作為現(xiàn)代先進制造技術(shù)中最重要的共性技術(shù)之一的高速加工技術(shù)代表了切削加工的發(fā)展方向，并逐漸成為切削加工的主流技術(shù)。高速切削中的“高速”是一個相對概念，對于不同的加工方式及工件材料，高速切削時采用的切削速度并不相同。一般來說，高速切削采用的切削速度比常規(guī)切削速度高5～10倍以上。由于高速切削技術(shù)的應(yīng)用可顯著提高加工效率和加工精度、降低切削力、減小切削熱對工件的影響、實現(xiàn)工序集約化等，因此已在航空航天、模具制造、汽車制造、精密機械等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。

　　 在現(xiàn)代模具的成形制造中，由于模具的形面設(shè)計日趨復(fù)雜，自由曲面所占比例不斷增加，因此對模具加工技術(shù)提出了更高要求，即不僅應(yīng)保證高的制造精度和表面質(zhì)量，而且要追求加工表面的美觀。隨著對高速加工技術(shù)的研究不斷深入，尤其在加工機床、數(shù)控系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、CAD/CAM軟件等相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的推動下，高速加工技術(shù)已越來越多地應(yīng)用于模具的制造加工。

　　 高速加工技術(shù)對模具加工工藝產(chǎn)生了巨大影響，改變了傳統(tǒng)模具加工采用的“退火→銑削加工→熱處理→磨削”或“電火花加工→手工打磨、拋光”等復(fù)雜冗長的工藝流程，甚至可用高速切削加工替代原來的全部工序。高速加工技術(shù)除可應(yīng)用于淬硬模具型腔的直接加工(尤其是半精加工和精加工)外，在EDM電極加工、快速樣件制造等方面也得到廣泛應(yīng)用。大量生產(chǎn)實踐表明，應(yīng)用高速切削技術(shù)可節(jié)省模具后續(xù)加工中約80%的手工研磨時間，節(jié)約加工成本費用近30%，模具表面加工精度可達1μm，刀具切削效率可提高一倍。

　　 2 模具高速加工對加工系統(tǒng)的要求

　　 由于模具加工的特殊性以及高速加工技術(shù)的自身特點，對模具高速加工的相關(guān)技術(shù)及工藝系統(tǒng)(加工機床、數(shù)控系統(tǒng)、刀具等)提出了比傳統(tǒng)模具加工更高的要求。

　　 1) 機床主軸

　　 高速機床的主軸性能是實現(xiàn)高速切削加工的重要條件。高速切削機床主軸的轉(zhuǎn)速范圍為10,000～100,000m/min，并要求主軸具有快速升速、在指定位置快速準停的性能(即具有極高的角加減速度)，因此高速主軸常采用液體靜壓軸承式、空氣靜壓軸承式、磁懸浮軸承式等結(jié)構(gòu)形式。

　　 2) 機床驅(qū)動系統(tǒng)

　　 為滿足模具高速加工的需要，加工機床的驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)具有下列特性：

　　 a.高的進給速度。研究表明，對于小直徑刀具，提高轉(zhuǎn)速和每齒進給量有利于降低刀具磨損。目前常用的進給速度范圍為20～30m/min，如采用大導(dǎo)程滾珠絲杠傳動，進給速度可達60m/min；采用直線電機則可使進給速度達到120m/min。

　　 b.高的加速度。對三維復(fù)雜曲面廓形的高速加工要求驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的加速度特性，驅(qū)動系統(tǒng)加速度應(yīng)達到20～40m/s2。

　　 c.高的速度增益因子(Velocity gain factor)KV。為達到較高的三維輪廓動態(tài)精度以及最小的滯后，一般要求速度增益因子KV=20～30(m/min)/mm。

　　 3) 數(shù)控系統(tǒng)

　　 先進的數(shù)控系統(tǒng)是保證模具復(fù)雜曲面高速加工質(zhì)量和效率的關(guān)鍵因素，模具高速切削加工對數(shù)控系統(tǒng)的基本要求為：

　　 a.高速的數(shù)字控制回路(Digital control loop)。包括：32位或64位處理器及1.5Gb以上的硬盤；極短的直線電機采樣時間(小于500μs)；
　　
　　 b.速度和加速度的前饋控制(Feed forward control)；數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)的爬行控制(Jerk control)。

　　 c.先進的插補方法(基于NURBS的樣條插補)，以獲得良好的表面質(zhì)量、精確的尺寸和高的幾何精度。

　　 d.預(yù)處理(Look-ahead)功能。要求具有大容量緩沖寄存器，可預(yù)先閱讀和檢查多個程序段(如DMG機床可多達500個程序段，Simens系統(tǒng)可達1000～2000個程序段)，以便在被加工表面形狀(曲率)發(fā)生變化時可及時采取改變進給速度等措施以避免過切等。

　　 e.誤差補償功能。包括因直線電機、主軸等發(fā)熱導(dǎo)致的熱誤差補償、象限誤差補償、測量系統(tǒng)誤差補償?shù)裙δ堋?

　　 此外，模具高速切削加工對數(shù)據(jù)傳輸速度的要求也很高。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口如RS232串行口的傳輸速度為19.2kb，而許多先進的加工中心均已采用以太局域網(wǎng)(Ethernet)進行數(shù)據(jù)傳輸，速度可達200kb。

　　 4) 高速切削刀具系統(tǒng)

　　 高速切削刀具系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢是空心錐部和主軸端面同時接觸的雙定位式刀柄(如德國OTT公司的HSK刀柄、美國Kennametal公司的KM刀柄等)，其軸向定位精度可達0.001mm。在高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下，刀夾鎖緊更為牢固，其徑向跳動不超過5μm。用于高速切削加工的刀具材料主要有硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬陶瓷、立方氮化硼(PCBN)、聚晶金剛石等。為滿足模具高速加工的要求，刀具技術(shù)的發(fā)展主要集中在新型涂層材料與涂層方法的研究、新型刀具結(jié)構(gòu)的開發(fā)等方面。