1980世纪XNUMX年代末出现的高速加工（HSC）由于显着提高了切削速度和进给速度，大大缩短了加工时间，提高了工件的表面质量和加工精度。 因此，它可以减少加工工序，简化生产流程，促进一些行业生产方式的转变，有效促进整个生产技术的发展。 高速加工将“生产率”和“柔性”这两个相互矛盾的特征参数融为一体，使高速加工中心组成的柔性生产系统可以取代传统刚性的自动线，推动大中型企业生产方式的转变。汽车等批量生产行业。
高速加工导致工艺替代，从而简化了生产过程。 在模具制造中，用高速硬铣削代替电火花加工就是一个非常典型的例子。 淬硬后的工件可在一次装夹下进行粗铣和高速精铣加工成成品。 高速硬铣削的应用为模具制造实现cad-cam-hsc一体化创造了条件。 高速硬铣削技术无疑给模具制造技术带来了重大变革。
高速加工兴起十多年来，高速加工技术得到了广泛的推广和应用。 在生产中，通过高速加工，基本时间显着缩短，辅助时间占基本时间的比例也相应提高（从过去的7%：93%提高到目前的35%：65%）。铝合金工件的这一比例达到50%：50%）。 从目前的技术情况来看，通过高速加工进一步缩短基本时间的潜力并不大。
近年来，为了进一步提高生产效率，越来越多地采用高效加工（HPC）——增加单位时间的材料去除量并显着减少辅助时间——进一步减少切削过程中的基本时间和辅助时间。
高速加工（HSC）与高效加工（HPC）的区别在于，它并不局限于提高切削速度和进给速度，而是将材料去除率的优化放在首位，旨在进一步减少加工量通过增加单位时间的材料去除量和减少加工时间（基本时间和辅助时间）来降低成本。
材料去除率（q）取决于侧切削量（AE）、背切削量（AP）和进给量（VF）。 对于铣削，进给速度（VF）取决于每齿进给速度（Fz）、刀齿数（z）和铣刀速度（n）。
单位时间的材料去除量可用q=AE·AP·VF/1000=AE·AP·FZ·Z·n/1000（cm3/min）来表示。
从这个表达式我们可以看出，材料去除率与五个切削参数有关。 因此，高效加工可以但不一定包括高速加工，这意味着高效加工和高速加工之间没有明显的界限。
航空工业是最早应用高速加工、高效加工新技术的部门。 飞机的梁、框架、大壁板等承重部件均采用整体结构件，加工时75%～95%的毛坯材料会被切除。 对于这种特别高的切削量，采用高效加工无疑是最合适的。 德国奥格斯堡的Eads（欧洲航空防务航天公司）在1990世纪54年代采用HSC工艺加工军用飞机的铝合金整体部件。 主要目的是简化生产工艺，以较少的工序获得较高的表面质量，而不是提高材料去除率。 加工过程中使用了25把刀具，花了40个小时才完成加工。 为了进一步挖掘生产力的潜力，自然就转向了后期的高效加工。 使用了12把刀具，加工时间仅XNUMX小时，缩短了一半以上。
尤其是铣削加工，铣刀所能达到的材料去除率已成为衡量铣刀加工经济性的重要指标。 近年来，许多刀具制造商开发了许多高进给速度的铣刀。 尽管这些铣刀的结构形式各有不同，但一个共同的特点是它们都具有适合高速进给的刀片几何形状。 这种几何形状的特点是切削刃具有较大的圆弧半径，稍微限制了铣刀的后吃水（AP），并且由于主偏转角较小，作用在铣刀上的径向切削力大大减小，有利于采用高每齿进给量进行加工。
例如，德国弗兰肯工具厂在粗加工40crmnmos86玻璃瓶吹塑模具时，比较了三圆刀片铣刀和三次切刀片高进给铣刀的铣削效果。 前者的切削参数为VC=250m/min、FZ=0.3mm、AP=0.75mm、AE=18mm。 加工时采用冷压缩空气冷却，加工时间为9分钟。 后者中，AP 减小至 0.5 mm，而 FZ 增大至 1.0 mm。 结果，处理时间仅为4分钟。 节省时间达到55%，即每小时使用机床节省55%。
从这里可以看出，通过采用较高的切削参数，可以获得较高的材料去除率，并且可以显着缩短加工时间。 然而，高效加工不仅可以采用高切削参数，还可以通过其他可以显着减少辅助时间的加工策略来实现高效加工。 例如，采用复合刀具（如复合阶梯钻、螺纹钻铣刀具等综合加工的复合刀具）、循环进给铣削的多功能端铣刀具等先进刀具，可以显着减少换刀次数和减少辅助时间，从而显着提高生产效率。
复合刀具将多种加工工序集成在一把刀具上，往往实现一次加工行程中多个加工零件的综合加工。 使用该刀具不仅消除了换刀，而且有利于提高加工精度，并节省了工序间的精度测量，从而显着提高生产效率。
当使用多功能立铣刀在加工中心上铣孔时，还可以减少换刀次数。 铣孔时，旋转的铣刀绕Z轴作螺旋插补运动，一次工作行程即可加工出所需尺寸的孔。 例如，加工直径为285毫米的孔，直径为160毫米的铣刀可在一次工作行程内完成加工任务，与普通铣刀相比，可节省73%的加工时间和XNUMX道铰孔工序。常规工艺。
近年来，高效深孔钻头的出现，使深孔钻削效率显着提高。 Ghring l/D开发的双刃全麻花钻头已用于孔径比（l/D）为20的深孔，使用效率比传统大流量高10~12倍湿式钻削，钻削过程中不需要切屑，大大提高了加工效率。 而且钻孔时钻头的径向偏移特别小，可以获得较好的表面质量。
在生产中，高速加工、高效加工工艺得到广泛推广和应用。 这两种工艺的共同特点是可以显着减少机械加工时间，缩短生产流程。 不同的特点是高速加工采用较高的切削速度以获得较高的表面质量并简化工艺流程。 因此，高速加工更适合精加工； 高效加工主要是采用高切削参数来获得单位时间内较高的材料去除量，从而显着缩短加工时间。 为了高效加工以获得高材料去除率，适合粗加工。 在实际生产中，可以同时应用这两种加工工艺来加工一个工件。 例如，加工模具时，可采用高效加工进行粗铣（以达到较高的材料去除率），而采用高速加工（以获得较好的表面质量和较高的加工精度）进行精铣。
目前，无论是高速加工的流行，还是新兴的高效加工，都应归功于刀具技术不断发展的推动，特别是刀具材料、刀片几何形状和涂层的不断发展和优化组合，为刀具加工提供了良好的基础。为持续开发不同结构的高效工具奠定了基础。 生产实践表明，要显着缩短加工时间，提高生产效率，降低零件制造成本，关键是采用新型高速加工和高效加工工艺。