高速切削（High Speed Cutting）和高速加工（High Speed Machining）分別簡稱HSC和HSM锚拳，是近十年來迅速崛起的一項先進制造技術祥山。由于高速切削技術使汽車淘这、模具拟逮、飛機撬统、輕工和信息等行業(yè)的生產率和制造量顯著提高，加工工藝及裝備更新換代敦迄，因此如同數控技術一樣恋追，高速切削和高速加工已成為20世紀機械制造業(yè)一場影響深遠的技術革命。目前烙凝，適應HSC要求的高速加工中心和其他高速數控機床在發(fā)達國家已呈普及趨勢连欲。
　　高速切削的起源可追溯到20世紀20年代末期。德國的切削物理學家薩洛蒙（Carl Salomon）博士于1929年進行了超高速模擬實驗宠录。1931年4月發(fā)表了著名的超高速切削理論椅损，提出了高速切削假設。薩洛蒙指出：在常規(guī)的切削速度范圍內祸麸，切削溫度隨著切削速度的增大而提高吉挎。對于每一種工件材料，存在一個速度范圍椭斜，在這個速度范圍內氨固，由于切削溫度太高，任何刀具都無法承受揣煤，切削加工不可能進行解瀑。但是，當切削速度再增大凉适，超過這個速度范圍以后蛛蒙，切削溫度反而降低。同時渤愁，切削力也會大幅度下降牵祟。按照他的假設，在具有一定速度的高速區(qū)進行切削加工抖格，會有比較低的切削溫度和比較小的切削力诺苹，不僅有可能用現有的刀具進行超高速切削，從而大幅度地減少切削時間雹拄，成倍地提高機床的生產率收奔，而且還將給切削過程帶來一系列的優(yōu)良特性掌呜。
　　一．高速加工的效率
　　1.高速加工提高了產品加工的速度
　　對于精加工，從材料去除速度而言筹淫，高速加工比一般加工快四倍以上站辉，普通數控機床精加工時一般進給速度在3米-6米/每分鐘呢撞，而高速機床一般在15米-60米/每分鐘损姜，大家知道一般產品加工大部時間花在精加工，對粗加工而言高速加工采取了非常小的切深殊霞，但時間范圍內的切削量還是比普通數控機床加工快幾倍摧阅。
　　2.高速加工可獲得高質量的加工表面
　　因高速加工采取了極小的進給量與切深，故可獲得很高的表面質量雌褥，有時甚至可以省去鉗工修光的工序铣啰，因表面質量的提高又省去了修光及點火花等工序所需的時間，再則在高速加工速度范圍內知祠，切削溫度降低肌搔，同時切削力也會大幅度下降，使加工的產品不會因切削力 與切削溫度影響加工精度成甫。
　　3.簡化了加工工序
     傳統(tǒng)銑削加工只能在淬火之前進行伪浅，因淬火造成的變形必須要經手工修整或采用電加工最終成形。現在則可以通過高速加工完成著正，省去了電極材料惕衩、電極加工編程及加工，以及電加工過程所需所有費用侥镀，而且不會出現電加工所導致的表面硬化协超。另外，由于高速加工切削量減少皇可，便可使用更小直徑的刀具對更小的圓角半徑及模具細節(jié)進行加工雕什，節(jié)省了部分加工或手工修整工藝。減少人工修光時間及工藝的簡化對縮短生產周期的貢獻甚至可超過高速加工速度提高而產生的價值显晶，崎立GRAND68A曾經使用6個毫米的刀加工出深度50mm直徑0.2mm的小園柱贷岸，普通數控機床是無法做到的。
4.使模具修復過程變得更加方便
     模具在使用過程中往往需要多次修復吧碾，以延長使用壽命凰盔，過去主要是靠電加工來完成，如果采用高速加工可以更快地完成該工作倦春，而且可使用原NC程序户敬，無需重新編制，且能做到精確無誤睁本。
　　二．高速加工設備選型
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　　高速加工對機床的要求
　　主軸速度應能達到15000～40000r/min尿庐；進給速度應達15～60m/min忠怖；快速移動速度達30-90m/min；加速度為1g抄瑟；高剛性的機械結構；高穩(wěn)定拯奔、高剛度谭扑、冷卻良好的高速主軸办樟； 精確的熱補償系統(tǒng)优诵；高速處理能力的控制系統(tǒng)（線性插補5-20Microns或NURBS插補功能）疟骤； 具有預處理能力的控制系統(tǒng)药阔。刀夾陨梅、刀具的加速度小于3g译教；刀具的徑向跳動小于0.015mm押强；
　　1.高速主軸
　　目前拖揩，高速機床普遍采用電主軸虏丹，由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)蒋毕，俗稱“內藏式電主軸”庵佣，電主軸是一種智能型功能部件歉胶，不但轉速高巴粪、功率大通今，還有一系列主軸溫升與振動等機床運行參數的功能。決定電主軸性能的優(yōu)良重要部份在軸承辫塌，電主軸采用的軸承主要有滾動軸承、流體靜壓軸承和磁懸浮軸承派哲。目前國內主要應用陶瓷滾動軸承，STA公司采用德國GMN公司的軸承生產的電主軸是一款性能優(yōu)良的產品芭届，其旋轉精度和剛度都相當高。目前常使用CYTEC褂乍，意大利FAEMAT持隧，瑞士IBAG等廠家的電主軸。
    　　國內用戶在購買機床時一般應注重主軸的參數腕浴，主軸一般有轉速、功率阅六、扭矩三個基本重要參數母赶，不能一味追求高轉速絮很、高功率就是好捡奖，應根據機床的大小戚绪，進給速度，NC控制系統(tǒng)整體進行搭配拢杠，如果你的機床主軸6萬轉/每分鐘，進給速度才6米/每分鐘舰断，怎能談得上高速機床。主軸的高速旋轉切削產生大量的熱谬运，在沒有快速的移動下隙赁，切削熱大量傳導給工件梆暖，致使產品熱變型伞访，無法對鋁等易熱變型的材料加工轰驳，這就好比我們的一支手指頭在一根點燃的蠟燭上移動厚掷，當我們的手指頭移動的速度夠快的話，始終感覺不到手指頭會痛冒黑。
　　一般轉速快，功率一樣的情況下勤哗，扭矩會小，扭矩小了對加工的時間內切削去除量有很大的影響芒划，那么要有同樣的時間內去除量，功率必須大降再，大功率的電主軸相當貴写掖，對于初次購買高速機床不是很好的選擇。
　　我們購買高速機床時應選主軸轉速大約16000-30000轉/每分鐘為宜侥淤，功率10KW-20KW文荚，扭力5N·M-20 N·M或侥。
　　高速主軸還有重要的一點是刀具接口衬械，應選用HSK型接口哺裳，中型機床一般HSK-40E辙霎、HSK-50E坛饥，大機床一般采用HSKA63BT和其它刀具接口目前市場上很難達到2萬轉以上的參數特性淋憋。

　　2.機床結構和進給系統(tǒng)
　　為了響應每分鐘15-60m/min的進給速度吴澜，那么必須還需要一套好的進給系統(tǒng)。目前很多文章介紹高速機床使用直線電機做為傳動烂瘫，直線電機是一種優(yōu)良的傳動設備媒熊，價格很貴坟比，使用量不多芦鳍，總的傳動系統(tǒng)必須高的加速度葛账，高傳導性柠衅，零間隙注竿，使用滾珠絲桿必須有高的DN值茄茁、大鏍矩、高加速度裙顽、良好的冷卻系統(tǒng)。崎立GRAND680B采用空調冷卻水對絲桿宣谈、軸承進行嚴格溫升控制，實現30米進給蜈率，溫升控制在30℃,使絲桿軸承大量延升壽命.
　　高速機床的結構一般采用龍門式結構,米漢納鑄鐵,特殊箱型結構及加大助式設計,使機臺具有超強剛性,確保重切削時之抗扭曲力與極佳之吸震能力.使機床可獲得最佳的承載能力.采用雙墻式結構支撐橫梁翎憨，橫梁在墻式支撐上可進行快速進給運動, 雙墻式支撐的橫梁要求在兩面墻上采用雙動力的驅動,雙驅動時要保證兩邊進給的同步性.由于采用龍門式結構比立柱式更容易實現高速運動且結構簡單,一些小型加工中心也做成龍門式結構.
　　高速機床的床身和工作臺必須有高的動魔辉、靜剛度和抗振性;好的精度保持性; 更好的抗熱變形能力.在材料上,高性能的加工中心大多應用高強度密烘(Mehanna)鑄鐵.同時,過去僅用于精密機床的聚合物混凝土借倘、大理石已經開始用于高性能加工中心.大理石聚合物混凝土整體鑄造的床身的振動性能和鑄鐵材料比較,其諧振峰值小得多,且共振頻率略向前移.
　　高速進給系統(tǒng)是高速數控機床的關鍵部件之一.隨著高速加工技術和高速數控機床的不斷發(fā)展,對高速機床進給系統(tǒng)的要求越來越高.目前對高速機床進給系統(tǒng)的要求可概括為:高速度、高加速度莉遥、高精度、高可靠性和高安全性灶逃，合理的成本舶舅。
　　采用直線電動機進給驅動的優(yōu)點是速度高鬼胸、加速度大奸闽、定位精度高恢筝、行程不受限制哀卫。目前滋恬，直線電動機已有多種類型聊训，其中在高速進給系統(tǒng)中應用較多的如：直線直流電動機、交流永磁（同步）直線電動機、交流感應（異步）直線電動機鼓寺。
　　進給系統(tǒng)的設計和選用勋拟，直接影響高速機床的技術水平和加工能力妈候。為高速加工的需要敢靡，進給系統(tǒng)必須滿足如下要求：能提供高速機床所需的高速度和高加速度苦银，并具有很寬的調速范圍啸胧；能在所要求的速度、加速度和調速范圍內長期穩(wěn)定可靠工作鲫础；能實現準確的定位和誤差極小的跟蹤；工作平穩(wěn)奥徒，無爬行、無振動吐捞、噪聲幸坡吹蜡；具有優(yōu)良的靜態(tài)和動態(tài)特性涩凑；滿足節(jié)能和環(huán)保等方面的要求。
    　　3.高速系統(tǒng)
　　CNC控制器應有短的插補時間宜掏，短的伺服響應時間秒准，大的超前程序預處理能力注芯，配有高速高精度軟件憾汛，前饋處理肝陪，速度超前處理驳庭，大的程序代碼傳輸速率或網絡功能，高檔系統(tǒng)應有納米插補功能饲常，NURBS插補功能，NURBS是曲面曲線插補狼讨，使加工代碼更短，線條更圓滑政供，產品更光潔度精度更高播聪，但是購買機床時不一定應具備此功能布隔，應根據實際應用選定离陶。
　　以上只是微薄的對您選購高速機床的建議衅檀。購買高速機床時您還應具備豐富的產品加工經驗招刨，豐富的CAD/CAM經驗倾氮。

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