高速切削是一个相对概念，一般地，高速被定义为明显超出普通切削速度的5～10倍，通常是指高的主轴转速(10000～100000r/min)、高的进给/快移速度(可达40～180m/min)下的铣削加工。面对制造行业日益激烈的国际性竞争，高速加工(High Speed Cut)已成为一个非常重要的技术研究方向。高速加工在国际上广泛应用于航空航天制造、模具制造、汽车零部件加工及精密零部件加工等行业，已经成为企业竞相攻关的技术方向。

高速切削工艺的优点 高速切削不仅仅是切削速度的提高，还需要在制造技术全面进步和进一步创新的基础上，包括驱动、刀具材料、涂层、刀具、测试及安全等技术的重大进步，才能达到切削速度和进给速度的成倍提高，才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。

高速切削工艺的优点如下：

1.缩短生产时间采用高速切削加工，切削速度和进给速度成倍提高，整体切削加工效率有显著的提高，加工时间显著缩短。

2.降低制造成本更高的生产力水平必然引起制造成本的下降。采用高速切削设备与刀具可实现批量生产下的最低制造成本。

3.高速切削吸收能量采用高速切削加工，一方面减少了工件在加工过程中的发热，特别在铣削加工中。因发热量的降低，工件升温小，加工尺寸稳定，对刀具和设备造成的损害也小;另一方面，高速切削可加工硬质材料，这一优势是普通机床所不能比拟的。

4.改善工件的加工质量采用高速切削加工，加工精度和切削表面的质量可大大提高，零件表面粗糙度可达到微米级，减少和消除打磨、抛光等辅助工时。

发动机制造中的高速加工

如今，随着新的工艺不断采用，超硬材料刀具、涂层刀具与合金材料刀具的不断开发，高速加工在普通加工中也变得愈发重要。发动机制造中的高速加工中心、高速外铣及CBN砂轮高速磨削等应用十分普遍。发动机制造业在高速加工的应用中以电主轴实现主轴高速和以直线电机实现高直线移动速度为主要特征，目的是用高主轴转速和高速直线进给运动的单主轴加工中心来替代多主轴但难以实现高主轴转速和高速进给的组合机床。主轴最高转速一般可达60 000r/min，最大进给速度100m/min左右。电主轴融合了许多尖端技术，如一般采用复合陶瓷材料或电磁悬浮的高速轴承、高速电机技术、定时定量油气润滑以及自动换刀装置等。也有一些公司为降低成本，不用直线电机，而采用中空通冷却液、加大直径和加大导程的滚珠丝杆。上汽通用五菱发动机工厂采用高速加工中心、CBN砂轮等高性能机床，实现了高速铣削加工和磨削加工。

1.铣削加工

目前发动机中缸体、缸盖大平面加工一般使用铣削技术。以铸铁材料的缸体在高速铣削加工中心上的铣削加工为例，采用了立方氮化硼(CBN)刀片，其切削速度可达到700～1500m/min。

铣削的生产效率大大提高。对于铝合金材料的缸盖，则采用面铣刀进行高速切削加工。采用PCD刀片，铣刀直径逐渐缩小，并向多工位复式加工发展。上汽通用五菱发动机工厂采用德国MAG公司的EX-CELL-O高速铣削加工中心，在发动机缸体缸盖线总共布置了104台。该加工中心结构如图2所示，X 轴的加工范围为0～630mm，Y轴的加工范围为0～630mm，Z轴的加工范围为0～710mm，B轴可实现306°旋转，W轴为带有20个刀位的刀库和相应的钻头折断检查装置。主轴为Weiss电主轴，转速无极可调，最大为16 000r/min，驱动功率30kW，使用免维护内冷刀柄，拉紧力达18 000N，用永磁芯片跟踪刀具寿命、尺寸及补偿量等信息。设备附带安装了自动冷却站、切削废屑冲洗回收装置，可消除切屑飞散造成的机械故障，减轻机床清洁保养作业的强度，从而提高设备运转率。

缸体、缸盖线的铣削、钻孔、攻丝加工工艺全部由这104台EX-CELL-O加工中心完成。

2.磨削加工

上汽通用五菱发动机工厂的曲轴加工中应用高速磨削，采用4台美国LANDIS公司制造的外圆磨床(见图3)，实现对曲轴主轴颈、连杆颈、油封和心轴等外圆的磨削加工。在外圆磨削中采用了LANDIS公司的专利磨削技术，其使用CBN砂轮在一次夹紧工件的条件下对曲轴进行磨削加工。LANDIS磨床有高切削功率，高精度的工件几何外形，均匀的高精度尺寸及外表面质量等优点，加工后，直径公差可保证在±6mm之间，加工面的粗糙度可控制在Ra0.8mm以内。LANDIS磨床能实现Marposs在线测量反馈，自动补正，自动修砂轮等功能，而且测量头用冷却液同步冷却大大减小温度对测量的影响，可大大提高加工柔性，CBN砂轮每修整一次，可加工5 000～10 000件曲轴。

 曲轴磨床CBN高速磨削

3.车-车拉结合高速外铣

曲轴车-车拉工艺将车削和车拉工艺结合在一起，使加工的柔性增大。不但可加工曲轴的主轴颈、连杆颈、法兰和皮带轮轴颈，而且还可同时加工轴颈的外圆轴肩、圆角和沿割槽。结合曲轴的高速外铣后可大大节省加工时间。上汽通用五菱发动机工厂的曲轴加工使用全球领先的德国BOEHRINGER公司的5台车-车拉床，实现对曲轴主轴颈、连杆颈和法兰的加工。BOEHRINGER车-车拉床使用双主轴，双刀盘结构(见图4)，在保证加工精度的同时，提高了加工速度和生产效率。

 车-车拉高速外铣

4.钻削加工

在发动机生产过程中，孔加工的比例也比较高，尤其是缸盖和缸体的孔加工作业量比较大。其中钻削加工约占60%，其次为镗削加工和攻丝加工。

上汽通用五菱发动机工厂的发动机缸体缸盖的钻削加工使用EX-CELL-O加工中心完成，而曲轴的斜油孔、法兰端螺纹孔以及两端定位孔等加工内容，则使用图5所示日本HORKOS加工中心完成。

HORKOS 高速钻削加工

曲轴生产线共采用10台HORKOS加工中心，其中，2台OP10、4台OP50、3台OP60和1台OP100。高速钻削加工主要难点是如何提高排屑性能、提高工具刚性、防止钻尖过热和回转平衡性等问题。HORKOS加工中心以优良的表现，再配以优质内冷刀具，成功解决了这些高速钻削加工中常见的问题。高速切削刀具的应用高速加工的发展史就是刀具材料不断进步的历史。上汽通用五菱发动机工厂SOP初期采用的大部分刀具均为进口，国产化工作不断取得突破，现在应用比较普遍的刀具主要有CBN和PCD刀具、涂层硬质合金刀具、陶瓷刀具等。另外，绗磨刀具的国产化也已取得重大突破。