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20多年前，高速切削主要用于航空航天工业的铝合金加工，随着新型刀具材料的不断涌现，人们开始从事普通钢、铸铁、高强度钢、高温合金、钛合金及复合材料等的高速切削研究工作，并不断取得新的成果。
我国尽管还没有自制的高速切削生产设备，但已有一部分企业进口了相当数量的高速切削加工设备，而大部分用户都面临缺乏高速切削资料的问题。本文就文献中分散、零星的刀具材料选用作一详细的总结，按被加工材料进行分类阐述，以满足不同用户的需要。
二、高速切削加工刀具材料选用
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高 速切削技术在近年来变成了一个热门的话题，人们被汹涌而来的高速切削概念冲击着。面对着机床展上不同品牌的高速机床，您可能既兴奋又犹豫：我该怎么去识别 这些机床，是否能真正满足高速切削的要来呢？高速切削＝高速主轴吗？根据米克朗公司多年进行高速铣削技术研究以及高速加工机床制造的经验，我们一起来看一 看何谓高速切削技术，它对高速加工机床有哪些要来。
早在70年前，就有人开始研究高速切削技术。直至20世纪60年代，科学家们才得出了一个结论：随着切削速度的提高，切削力先是增加，随后急剧下降。刀具 的磨损则始终随着切削速度的提高而增加。高速切削所带来的效率和工件表面质量的显著提高使得工件加工的总费用下降了至少40％。这个结论成为高速切削技术 的理论基础和动力，随后的研究是围绕着如何提高刀具耐磨度，如何使机床的结构、主轴和驱动控制系统能满足高速切削技术的要求而进行的。
高速切削技术从实验室阶段走向生产，是一个系统工程。它需要各个方面的配合以形成完整的高速切削工艺。 在各环节中，高速加工机床无疑对整个工艺过程起着决定性作用。以铣削机床为例，高速铣削加工中心与普通加工中心相比，在机床结构、切削主轴、进给驱动装 置、冷却和润滑方式、安全防护以及数控系统等方面都要与其高速性能相匹配。
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直到几年前，除了磨削别无选择。即使有，也是用来加工硬度大于 55HRC工件，将它加工成最终形状，而且表面质量高。随着高硬度切削材料和相关机床的发展，这种硬度极限被突破了。这有利于配备可以调节几何角度的刀具 的机床进行车削．钻孔、研磨和铣削。目前，专家估计硬度极限可以达到65 HRC。
杜塞尔多夫Sandvik 股份有限公司的技术经理Klaus Christoffel博士认为：采用可以调节几何角度的刀具进行硬切削加工，在最近几年内取得了很大的进步。在很多使用场合都可以用来替代磨削。 Klaus Christoffel说：“尤其适用于弧形，比如制造传动设备。”
配备可随意设定刀具切削几何角度的机床越术越多地侵入磨削领地。在许多情况下，车削、钻孔、铣削或者研磨代替磨削成为理所当然的事情，而这还远没有到达顶 峰。位于 Aalen城精密机床 Dr．Kress KG业务经理Dieter Kress博士坚信：CBN是未来的材料，蕴藏着巨大的发展潜力。他相信：几年之后，磨削将被硬铣削代替。为了说明硬铣削的性能，他列举了同动力连杆高精 密球道的精加工。这种连杆的钟形槽，其中的球道用4刀具机床以整段制作的方式进行硬铣削。这种方式的优势是提高精度，缩短生产时间，在此基础上也可以对连 杆的其他部件如配备6球道的连杆进行硬铣削。材料的硬度为58-62 HRC。
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本文分析了平头立铣刀在立式加工中心机床上铣削斜面时理论表面与实际加工加工表面的差异，指出了在实际应用过程中应注意的问题，并提出了解决方案。
一、问题的提出:
在加工塑料模具的脱料板锥孔和模具型芯上的与脱料板配合的锥体时，因尺寸无法测量，加工精度只能靠机床、刀具和NC程序等保证。当加工完成后，发现锥体端 面与锥孔端面贴合不拢，经过抛光直到加工刀痕完全消失仍不到位，对加工中心机床精度(SABRE-1000立式加工中心，加工精度0.001mm)，加工 程序(利用SURFCAM自动编程软件)，工件定位精度等多方面检查均为无误。 为此，我们对刀具与加工表面的接触情况进行分析。
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高速加工是零件加工的全新途径，它集成多种技术，不仅仅是高速主轴和快速精密进给在机床上的简单结合。为了应用高速加工技术，加工厂必须把必不可少的新功能和必不可少的新技巧有机地结合起来。同时，也要改变工厂的运作方式和物质设施。
就缩短产品的交付周期和降低成本而言，HSM可以发挥作用并且很有价值。任何计划实施HSM的工厂都应仔细考虑，重视生产现场内外可以加快生产周期的一切技术。实施HSM没有唯一正确的途径，每种情况应当如何应用HSM也没有严格不变或立竿见影的准则。
我们可以看到，HSM终究不是理论或只有实验室才能验证的概念，而是切实可行的技术。本文分析潜心从事HSM的两家工厂的应用实例，希望能对读者有所启发。
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一、概述
自20世纪30年代德国 Carl Salomon博士首次提出高速切削概念以来，经过50年代的机理与可行性研究，70年代的工艺技术研究，80年代全面系统的高速切削技术研究，到90年 代初，高速切削技术开始进入实用化，到90年代后期，商品化高速切削机床大量涌现，21世纪初，高速切削技术在工业发达国家得到普遍应用，正成为切削加工 的主流技术。
根据1992年国际生产工程研究会(CIRP)年会主题报告的定义，高速切削通常指切削速度超过传统切削速度5－10倍的切削加工。因此，根据加工材料的 不同和加工方式的不同，高速切削的切削速度范围也不同。高速切削包括高速铣削、高速车削、高速钻孔与高速车铣等，但绝大部分应用是高速铣削。目前，加工铝 合金已达到2000－7500m/min；铸铁为900－ 5000m/min；钢为600－3000m/min；耐热镍基合金达500m/min；钛合金达150－1000m/min；纤维增强塑料为2000－ 9000m/min。 高速切削是一项系统技术，图1显示了影响高速技术的各方面因素，企业必须根据产品的材料和结构特点，购置合适的高速切削机床，选择合适的切削刀具，采用最 佳的切削工艺，以达到理想的高速加工效果。
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目前，在金属切削领域里正在孕育着一场革命--高速加工技术。该项技术的诞生将机床制造业推向了一个新的发展阶段。也就是说，高速加工将改变制造业目前的格局，极大地促进生产力的发展。
高速切削与传统加工方式的区别
传统加工方式强调大的切削量，低进给速度和低主轴转速。从而要求机床具有很大功率的主轴和很强的机床刚性结构。由于刀具和工件在加工过程中都要承受很大的 切削力，在刀具和工件表面将产生很高的热量，所以工件热变形很大，影响加工精度和表面质量。刀具发热、磨损加快、寿命大幅度降低。
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采用传统的加工工艺，很难再缩短加工时间。所以生产人员越来越多地使用高速加工工艺(HSC)。要想大幅度提高切削的速度，选用高效率的机床和刀具是关键。
采用高速切削技术(HSC即High Speed Cutting)，也称高效切削技术(HPCHigPerformance Cutting或 High Production Cutting)，可以在比传统切削更短的时间里获得更好的表面加工质量。这样，既可以省会或部分省去后续的精加工工序，又由于切削速度变快，可以使所需 的切削力相应变小，所以对薄壁的工件也可以进行加工。另一个特点是HSC的加工频率较高。“这样可以把加工频率设定在机床和工件共振频率之上。”奥地利 (Steyr市的Profactor Produktionsforschung GmbH公司总经理 Johann Kastner博士如是说，“所以在加工工件时的振动极小”。切削过程中所产生的热量几乎都能随切屑排走，因此可以使工件始终保持较低的温度状态，使之那 些对温度敏感的工件如塑料，也能进行很好的加工，而避免发生变形。
“高的切削速度也会带来一些问题。” Kastner博士一分为二地看待高速加工的优点。通常加工速度快，磨损程度也会随之加大，而刀具切削的标准路径就会变短。如果工艺参数设定不佳，会导致 工件的整体成本增加。另外，切削速度大，主轴转速高，切削作业的安全性就差，这是因为离心力变大的缘故。就许多工件而言，在目前还不清楚其最佳的HSC参 数情况下使用HSC工艺，将会导致加工费用的增加。
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历史背景
术语高速切削(HSM)一般是指在高转速和高表面进给下的立铣。例如，以很高的金属去除率对铝合金飞机翼架的凹处进行切削。在过去的60年中，高速切削已 经广泛应用于金属与非金属材料，包括有特定表面形状要求的零件生产和硬度高于或等于50 HRC的材料切削。对于大部分淬火到约为32-42 HRC的钢零件，当前的切削选项包括：
在软(退火)工况下材料的粗加工和半精加工切削
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提高切削效率、降低成本是金属切削技术长期追求的目标。一般地说，提高切削效率、降低成本的主要途径有以下几个方面：提高切削速度、提高进给速度和提高切削深度。
一、高速切削
从机械加工的发展历史来看，人们以往采用的通常是通过发现和改进新的切削刀具材料来大幅度提升切削速度，从而提高切削效率，降低生产成本。切削速度的提高 为机械制造业带来了巨大的技术经济效益，还反映着机械制造整体技术水平的进步。二十世纪八十年代以来，欧美刀具业经过大量的试验研究，对切削机理的认识有 了新的突破，即当切削速度的提高超过某个临界值 (不同材料有不同的临界值)后，刀具的磨损并非按照泰勒曲线的规律急剧增加，反而在以后的一个区间内随切削速度的增加而有所减少，在经历一个谷底后再重新 上升。虽然这一现象的理论解释尚未得到统一，但这并不妨碍我们在那个谷底附近对高速加工技术进行应用。按目前看，工业发达国家的航空，汽车、动力机械、模 具、轴承、机床等行业首先受惠于该项新技术，使上述行业的产品质量明显提高，成本大幅度降低，获得了市场竞争优势。 理论分析和实践证明，高速切削是一个系统工程。从技术的层面上，它涉及高速主轴单元、快速进给和高加(减)速度的驱动系统、高性能的快速CNC控制系统、 高刚性的机床结构、数据的处理和传送、动平衡控制、超硬刀具材料和镀层工艺技术等；从管理的层面上，它涉及高速加工理念、新的管理方法等。作为系统的一部 分，各个环节只有互相协调，才能发挥其应有的效益。例如，加工模具中的曲面，如果其它环节都符合了高速加工的要求，但其CAM的数据处理只使用直线插补而 不是圆弧插补或样条曲线插补来模拟工件表面的曲线，机床的进给系统总是处在不停的加减速过程中，就无法达到预定的进给速度，从而限制了切削效率的提高和生 产成本的降低。同样，如果您在高速铣削中选用了普通结构的三刃立铣刀，由于其通常采用一齿过中心的结构，动平衡性能先天不足，同样也会不能达到您的预定转 速，使您的加工效率无法达到预定目标。
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尽管文章中所描述的各个“新理念”成为相关研究和开发的主题至今已有一定时间，但是下面的题目依然是恰当的。这些理念几乎对每个读者都是新的。
以500,000 r/min进行微细铣削加工
对表面位置误差的理解
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g代码 组别 功能 附注
g00 01 快速定位 模态
g01 直线插补 模态
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