20世紀80年代末興起的高速加工(HSC)，由于顯著提高了切削速度和進給速度，從而大大縮短了加工時間，提高了工件表面質(zhì)量和加工精度。并因此而實現(xiàn)減少加工工序和簡化生產(chǎn)工藝流程，以及促使一些行業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，有力地推動了整個生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。高速加工使“生產(chǎn)率”和“柔性”兩個相互矛盾的特征參數(shù)融合到一起，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)的剛性自動線，推動了汽車等中、大批量生產(chǎn)行業(yè)中生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變。
3{%/1>+x5 `S!`=26Z! 高速加工導(dǎo)致工藝替代，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十分典型的例子，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。高速硬銑的應(yīng)用，為模具制造實現(xiàn)CAD-CAM-HSC的集成創(chuàng)造了條件，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。
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u^| I@hC$o 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。在生產(chǎn)中，通過高速加工，顯著縮短了基本時間，也相應(yīng)地提高了輔助時間相對于基本時間的比例(從過去的7%：93%到目前的35%：65%，對于鋁合金材質(zhì)工件的加工，這種比例更達到了50%：50%)。從目前的技術(shù)狀況看，通過高速加工進一步降低基本時間的潛力已不是很大。
I[&!\Me[+w YB 4R8}4 近年來，為進一步提高生產(chǎn)效率，愈來愈多的則是采用高效加工(HPC)——提高單位時間材料切除量和顯著減少輔助時間——來進一步降低切削過程中的基本時間和輔助時間。
ss[8d%V s 8tI_h 高效加工(HPC)與高速加工(HSC)不同的是，它并不只是限于提高切削速度和進給速度，而是把優(yōu)化材料切除率放在首位，旨在通過提高單位時間的材料切除量和降低加工時間(基本時間和輔助時間)來進一步降低加工費用。
7.5G4 iw#luHcJ 材料切除率(Q)決定于側(cè)吃刀量(ae)、背吃刀量(ap)和進給速度(vf)。對于銑削加工，進給速度(vf)又取決于每齒進給量(fz)、刀齒數(shù)(z)和銑刀的轉(zhuǎn)速(n)。
V{"5)Ly?fu aqMZ%~7 單位時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。
$)'{+1 Y)uNzb6R 我們從這個表達式可以看出，材料切除率與5個切削參數(shù)有關(guān)，所以，高效加工可以但并不是必須包括高速加工，這意味著高效加工和高速加工之間不存在明顯的界限。
z` sH 46 77uy 航空工業(yè)是最早應(yīng)用高速加工和高效加工新工藝的部門。飛機的梁、框架和大型壁板等承力構(gòu)件采用的是整體結(jié)構(gòu)件，加工時其毛坯75%~95%的材料將被切削掉，對于這種特別高的切削量，無疑采用高效加工是最合適不過的。在德國奧格斯堡(Augsburg)的EADS(歐洲航空防御和航天公司)在 20世紀90年代采用HSC工藝加工軍用飛機某一鋁合金整體構(gòu)件，主要目的是為了簡化生產(chǎn)工藝流程，以較少的工序獲得高的表面質(zhì)量，而不是提高材料切除率，加工時使用了54把刀具，共花了25個小時完成加工。為進一步挖掘生產(chǎn)率的潛力，后來就很自然地轉(zhuǎn)向采用高效加工，采用了40把刀具，加工時間僅為 12個小時，減少了一半多。
f6m^pbQFl 'n=FBu ^ 特別是對于銑削加工，銑刀所能達到的材料切除率已成為衡量銑刀加工經(jīng)濟性的一個重要指標。近年來，許多刀具制造廠相繼開發(fā)出了眾多高進給速度的銑刀。這些銑刀雖然結(jié)構(gòu)形式不盡相同，但一個共同特點是具有適合于實現(xiàn)高速進給的刀刃幾何形狀。這種幾何形狀的特點是切削刀刃具有一個很大的圓弧半徑，這就稍許限制了銑刀的背吃刀量(ap)，而且由于較小的主偏角使作用于銑刀上的徑向切削力大大減小，從而有利于采用很高的每齒進給量進行加工。
nZ{~@E2 r2Q"NVw 例如，在粗加工40CrMnMoS86材質(zhì)的玻璃瓶吹模時，德國Franken刀具廠對采用裝有三個圓刀片的銑刀和裝有3個Time-S- Cut刀片的高進給速度銑刀進行銑削效果比較。前者采用的切削用量為Vc=250m/min, fz=0.3mm, ap=0.75mm和ae=18 mm，加工時用冷壓縮空氣進行冷卻，加工所需時間為9分鐘。后者在切削用量方面，將ap減小為0.5 mm，而fz則提高到1.0 mm，結(jié)果加工時間僅用了4分鐘。在時間節(jié)省上達到了55%，也就是機床每小時使用節(jié)省了55%。
A1:Fe9q t'z] <7 從這里可以看出，通過采用較高的切削參數(shù)，高效加工可以獲得很高的材料切除率，顯著地縮短加工時間。但是高效加工，并不只是采用很高的切削參數(shù)，還可以通過能顯著減少輔助時間的其它加工戰(zhàn)略來實施高效加工。例如采用復(fù)合刀具(如復(fù)合階梯鉆、鉆銑螺紋刀具和其它用于綜合加工的復(fù)合刀具)、圓周進給銑削的多功能立銑刀等各種先進刀具可以顯著減少換刀次數(shù)和降低輔助時間，由此顯著地提高生產(chǎn)效率。
7Fq|Zc`P *kDXx&7B$ 復(fù)合刀具是在一把刀具上集成多個加工工序，往往在一次加工行程中實現(xiàn)多個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，并可省去工序間的精度測量，從而可顯著提高生產(chǎn)效率。
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