術(shù)語高速切削（HSM）一般是指在高轉(zhuǎn)速和高表面進給下的立銑。例如，以很高的金屬去除率對鋁合金飛機翼架的凹處進行切削。在過去的60年中剖坟，高速切削已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬與非金屬材料，包括有特定表面形狀要求的零件生產(chǎn)和硬度高于或等于50 HRC的材料切削扶绒。對于大部分淬火到約為32-42 HRC的鋼零件疙汁，當前的切削選項包括：

　　在軟（退火）工況下材料的粗加工和半精加工切削

　　達到最終硬度= 63 HRC要求的熱處理

　　模具的某些零件的電極加工和放電加工（EDM）（特別是金切削刀具難于接近的小半徑深凹穴） 

　　用適合的硬質(zhì)合金、金屬陶瓷幅之、整體硬質(zhì)合金语哺、混合的陶瓷或多晶立方氮化硼（PCBN）刀具進行的圓柱/平/凹穴表面的精加工和超精加工
對于許多零件，生產(chǎn)過程牽涉到這些選項的組合刑炎，在模具制造案例中忽仗，它還包括費時的精加工。結(jié)果導致生產(chǎn)成本高和準備時間長浦译。 　　

　　在模具制造業(yè)中典型的是僅生產(chǎn)一個或幾個同一產(chǎn)品棒假。生產(chǎn)過程中產(chǎn)品不斷改變，由于產(chǎn)品改變精盅，需要進行測量與反向設(shè)計帽哑。

　　主要標準是模具的尺寸和表面粗糙度方面的質(zhì)量水平谜酒。如果加工后的質(zhì)量水平低，不能滿足要求妻枕，就需手工精加工僻族。手工精加工可產(chǎn)生令人滿意的表面粗糙度，但是對尺寸和槽形的精度總是產(chǎn)生不好的影響屡谐。

　　這種模具制造業(yè)的主要難題之一已獲解決述么，但現(xiàn)在仍然需要減少或免除手動拋光，從而提高質(zhì)量愕掏、降低生產(chǎn)成本和縮短準備時間度秘。

　　高速切削發(fā)展的主要經(jīng)濟和技術(shù)因素

　　生存市場上日益激烈的競爭導致不斷設(shè)置新的標準。對時間和成本效率的要求越來越高饵撑。這就迫使新工藝和生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展剑梳。高速切削提供了希望和解決方案……

　　材料新的更難加工的材料已經(jīng)強調(diào)了發(fā)現(xiàn)新的切削解決方案的必要性。航空航天業(yè)的心臟是用耐熱合金鋼和不銹鋼制造的拙故。汽車工業(yè)使用了不同的雙金屬材料絮增、小石墨鑄鐵（Compact Graphite Iron），并增加了鋁的用量舀闻。模具制造業(yè)必須面對切削高硬度的淬火鋼的問題，從粗加工到精加工消耸。

　　高速切削如果使用得正確手霎，可以在這個領(lǐng)域提供一些解決方案。替代手工精加工是一個例子租既，這對有復(fù)雜3D槽形的模具尤為重要杖进。

　　工藝對加工時間更短的要求-只需很少幾次裝卡和簡化的物流（后勤）的要求在大部分情況下可由高速切削解決。模具制造業(yè)內(nèi)的一個典型要求是在一次裝卡中完成所有完全淬火小零件的切削宿拔。使用高速切削隧庐，可以減少和免除費時費錢的EDM（放電加工）加工。

　　設(shè)計與發(fā)展今日競爭中的主要方法之一是銷售新奇的產(chǎn)品∈铀Γ現(xiàn)在小汽車的平均生命周期是4年士袜，計算機和配件1年半，手機3個月……這種快速的改變式樣和快速的開發(fā)產(chǎn)品的發(fā)展的先決條件是高速切削技術(shù)电爹。

　　復(fù)雜產(chǎn)品零件多功能表面增加了蔫仙，例如新設(shè)計的渦輪機葉片有新的和優(yōu)化的特性與功能。早期的設(shè)計允許用手工或機器人（機械手）來拋光丐箩。有新的摇邦、復(fù)雜的形狀的渦輪機葉片必須通過切屑來拋光，最好是用高速切削拋光屎勘。有越來越多的薄壁工件必須用切削進行精加工的例子（醫(yī)療設(shè)備施籍、電子居扒、國防產(chǎn)品、計算機零件）丑慎。 

　　產(chǎn)品設(shè)備切削材料喜喂、刀柄、機床立哑、控制件夜惭，特別是CAD/CAM特性與設(shè)備的巨大發(fā)展就可能滿足一些要求，這些要求是新的生產(chǎn)方法和技術(shù)提出的铛绰，是必須滿足的诈茧。

　　高速切削的原始定義

　　1931年，德國一個專利中的Salomons理論講到：“以某一高切削速度（比常規(guī)切削高5-10倍）進行切削丈巩，在切削刃上去除切屑的溫度開始降低……" 

　　由以上得出結(jié)論：“似乎有用常規(guī)刀具以高切屑速度提高生產(chǎn)率的機會粗线。”

　　不幸的是超丛，現(xiàn)代研究已經(jīng)能全面驗證這個理論蚂霎。對于不同的材料，從某一切削速度開始切削刃上的溫度有相對降低逢棺。對于鋼和鑄鐵來說贷挠，這種溫度相對降低不大。但是篱馅，但是對鋁和其它非金屬則是大的春环。高速切削的定義必須依據(jù)其它因素。

　　今日的高速切削的定義是什么展嘲？

　　對于高速切削的討論在一定程度上是混亂的沟密。關(guān)于高速切削的定義，存在許多觀點曾探、許多謎團和許多方法和許多方法痹换。讓我們看一下這些定義中的幾個：

　　在下面的討論影響高速切削過程的參數(shù)。從實用的觀點描述高速切削非常重要都弹，這也可為高速切削的應(yīng)用提供許多實用準則娇豫。

　　實際切削速度

　　因為切削速度取決于主軸轉(zhuǎn)速和刀具的直徑，高速切削應(yīng)定義為“實際切削速度”高于一定水平-切削速度和常規(guī)切削的切削速度之間的線性關(guān)系畅厢。

　　例外是锤躁，當在鋁和其它有色金屬中切削和所有材料的精加工和超精加工工序時，在淬硬工具鋼中的高速切削特性或详。

　　Vf=fz×n×z 

　　淺深度切削

　　非常必要的和典型的高速切削應(yīng)用是切削深度ae（徑向切削深度）和ap（軸向切削深度）和平均切屑厚度hm與常規(guī)切削相比小得多的切削系羞。因而金屬去除率Q遠比常規(guī)的小。例外是霸琴，在鋁和其它有色金屬中切削和所有材料的精加工和超精加工工序椒振。

　　Q= ap×ae×Vf [cm?/min] 

　　在淬硬工具鋼中的高速切削特性

　　在模具制造業(yè)昭伸，最大的經(jīng)濟工件尺寸約為400×400×150 （長×寬×高）。最大尺寸與高速切削中相對低的材料去除率有關(guān)澎迎。當然也與機床的動力特性和大小有關(guān)庐杨。如前面所述，大部分模具在完全的切削（單次裝卡）中尺寸相當小夹供。進行的典型工序為粗加工律愉、半精加工、精加工和許多情況下的超精加工喂磷。圓角和圓弧的銑削總是要為后面工序的刀具留下一定的余量俘巡。在許多情況下，要使用3-4種刀具欲访。

　　通常直徑范圍為1-20 mm变抛。在80到90%情況下，切削材料是整體硬質(zhì)合金立銑刀或球頭立銑刀宏动。常常使用有大圓角的立銑刀涡拾。整體硬質(zhì)合金刀具的切削刃加強了，前角為零或負（主要用于硬度在54 HRC以上的材料）斜孩。一個典型的和重要的設(shè)計特點是為了得到最大彎曲強度而加厚了芯胆褪。

　　使用有短切削刃和接觸長度的球頭立銑刀是有利的。另一個重要的設(shè)計特點是掏槽能力臀胞，當沿陡壁切削時拌喳，這必需的。也可以使用帶可轉(zhuǎn)位刀片的尺寸較小的切削刀具饺饭。特別是用于粗加工和半精加工。這些刀具應(yīng)有很大的刀柄穩(wěn)定性和彎曲剛度职车。錐度刀柄提高了剛度瘫俊，重金屬制成的刀柄也提高了剛度。

　　模具的槽形應(yīng)當是淺的悴灵，不能太復(fù)雜扛芽。一些槽形也適合使用具有高生產(chǎn)率的高速切削。  

　　使輪廓切削刀具的路徑與順銑結(jié)合得越好积瞒，切削效果越好川尖。

　　一個精加工或半精加工時應(yīng)遵循的原則是采取淺深度切削。切削深度應(yīng)不超過0.2/0.2 mm（ae/ap）茫孔。這是為了避免刀柄/切削刀具產(chǎn)生過大的彎曲叮喳，以保持模具的小公差和槽形精度。每個刀具均勻分布的余量也是保證恒定的個高的生產(chǎn)率的條件缰贝。當ae/ap恒定時馍悟，切削速度和進給率應(yīng)總是保持在高的水平上畔濒。這樣，機械變化和切削刃上的負載會較小，刀具壽命也提高了。

　　切削參數(shù)

　　TiC,N或TiAlN涂層的整體硬質(zhì)合金立銑刀在淬硬鋼（HRC 54-58）上的典型切削參數(shù)：（HRC 54-58） 

　　粗加工

　　實際切削速度vc：100 m/min鱼灶，ap（軸向切削速度）：刀具直徑的6-8%丙躏，ae（徑向切削深度）：刀具直徑的35-40%，fz（進給量每齒）：0.05-0.1mm/齒

　　半精加工

　　實際切削速度vc：150-200 m/min攀芯，ap（軸向切削速度）：刀具直徑的3-4%，ae（徑向切削深度）：刀具直徑的20-40%，fz（進給量每齒）：0.05-,15 mm/齒

　　精加工和超精加工

　　實際切削速度vc：200-250 m/min刮跟，ap（軸向切削速度）：0.1-0.2 mm, ae（徑向切削深度）：0.1-0.2 mm, fz（每齒進給量）：0.02-0.2 mm/齒

　　當然，這些值與外桿免趋、懸伸赠恭、應(yīng)用的穩(wěn)定性、刀具直徑蔬透、材料硬度等有關(guān)棱歹。這些值僅是典型值和具體的某一應(yīng)用的值。在對高速切削的討論中发荧，有時可以看到提到的切削速度值是極高和不現(xiàn)實的馁梁。

　　推薦使用有壓縮空氣或高壓油霧的干銑削

　　高速切削的實用定義

　　HSM不是簡單意義上的高速切削速度。它應(yīng)當被認為是用特定方法和生產(chǎn)設(shè)備進行加工的工藝刃唤。

　　高速切削無需高轉(zhuǎn)速主軸切削隔心。許多高速切削應(yīng)用是以中等轉(zhuǎn)速主軸并采用大尺寸刀具進行的。

　　如果在高切削速度和高進給條件下對淬硬鋼進行精加工尚胞，切削參數(shù)可為常規(guī)的4到6倍硬霍。

　　在這些情況中，切削速度vc可能是用刀具的名義直徑計算的笼裳，而不是用切削的有效直徑唯卖。例如：

　　90°角的立銑刀，直徑6 mm躬柬。實際切削速度為250 m/min時的主軸轉(zhuǎn)速= 13 262 r/min拜轨。

　　球頭立銑刀，名義直徑為6 mm允青，軸向切削深度ap為0.2 mm時有效切削直徑為2.15 mm橄碾。實際切削速度為250 m/min時的主軸轉(zhuǎn)速= 36 942 r/min。

　　在小尺寸零件的粗加工到精加工颠锉、精加工及任何尺寸零件的超精加工中法牲，HSM意味著高生產(chǎn)率切削。

　　零件形狀變得越來越復(fù)雜，高速切削也就顯得越來越重要猖沈。

　　現(xiàn)在莱检，高速切削主要應(yīng)用于錐度40的機床上。

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