第壹，高速切削技術
(I)高速切削的建議1931，德國切削物理學家卡爾博士。J.Salomon提出了壹個假設，即Salomon原理，同年申請了德國專利:所有要加工的材料都有壹個臨界切削速度。在切削速度達到臨界速度之前，切削溫度和刀具磨損隨著切削速度的增加而增加。當切削速度達到普通切削速度的5 ~ 6倍時，切削塑料材料時，傳統的加工方法是“重切削”，每把刀具的排屑量很大，即刀具大，但進給速度低，切削力大。實踐證明，隨著切削速度的提高，切屑形態從條狀、片狀發展到碎屑狀，所需單位切削力在初始階段上升，然後急劇下降，說明高速切削比常規切削輕，兩者的機理不同。
(二)現代高速切削技術的概念所羅門原理的出發點是利用傳統刀具進行高速切削，從而提高生產率。迄今為止，它的原理還沒有被現代科學研究所證實。但是這個原則的成功不應該僅限於此。高速切削技術是切削技術的重要發展方向之壹。目前從現代科學技術的角度對高速切削的確切定義還沒有壹致的看法，因為它是壹個相對的概念，不同的加工方法和不同的切削材料有不同的高速切削速度和加工參數。這包括高速軟切削、高速硬切削、高速濕切削和高速幹切削。
實際上，高速切削技術是壹個非常龐大而復雜的系統工程，它涵蓋了機床材料的研究與選擇技術、機床結構設計與制造技術、高性能數控控制系統、通信系統、高速、高效冷卻、高精度和大功率主軸系統、高精度快速進給系統、高性能刀具夾緊系統、高性能刀具材料、刀具結構設計與制造技術、高效率和高精度測試與測量技術、高速切削機構和高速切削技術。只有在充分發展這些技術的基礎上，既定的高速切削技術才具有真正的意義。因此，要充分發揮高速切削的優越性能，必須是CAD/CAM系統、CNC控制系統、數據通信、機床、工具和技術的完美結合。
(三)高速切削技術的發展現狀及優勢這項新技術始於20世紀80年代初，美國、德國、法國等國處於領先地位，英國、日本、瑞士等國緊隨其後。到了80年代後期，這些國家已經形成了新興產業，年產值達到幾十億美元，而且還在逐年增加。最近中國臺灣省省也開始了，但是大陸還是空白。同濟大學現代制造技術研究所與德國達姆施塔特大學建立了項目合作關系，並取得了初步成果。
目前，工業化國家的航空、汽車、動力機械、模具、軸承、機床等行業首先受益於這壹新技術，顯著提高了這些行業的產品質量，大大降低了其成本，獲得了市場競爭優勢。超高速切削技術是未來切削加工的方向，是時代發展的產物。
二、高速切削技術與設備
(1)高速切削機床高速機床是實現高速加工的前提和基本條件。在現代機床制造中，機床的高速化是必然的發展趨勢。在要求機床高速的同時，還要求機床具有高精度和高的靜、動剛度。
為了適應粗加工、輕重切削和快速移動，同時保證高精度(定位精度0.005mm)，性能良好的機床是實現高速切削的關鍵因素。關鍵技術如下:
1.高速主軸。高速主軸是高速切削機床的核心部件，很大程度上決定了機床所能達到的切削速度、加工精度和應用範圍。高速主軸單元的性能取決於設計方法、材料、結構、軸承、潤滑冷卻、動平衡、噪聲等諸多相關技術。隨著對主軸轉速要求的不斷提高，傳統的齒輪帶變速傳動系統由於自身的振動和噪聲已經不能滿足要求，取而代之的是壹種新穎的功能部件——電主軸，它將主軸電機與機床主軸結合起來實現主軸電機。電主軸采用電子傳感器控制溫度，自帶水冷或油冷循環系統，使主軸在高速旋轉時保持恒溫。壹般能控制設定溫度在20 ~ 25範圍內，精度0.7。同時采用油霧潤滑、混合陶瓷軸承等新技術，使主軸免維護、長壽命、高精度。
2.高速精密軸承。高速軸承是高速切削機床的核心，是決定高速主軸壽命和承載能力的最關鍵部件。
(1)磁力軸承。磁力軸承通過電磁力無機械接觸地懸浮主軸。其轉速可達45000轉/分，功率為20kW。該方法精度高，易於實現實時診斷和在線監測。它是壹種理想的支撐元件，但其價格較高。
(2)靜壓和靜壓軸承。采用流體動力和靜力相結合的方法使主軸在油膜支撐中旋轉，具有徑向和軸向跳動小、剛性好、阻尼特性好、適用於粗加工和精加工、使用壽命長的優點。但是不具有通用性，維護難度大。
(3)混合陶瓷軸承。氮化矽材質的滾珠與鋼軌道結合，是目前高速切削機床主軸上應用最廣泛的支撐元件。高速旋轉時，離心力小，剛性好，溫度低，壽命長，功率可達80kW，轉速可達150000r/min。它標準化程度高，易於維護，價格低廉。
3.高速伺服系統為了實現高速切削，機床不僅要有高速主軸，還要有高速伺服系統，這不僅是為了提高生產效率，也是高速切削時維持刀具正常工作的必要條件。
(1)直線電機伺服系統。直線電機是壹種直接將電能轉化為直線機械運動的推力裝置，將機床進給傳動鏈的長度縮短為零。動態響應敏捷，傳動剛度大，精度高，加減速大，行程無限制，噪音低，成本高。是加速度大於1g時伺服系統的選擇。
(2)滾珠絲杠傳動裝置。滾珠絲杠仍然是高速伺服系統的主要驅動裝置。由交流伺服電機直接驅動，采用液壓軸承。進給速度可達40 ~ 60m/min，加速度可超過0.6g，成本較低，僅為1/2.5。直線電機的4。高性能數控系統。
(2)高速刀具是機械加工的重要技術裝備之壹。由於離心慣性力隨轉速的增加而迅速增大，高速主軸的端部與刀架頭部的組合在結構和尺寸上有許多特殊之處。目前基本采用HSK形式和系列，需要根據機床主軸參數確定刀架參數，使之壹致。由於切削和進給速度高，高速切削加工中的刀具壽命壹般會降低。需要從刀具材料、幾何參數、懸伸長度、切削參數、切削幾何關系、刀具軌跡、潤滑和冷卻等方面采取措施，將減壽降到最低。
HSC刀具的前角比普通刀具小約10°，前角比普通刀具大約5° ~ 8°。同時，HSC刀具的切削部分應盡可能短，以提高刀具的剛性，降低刀片的損壞率。
高速切削刀具應由能適應高速切削的材料制成。為了獲得更高的加工質量和使用壽命，除了硬質合金、金屬陶瓷、塗層切削材料和切削陶瓷外，還使用單晶和多晶切削材料。這些切削材料除了技術要求外，還應滿足占據重要地位的經濟性和環保性的要求。在高速切削加工中，PKD(聚晶金剛石)和立方氮化硼(CBN)可以顯著提高加工效率。
除了選擇合適的工具材料外，在工具設計過程中，首先要考慮離心力作用下固定工具部件的可靠性，並註意“平衡”結構。有必要測試壹下工具的速度。另外，制造工具時，良好的工藝性也很重要。從刀具的預處理到刀片的制造，有價值、可靠的制造方法具有決定性的意義，特別是對於PKD或CBN刀片的刀具。
在應用HSC刀具時，為了達到加工質量和經濟性能，不僅要考慮刀具本身，還要考慮刀具與夾緊系統的接口，即主軸與刀具的連接面和工件安裝的穩定性。對於接口部分和延長桿，徑向擺動精度、懸臂長度、振動性能和互換性尤為重要。為了滿足圓柱形刀架在精加工中的徑向擺動精度要求，首先選擇了液壓卡盤、收縮卡盤和力壓卡盤的連接方式。當這些卡盤與HSC接口匹配時，徑向擺動精度可達0.003毫米。
(3)高速加工機床的配套設備
1.為了縮短輔助工時，大部分HSC機床都配有15 ~ 30以上刀位的刀庫和自動換刀裝置，成為HSC加工中心；
2.冷卻潤滑系統是不可缺少的配套設備，它包括機床各部件的自動冷卻潤滑功能和排屑功能；
3.電子手輪和CAD/CAM系統與高速數控系統的接口是影響機床操作和控制性能的必要配套設備；
4.能夠自動測量工具的直徑和長度並檢測損傷的激光或紅外系統；
5.探頭可以安裝在主軸上，檢測工件的輪廓外形。6.為了減少故障後停機待修的時間，在機床多、利用率高的情況下，預留高速主軸。
HSC機床的安全保護裝置，包括硬件和軟件，應確保即使在刀具高速折斷和彈出的極端情況下，也能可靠地保護操作者的人身安全，並能防止機床部件、刀具和工件之間的意外幹涉和碰撞。
三、目前高速切削的主要應用領域
(1)大量的生產領域，如汽車工業，如美國福特汽車公司和英格索爾公司開發的HVM800臥式加工中心和用於鏜缸的單軸鏜缸機床，實際上都用在福特的生產線上。
(2)在工件本身剛性不足的加工領域，如航空航天工業產品或壹些其他產品，例如英格索爾公司采用高速切削技術銑出的工件最薄壁厚僅為1mm..
(3)加工復雜曲面，如模具和工具制造。
(4)在難加工材料領域，如英格索爾的“高速模塊”，加工航空鋁合金的切削速度為2438m/min，汽車鋁合金為1829m/min，鑄鐵為1219m/min，比常規切削速度高幾倍到幾十倍。