanosys 300系统

光学玻璃是应用于激光技术、光电通信、航空航天和国防工业等领域的光学元件。现代光学工业对光学玻璃提出了精度高、需求量大等苛刻要求。从精度方面，要求光学玻璃具有面形精度高（≤0.1μm）、表面粗糙度低（≤12 nm）以及亚表面裂纹少的特点；从需求量方面，以激光核聚变装置所需的光学玻璃为例，美国国家点火装置（National Ignition Facility，NIF）的光学系统将使用7000多件大口径光学元件（口径大于400 mm×400 mm）。根据我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》，重大专项之一的“惯性约束聚变点火工程”中，“神光-Ⅳ”激光装置需要数万件高精度光学元件。针对大尺寸平面光学玻璃零件，如激光（钕）玻璃、熔石英等加工的需要，上海机床厂有限公司联合哈尔滨工业大学、上海交通大学、上海理工大学承担了“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题，其任务是研制相关的超精密大尺寸平面磨削加工机床。由于液体静压导轨具有承载能力大、油膜刚性高、吸振性好、运动平稳等优点，在机床结构中优先采用液体静压技术。