20世紀(jì)80年代末興起的高速加工(HSC)痘煤，由于顯著提高了切削速度和進(jìn)給速度豹女，從而大大縮短了加工時(shí)間区膨，提高了工件表面質(zhì)量和加工精度厚遗。并因此而實(shí)現(xiàn)減少加工工序和簡化生產(chǎn)工藝流程腺首，以及促使一些行業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變信粮，有力地推動(dòng)了整個(gè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。

　　高速加工使“生產(chǎn)率”和“柔性”兩個(gè)相互矛盾的特征參數(shù)融合到一起趁啸，從而用高速加工中心組成的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的剛性自動(dòng)線强缘，推動(dòng)了汽車等中、大批量生產(chǎn)行業(yè)中生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變不傅。

　　高速加工導(dǎo)致工藝替代旅掂，從而簡化生產(chǎn)工藝流程。在模具制造中用高速硬銑替代電火花加工是一個(gè)十分典型的例子访娶，淬硬后的工件可在一次裝夾下通過粗銑和高速精銑加工成成品商虐。高速硬銑的應(yīng)用，為模具制造實(shí)現(xiàn)CAD-CAM-HSC的集成創(chuàng)造了條件崖疤，高速硬銑工藝無疑給模具制造技術(shù)帶來了一次重大變革秘车。

　　自高速加工興起的十多年來，高速加工技術(shù)獲得了廣泛推廣和應(yīng)用劫哼。在生產(chǎn)中叮趴，通過高速加工，顯著縮短了基本時(shí)間权烧，也相應(yīng)地提高了輔助時(shí)間相對于基本時(shí)間的比例(從過去的7%：93%到目前的35%：65%丰躺，對于鋁合金材質(zhì)工件的加工，這種比例更達(dá)到了50%：50%)鹤仲。從目前的技術(shù)狀況看攘调，通過高速加工進(jìn)一步降低基本時(shí)間的潛力已不是很大。

　　近年來壕赘，為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率拾哈，愈來愈多的則是采用高效加工(HPC)——提高單位時(shí)間材料切除量和顯著減少輔助時(shí)間——來進(jìn)一步降低切削過程中的基本時(shí)間和輔助時(shí)間。

　　高效加工(HPC)與高速加工(HSC)不同的是铐儡，它并不只是限于提高切削速度和進(jìn)給速度染痊，而是把優(yōu)化材料切除率放在首位，旨在通過提高單位時(shí)間的材料切除量和降低加工時(shí)間(基本時(shí)間和輔助時(shí)間)來進(jìn)一步降低加工費(fèi)用庆葱。

　　材料切除率(Q)決定于側(cè)吃刀量(ae)组救、背吃刀量(ap)和進(jìn)給速度(vf)。對于銑削加工胚高，進(jìn)給速度(vf)又取決于每齒進(jìn)給量(fz)辰车、刀齒數(shù)(z)和銑刀的轉(zhuǎn)速(n)。

　　單位時(shí)間的材料切除量可用Q=ae·ap·vf /1000=ae·ap·fz·z·n /1000 (cm3/min)來表示抛虏。

　　我們從這個(gè)表達(dá)式可以看出博其，材料切除率與5個(gè)切削參數(shù)有關(guān)，所以，高效加工可以但并不是必須包括高速加工慕淡，這意味著高效加工和高速加工之間不存在明顯的界限背伴。

　　航空工業(yè)是最早應(yīng)用高速加工和高效加工新工藝的部門。飛機(jī)的梁峰髓、框架和大型壁板等承力構(gòu)件采用的是整體結(jié)構(gòu)件傻寂，加工時(shí)其毛坯75%~95%的材料將被切削掉，對于這種特別高的切削量携兵，無疑采用高效加工是最合適不過的疾掰。在德國奧格斯堡(Augsburg)的EADS(歐洲航空防御和航天公司)在20世紀(jì)90年代采用HSC工藝加工軍用飛機(jī)某一鋁合金整體構(gòu)件，主要目的是為了簡化生產(chǎn)工藝流程徐紧，以較少的工序獲得高的表面質(zhì)量个绍，而不是提高材料切除率，加工時(shí)使用了54把刀具浪汪，共花了25個(gè)小時(shí)完成加工。為進(jìn)一步挖掘生產(chǎn)率的潛力凛虽，后來就很自然地轉(zhuǎn)向采用高效加工书吗，采用了40把刀具，加工時(shí)間僅為12個(gè)小時(shí)礁懂，減少了一半多女践。

　　特別是對于銑削加工，銑刀所能達(dá)到的材料切除率已成為衡量銑刀加工經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要指標(biāo)锣石。近年來盹斟，許多刀具制造廠相繼開發(fā)出了眾多高進(jìn)給速度的銑刀。這些銑刀雖然結(jié)構(gòu)形式不盡相同浆酝，但一個(gè)共同特點(diǎn)是具有適合于實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給的刀刃幾何形狀焰垄。這種幾何形狀的特點(diǎn)是切削刀刃具有一個(gè)很大的圓弧半徑，這就稍許限制了銑刀的背吃刀量(ap)和爽，而且由于較小的主偏角使作用于銑刀上的徑向切削力大大減小藐檀，從而有利于采用很高的每齒進(jìn)給量進(jìn)行加工。

　　例如儡簿，在粗加工40CrMnMoS86材質(zhì)的玻璃瓶吹模時(shí)晨墓，德國Franken刀具廠對采用裝有三個(gè)圓刀片的銑刀和裝有3個(gè)Time-S-Cut刀片的高進(jìn)給速度銑刀進(jìn)行銑削效果比較。前者采用的切削用量為Vc=250m/min, fz=0.3mm, ap=0.75mm和ae=18 mm侍瑟，加工時(shí)用冷壓縮空氣進(jìn)行冷卻唐片，加工所需時(shí)間為9分鐘。后者在切削用量方面涨颜，將ap減小為0.5 mm费韭，而fz則提高到1.0 mm，結(jié)果加工時(shí)間僅用了4分鐘。在時(shí)間節(jié)省上達(dá)到了55%揽思，也就是機(jī)床每小時(shí)使用節(jié)省了55%袜腥。

　　從這里可以看出，通過采用較高的切削參數(shù)钉汗，高效加工可以獲得很高的材料切除率羹令，顯著地縮短加工時(shí)間。但是高效加工损痰，并不只是采用很高的切削參數(shù)福侈，還可以通過能顯著減少輔助時(shí)間的其它加工戰(zhàn)略來實(shí)施高效加工。例如采用復(fù)合刀具(如復(fù)合階梯鉆卢未、鉆銑螺紋刀具和其它用于綜合加工的復(fù)合刀具)肪凛、圓周進(jìn)給銑削的多功能立銑刀等各種先進(jìn)刀具可以顯著減少換刀次數(shù)和降低輔助時(shí)間，由此顯著地提高生產(chǎn)效率躏宗。

　　復(fù)合刀具是在一把刀具上集成多個(gè)加工工序邦霸，往往在一次加工行程中實(shí)現(xiàn)多個(gè)加工部位的綜合加工，采用這種刀具不僅免去了換刀而且有利于提高加工精度根爆，并可省去工序間的精度測量幕封，從而可顯著提高生產(chǎn)效率。

　　采用多功能立銑刀在加工中心上進(jìn)行銑孔時(shí)英鸵，同樣可以減少換刀的次數(shù)铁磕。銑孔時(shí)，旋轉(zhuǎn)的銑刀繞Z軸作螺旋插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)酿边，在一次工作行程就可加工出所需大小的孔剖宪。例如加工直徑為285 mm的孔，采用直徑160 mm的銑刀恶恨，在一次工作行程中即可完成加工任務(wù)雨晃，這比常規(guī)工藝可五道擴(kuò)孔工序和節(jié)省73%的加工時(shí)間。

　　近年來痴猖，高效深孔鉆頭的問世攘活，顯著提高了深孔鉆削的效率，一種由德國Gühring公司開發(fā)的雙刃整體硬質(zhì)合金麻花鉆玄呛，在鉆孔徑比(l/D)為20的深孔時(shí)阅懦，采用微量潤滑(6~8ml/h)，不僅采用比傳統(tǒng)大流量濕式鉆孔高10~12倍的進(jìn)給速度徘铝，并且在鉆孔過程中不需要進(jìn)行排屑循環(huán)耳胎，由此大大提高了加工效率。并且惕它，在鉆孔時(shí)鉆頭的徑向偏移特別小怕午，能獲得較好的表面質(zhì)量废登。

　　在生產(chǎn)中，高速加工和高效加工工藝已獲得廣泛推廣和應(yīng)用郁惜，這兩種工藝的共同特點(diǎn)是能顯著降低加工時(shí)間和縮短生產(chǎn)工藝流程堡距，而不同的特點(diǎn)是高速加工是采用高的切削速度，目的在于獲得高的表面質(zhì)量和簡化工藝流程兆蕉，因此高速加工更多的是適用于精加工羽戒；而高效加工主要是采用高的切削參數(shù)，以獲得高的單位時(shí)間的材料切除量虎韵，從而顯著縮短加工時(shí)間巷况。對于以獲得高的材料切除率的高效加工則適用于用來進(jìn)行粗加工。在實(shí)際生產(chǎn)中扣飘，這兩種加工工藝可以同時(shí)應(yīng)用來加工一個(gè)工件诵捏，例如，加工模具時(shí)可采用高效加工進(jìn)行粗銑(以達(dá)到高的材料切除率)杀蝌，而在精銑時(shí)則采用高速加工(以獲得較好的表面質(zhì)量和高的加工精度)罕鞭。

　　目前，無論是流行的高速加工還是剛興起的高效加工咖播，都應(yīng)歸根于刀具技術(shù)不斷發(fā)展的推動(dòng)曙惋，尤其是在刀具材料、刀刃幾何形狀和涂層方面的不斷發(fā)展和優(yōu)化組合款野，實(shí)現(xiàn)不斷開發(fā)多種不同結(jié)構(gòu)的高效刀具提供了基礎(chǔ)。生產(chǎn)實(shí)踐表明绕时，為顯著縮短加工時(shí)間侮增、提高生產(chǎn)效率和降低零件的制造成本，關(guān)鍵在于采用高速加工和高效加工新工藝株捌。

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