高速切削优点

高速切削可以节省30%的时间，进给速率为传统切削的5倍到10倍，而且切削需要的施力较小。因此可以针对薄壁工件进行加工。而且其表面精度提高，因此省去了后续精磨的工序。因为切削速度比热传导速度要快，大部分的热都留在切屑上，无法传到工件，也可以避免工件因受热产生的翘曲。

硬质材料也可以用高速切削，甚至是硬度到69HRC的材料也可以，因此在切削之后不需额外硬化的工序，也省去硬化工序中的风险。

高速切削还可以省下传统切削中粗加工（roughing，因为高速切削的高材料移除率）及精加工（finishing，因为高表面精度）。

高速切削缺点

高速切削的超高转速使得工作场所需要提高其安全防护的设备，高转速下即使是最小的切屑也会有相当高的飞行速度，甚至可能比枪支子弹的抛体运动还快。而且刀具也比较容易磨损，会减少刀具寿命（不过材料加工需要的时间也变短了）。高速切削也对刀具平衡有高度的要求，因为不平衡可能会产生极大的力，一方面会让刀具损坏，另一方面也强烈的影响了主轴的位置。因为高速切削的极高转速及负载，元件的消耗率高，需定期进行昂贵的保养以及主轴、刀具的更换。

高速切削可以用在需要高切削性能以及高表面精度的应用中，像是工具加工及模具加工。像是塑胶瓶吹气成型用的模具，就是典型有三维复杂外形的模具。因为需要有一定的装填容量，以及吹气系统的需求，这类模具需要有最高的尺寸精度及表面精度。

1931年时Carl J. Salomon曾经针对高速下的切削发表过专利， 其中提到切削的温度会随着切削速度抛物线上升，当温度到达最高点后，切削速度再上升时，切削温度下反而会下降。因此假若技术可行的话，可以用一般的高速钢在切削速度42000 m/min下铣削钢制材料，不会破坏切削边。不过Salomon没有示范过这个实验。在1950年代时，苏联及美国的洛克希德公司曾经验证过，例如曾在洛克希德公司用高速钢的刀具在40,000至50,000 m/min的速度，成功的对钢材加工。

有关速度到60,000 m/min的超高速切削，其重要结论有四点：高速钢的刀具可以承受高负载，不会损坏，其刀具磨损很少，加工后的表面精度很高，而且材料去除率是原方法的240倍。

测试使用的速度仍然远超过现今工业环境所可以进行高速加工的速度，不过其结果就成为高速机械加工的基础。例如铝的加工可以到5000 m/min，而钢可以到2000 m/min。

高速切削最早是用在航太产业。制造轻量化的航太零组件，例如飞机的翼肋需要许多的加工才能制成。有些零件的切削成本超过材料成本的90%。这类零件若要在成本下有显著的降低，只有在制造方式上改善。而其他的加工方式（例如成形加工或是一次成形）只适用于小零件，无法对大型零件加工。

高速切削是指数控机床中使用的一种金属加工方式。其刀具速度及进给率比传统的切削快很多，但是让切削厚度变小，因此切屑会比传统切削要薄。依照萨洛蒙曲线，若切削速度高到一定程度（例如传统切削速度的十倍），其切削温度反而会比传统切削要低。

配合高速切削的铣床刀具一般是用精细颗粒及极精细颗粒的硬质合金制成，多半会配合硬的镀膜，也会有特殊的刀具造形设计。常会用多晶氮化硼（CBN）及多晶钻石（PKD）作为刀具材料。

在模具加工时，其轮廓会由圆形端铣刀的加工轨迹，每次往外拓展一小块区域而形成。

为了可以在高转速下进行准确的加工，刀具一般会直接由主轴上的马达驱动。

对ISO/BT 40号机床的典型要求如下：

• 主轴速度范围<40 000 转/分 主轴功率>22 kW

• 可编程进给率 40-60 m/分

• 快速横向进给<90 m/分

• 轴向减速度/加速度>1g

• 块处理速度 1-20 毫秒

• 数据传递速度 250 Kbit/s (1 毫秒)

• 增量(线性) 5-20 微米

要实现高速切削，刀具材料是关键。高速切削材料主要有硬质合金、涂层刀具、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具。

硬质合金、涂层刀具、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具。它们各有优点，适合不同的工件材料和不同的切削速度范围。必须注意的是刀具材料和工件材料副之间有一个适配性问题，即一种刀具材料与工件材料时性能良好，但加工另一种工件材料时却不理想，换句话说，不存在一种万能刀具材料可适用于所有工件材料的高速加工。

高速切削数控刀具材料必须根据所加工的工件材料和加工性质来选择。一般而言，陶瓷刀具、涂层刀具及CBN刀具适合于加工钢铁等黑色金属的高速加工；PCD刀具适合于对铝、镁、铜等有色金属高速加工。

采用高连接强度的镶嵌式刀具。高速切削中，大量应用镀层和压层刀具技术，镶嵌式刀具使用量很大。对于镶嵌式刀具，嵌入刀体的刀片如果没有足够的连接强度，就会在很大的离心力作用下和刀体分离。转速在10000r/min以上的刀具都有这种危险。因此，在高转速下只靠一个夹紧螺钉来压紧刀片是不安全的。高速切削使用的嵌入式刀具和普通刀具不一样，刀片要安全地嵌入刀体中，即紧嵌入刀体的卡槽里，然后再在与离心力垂直的方向上用螺钉把刀片紧固在刀体上。

超高速切削技术是切削加工的发展方向，也是时代发展的产物。高速切削技术是切削加工技术的主要发展方向之一，它随着CNC技术、微电子技术、新材料和新结构等基础技术的发展而迈上更高的台阶。然而，高速切削技术自身也存在着一些急待解决的问题，如高硬度材料的切削机理、刀具在载荷变化过程中的破损、建立高速切削数据库、开发适用于高速切削加工状态的监控技术和绿色制造技术等。高速切削所用的CNC机床、刀具和CAD/CAM软件等，技术含量高，价格昂贵，使得高速切削投资很大，这在一定程度上制约了高速切削技术的推广应用。高速切削的高效应用要求机床系统中的部件都必须先进，主要表现在以下几个方面：

(1)机床结构的刚性

要求提供高速进给的驱动器(快进速度约40m/min,3D轮廓加工速度为10m/min),能够提供0.4m/s2到10m/s2的加速度和减速度。

(2)主轴和刀柄的刚性

要求满足10000r/min到50000r/min的转速，通过主轴压缩空气或冷却系统控制刀柄和主轴间的轴向间隙不大于0.0002英寸。

(3)控制单元

要求32或64位并行处理器，具有高的数据传输率，能够自动加减速。

(4)可靠性与加工工艺

能够提高机床的利用率（6000h/y）和无人操作的可靠性，工艺模型有助于对切削条件和刀具寿命之间关系的理解。

常见国内外高速加工中心的代表如表1所示。与传统普通数控机床相比，其机床结构、加工速度和性能表现更加优秀，如德国的DMC85高速加工中心，采用直线电机和电主轴，其主轴转速达到30000r/min，进给速度达到120m/min，加速度超过1g（重力加速度）。高速机床要求高性能的主轴单元和冷却系统、高刚性的机床结构、安全装置和监控系统以及优良的静动力特性等，具有技术含量高、机床制造难度大等特点。国内的高速机床，其性能与国外相比还存在一定的差距 。