高速加工（HSM或H......



高速加工（HSM或HSC）是二十世紀九十年代迅速發展應用的先進加工技術。通常是指高的主軸轉速（10,000-100,000r/min）、高的進給速度

(40m-180m/min)下的銑削加工。高速加工在實際應用中能解決新材料的加工問題，適應表面質量高、精度高、形狀復雜的三維曲面加工，減少

和避免效率低的電火花加工，解決薄壁零件的加工問題，數控高速復合加工還可以減少搬運與裝夾次數，避免重復定位帶來的加工誤差等，既

提高了加工質量，又提高了加工效率。高速加工技術逐漸應用于加工鑄鐵和硬鋁合金，尤其是加工大型覆蓋件沖壓模、鍛模、壓鑄模和注射模

。目前國際上高速切削加工技術主要應用于模具、航空航天和汽車工業等復雜曲面的加工領域。國內高速切削加工技術的研究與應用始于20世

紀90年代，也是主要應用于模具、航空航天和汽車工業，但采用的高速切削CNC機床、高速切削刀具和CAD/CAM軟件等以進口為主。
高速加工一般采用高的銑削速度和快速多次走刀來提高效率，小直徑刀具，適當的進給量，小的徑向和軸向切削深度，即切削體積。隨著銑削

速度的提高，加工時間大幅度縮短，并且切削力下降、振動小，尤其是徑向切削力大幅度降低，零件變形小，由于在切削時大量的切削熱被切

屑帶走，工件表面溫度較低。由于高速銑削的的上述特點，高速加工相對常規加工具有突出優點：高生產率、工作平穩、加工表面質量很高，

無需再進行其它表面處理工序、有利于加工薄壁零件和高強度、高硬度脆性材料、可縮短交貨期、減少設備臺數及車間面積、減少工人數量。

盡管在初期的設備投資費用增加，但高速銑削工藝的綜合效益仍有顯著提高。
1 高速加工與模具制造
目前塑料模具越來越精巧、結構越來越復雜，要求的合模次數接近和超過80萬次，采用的模具鋼材的硬度越來越高，有的甚至超過HRC 64以上

，而模具的交貨期卻要求越來越短。這些市場特點給模具制造商帶來了極大的壓力。高速加工技術的出現為模具制造帶來了新的發展機會，尤

其在中小型精密塑料模具加工中顯示了巨大的優勢。
大多數模具材料都是高硬度、耐磨性能好，其加工難度大。傳統工藝廣泛采用電火花（EDM）微切削加工成形，生產效率極低。高速加工技術

對模具加工工藝產生了巨大影響，它改變了傳統模具加工所采用的“電火花→拋光”等復雜冗長的工藝流程，甚至可用高速切削加工替代原來

的全部工序。在模具的高淬硬鋼件（HRC45～65）的加工過程中，采用高速切削可以取代電加工和磨削拋光的工序，避免了電極的制造和費時

的電加工時間，高速加工技術除可應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

得到了廣泛應用。大量生產實踐表明，應用高速切削技術可節省模具后續加工中約60%-100%的手工拋光時間、也可減少EDM的工序與時間、節

約加工成本費用近30%、刀具切削效率可提高1倍，這種節約已經在許多國外模具廠商得到了真實反映。
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用高速銑削加工模具，不僅可用高轉速，大進給，且粗、精加工一次完成，大大提高了生產效率。采用高速切削加工淬硬鋼模具，硬度60HRC

以上，表面粗糙度Ra0.6μm，達到了磨削加工的水平，效率比電加工高數倍，不僅節省了大量的修光時間，還可代替絕大部分的電加工工序。
2 高速加工對CNC系統的要求
高速加工是一項先進的、復雜的系統工程技術，與傳統加工工藝技術相比，它對機床、刀具、刀柄、加工工藝、控制系統、CAD/CAM軟件等多

項指標都有較高要求。由于模具加工的特殊性以及高速加工技術的自身特點，對模具高速加工工藝系統（加工機床、數控系統、刀具等）提出

了比傳統模具加工更高的要求。
先進的數控系統是保證模具復雜曲面高速加工質量和效率的關鍵因素，其特性體現在加減預差補，前饋控制，精確矢量補償，最佳拐角減速、

安全防護與實時監控等方面。模具高速切削加工對數控系統的基本要求為：
高速的數字控制回路，如采用64位并行處理器、極短的直線電機采樣時間。
速度和加速度的前饋控制、數字驅動系統的爬行控制。
先進的基于NURBS的樣條插補計算方法，以獲得良好的表面質量、精確的尺寸和高的幾何精度。
預處理功能。要求CNC具有大容量緩沖寄存器，可預先閱讀和檢查多個程序段(如1000～2000個程序段)，以便在被加工表面形狀（曲率）發生

變化時可及時采取改變進給速度等措施以避免過切等。
誤差補償功能，包括因直線電機、主軸等發熱導致的熱誤差補償、象限誤差補償、測量系統誤差補償等功能。
此外，模具高速切削加工對數據傳輸速度的要求也很高。傳統的數據接口，如RS232串行口的傳輸速度為19.2kb，而高速加工中心均已采用以