１ 高速切削的概念及其优点
迄今为止，切削加工仍是机械制造领域应用最广泛的一种加工方法。目前，集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技术正在崛起，对制造业的发展产生着深远的影响。
“高速切削”的概念首先是由德国的Ｃ．Ｓａｌｏｍｏｍ博士提出的，并于１９３１年４月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。该理论的核心是：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高，当到达某一速度极限后，切削温度随着切削速度的提高反而降低。此后，高速切削技术的发展经历了以下４个阶段：高速切削的设想与理论探索阶段（１９３１-１９７１年），高速切削的应用探索阶段（１９７２-１９７８年），高速切削实用阶段（１９７９-１９８４年），高速切削成熟阶段（２０世纪９０年代至今）。
高速切削是一个相对概念，对不同的工件材料及不同的加工方式，高速切削有相应不同的切削速度范围，见表１。
高速切削加工与常规的切削加工相比具有以下优点：第一，生产效率提高３～１０倍。第二，切削力降低３０％以上，尤其是径向切削分力大幅度减少，特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。第三，切削热９５％被切屑带走，特别适合加工容易热变形的零件。第四，高速切削时，机床的激振频率远离工艺系统的固有频率，工作平稳，振动较小，适合加工精密零件。
２ 高速切削的发展现状
近３０年来，世界工业发达国家都非常重视高速切削技术的研究，并不断努力把高速切削技术应用于生产，取得了巨大的经济效益和社会效益。
美国Ｖｏｕｇｈｔ公司于１９７６年首次推出了一台超高速铣床，最高转速达２０ ０００ ｒ/ｍｉｎ，美国宇航局和飞机制造企业支持了从１９７７年开始的为期４年的以研究用于加工轻型合金材料的超高速铣削技术。此后，法国、德国的主要机床制造厂纷纷推出了超高速机床和机床主要部件，初步形成了专业化生产规模。德国Ｄａｒｍｓｃａｄｔ工业大学生产工程与机床研究所（ＰＴＷ）从１９７８年开始系统地进行了大量的超高速切削各种金属和非金属材料的切削理论研究工作，德国组织了几十家企业并提供了２ ０００多万马克支持ＰＴＷ的Ｈ．Ｓｃｈｕｉｚ教授领导的该项工作。自２０世纪８０年代后期以来，商品化的超高速机床不断出现，超高速机床从单一的超高速铣床发展成为超高速车床、钻铣床及加工中心等。瑞士、日本、美国也相继推出了自己的超高速机床。超高速加工机床的涌现及超高速切削技术的发展带动了相关技术及关键部件，如主轴部件、进给系统、驱动控制装置、辅助附件以及切削、磨削工具等的专业化生产，从而带动了一大批相关企业的发展。
我国在高速、超高速加工的各关键领域（如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面）也进行了较多的研究，但总体水平同工业发达国家存在阶段性差距，主轴工业应用转速未突破１０ ０００ ｒ/ｍｉｎ，快速进给速度在３０ ｍ/ｍｉｎ以下。
３ 高速切削技术的应用
３．１ 高速切削技术应用是机械制造业发展的要求
３．１．１ 企业生存的要求
市场竞争日趋激烈，要求企业产品更具竞争力，要做到这一点，缩短制造周期和降低生产成本是非常重要的手段，高速切削技术是实现这个目标的重要途径之一。
３．１．２ 新材料加工的要求
新材料越来越多地出现和应用（特别是航空航天领域），传统工艺方式难以解决加工问题，高速加工是非常有效的工具。
３．１．３ 质量的要求
提高产品竞争力的一个途径是提高零部件质量，合理应用高速加工技术可以大大提高零部件和产品的优势，特别是模具加工和具有复杂曲面的零件加工。
３．１．４ 新产品的要求
在今天的市场中，产品更新换代越来越快，高速切削可以提高切削效率，节省传统工序的抛光、打磨等过程，缩短零部件制造周期。
３．１．５ 产品复杂度的要求
一些特定产品的形状复杂，精度要求高，传统工艺方法无法解决，高速加工是唯一的解决方式。
３．２ 高速切削应用中需注意的工艺问题
３．２．１ 粗加工
高速切削的粗加工所采用的工艺方案是：高切削速度，高进给速度，小切削量的组合。粗加工应尽可能保持刀具系统的稳定，减少任何切削方向的突然变化，从而减少速度的降低，并尽可能采用顺铣的方式。
３．２．２ 精加工
精加工的基本要求是要获得很高的精度和光滑的零件表面质量，轻松实现精细区域的加工。高速切削的出现是制造业的一次革命，淬硬材料在高速加工中心上能够获得高的表面质量（Ｒａ０．４ μｍ），这就要求工艺人员必须重新考虑工艺，应采用圆弧切入和切出方法来切入或离开工件，应尽量避免垂直下刀直接接触零件表面，因为这样会降低切削速度，同时会在零件表面留下刀痕。淘宝网女装夏装新款好用卸妆油哪个好bb霜薰衣草精油去痘印洗面什么牌子的脱毛好润肤什么是bb霜
３．２．３ 干涉检查
干涉是操作者极为关心的问题，在加工前必须进行严格的干涉检查，高速加工中避免刀夹具碰撞非常重要，因为任何这样的损坏后果都非常严重。
４ 高速切削的关键技术
４．１ 高速主轴单元制造技术
高速切削技术的核心是实现高速的切削速度，因此，高速主轴单元是高速加工的关键部件。高速主轴单元包括主轴动力源、主轴、轴承和机架４部分，这４部分构成一个动力学性能及稳定性良好的系统。
高速主轴单元制造技术所涉及的关键技术有：超高速主轴材料，结构轴承的研究与开发，高速主轴系统的润滑与冷却技术研究。
从目前看，主轴单元形成了独立的单元而成为功能零件并方便地配置到多种加工设备上，而且越来越多地采用电主轴类型。高速大功率主轴单元的基本方案是采用集成内装式电主轴，主轴支撑考虑功能和经济性要求，采用陶瓷混合球轴承或油基动静压轴承，高速的磁悬浮轴承是各制造商和研究机构更为重要的研究和应用领域。小功率的高速主轴单元可以采用高精度的滚动轴承、液体动静压轴承或气浮动静压轴承。
国外高速主轴单元发展较快，中等规格加工中心主轴转速已普遍达到１０ ０００ ｒ/ｍｉｎ，甚至更高。德国ＧＭＮ公司的磁浮轴承主轴单元转速可达１００ ０００ ｒ/ｍｉｎ，瑞士ＦＩＳＣＨＥＲ公司开发的短刀柄的磨用电主轴最高转速达１５０ ０００ ｒ/ｍｉｎ。我国的山东济宁博特公司多年从事机械主轴的生产，２００１年开发成功的电主轴最高转速达６０ ０００ ｒ/ｍｉｎ。
４．２ 高速切削进给单元制造技术
高速切削进给单元是高速切削机床的重要组成部分，是评价高速机床性能的重要指标之一，不仅对提高生产效率有重要意义，而且也是维持高速切削刀具正常工作的必要条件。这就要求进给系统不仅要达到很高的速度，而且要求有大的加减速度及高定位精度。高速进给单元技术包括伺服驱动技术、滚动元件技术、监测单元技术及其他周边技术，如防尘、防屑、降噪音、冷却润滑及安全技术等。具体所涉及的关键技术有：高速位置环芯片的研制，高速精密交流伺服系统及电机的研究，直线伺服电机的设计应用研究，加减速控制技术的研究，高速精密大导程滚珠丝杆副的研制，高精度导轨、新型导轨防护罩的研究，新型导轨防护罩的结构与加工工艺研究等。
４．３ 高速切削刀具制造技术
高速切削刀具单元技术所涉及的关键技术主要有：高速切削刀具材料及制备技术，刀具结构及几何参数研究，结合剂基体的开发研究。
４．４ 高速机床支承及辅助单元制造技术
高速切削机床支承及辅助单元制造技术涉及的关键技术有：新型材料及结构的支承构件设计制造技术，快速刀具、工件装夹自动交换技术，切削液及过滤系统的研究，主轴及刀具总成动平衡技术，安全防护装置设计制造技术，切削加工技术研究等。
４．５ 高速切削测试技术
高速切削测试技术涉及的关键技术有：基于监控参数的直线监测技术，多传感信息融合监测技术，各功能部件测试技术，工件状态监测技术，高速切削中自适应控制技术及智能控制技术等。
５ 高速切削未来的发展趋势
随着微电子技术、数控技术、新材料等各种关键技术的发展，高速切削技术取得了显著的进步。从国际上高速加工中心的现状可以看出，高速、高效、精密、网络化是当今高速切削机床发展的总趋势，其主要表现在：第一，以电主轴实现主轴转速进一步提高。第二，直线电动机驱动技术成熟，制造成本下降使得直线电动机驱动机床开始实用化、普及化。第三，多轴切削机床从模具制造业扩大应用到一般制造业，小轴和多面加工机床使得５轴加工合而为一，实现复合加工，减少工件装卸次数，提高加工效率及精度，在一次安装下完成工件全部加工是今后制造技术发展的总趋势。第四，高速数控机床向智能化、网络化发展，除了实现机床的远程监控和服务功能外，更进一步强调通过网络化将信息技术与加工技术融合在一起，以提高机床生产效率。
今后，高速切削的发展趋势和研究方向主要有：新一代高速度、大功率高速机床的研制；高速切削机理的研究，其重点是难加工材料；新一代刀具材料及刀具系统的研制；高速切削工艺的完善；建立高速切削数据库；干切削或准干切削状态下实现绿色高速切削研究；开发基于新型检测技术的加工状态监控系统。
