高速切削的所罗门原理
超高速切削(1)
超高速加工特点
• 材料切除率高；由于主轴转速和进给速度的提高 • Q=ap ae n fz /1000( cm3/min) • 工序集中；粗精加工工序可集中在一道工序中完成。加工时 间缩短, 降低加工成本； • 切削力低；可比常规切削低30%～90%, 特别适合加工刚性差 的工件, 如航空薄壁零件。 • 热变形小；90% 以上的切削热来不及传给工件就被高速流出 的切屑带走, 工件积累热量极少, 因而不会由于温升导致热变 形, 特别适合加工易热变形的零件。 • 振动小, 切削平稳；由于高转速和高进给速度, 使机床的激振 频率特别高, 已远高于“ 机床— 工件— 刀具”系统的固有频 率, 使加工过程平稳、振动小, 加工质量可达到磨削水平。适 合于光学及各种精加工领域。 • 高速切削可以加工各种难加工材料；这类材料强度大，硬度 高，加工中易硬化，切削温度高，刀具易磨损
高速切削粗加工工艺路线
• 粗加工刀具参数卡：直径16圆鼻刀，开槽， 切除大部分余量
粗加工曲面加工参数卡
挖槽粗加工参数卡
高速加工参数卡
刀具轨迹路线图
粗加工时间：只需12分钟
精加工
• 以R4mm 球刀采用等高外型精加工对型腔 加工。主轴转速为15000r /min, 进给速度为 3500mm/min, 轴向步距为0.5mm。加工时 间为21 分49 秒。
应用
航空航天：铝合金整体 结构件的高速切削，不 再铆接，省去了装配工 作；薄壁件加工等 模具业：高速切削淬硬 钢模具型腔，省去电加 工和手工研磨等工序。
刀具
• 刀具：硬质合金+涂层（TiN、TiAlN）：使 刀具具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲 劳特性。
矿泉水瓶模的加ห้องสมุดไป่ตู้工艺
高速切削技术简介
1.3 高速切削的研究发展现状
日本：
日本是在20世纪60年代开始高速切削机理的研究。 近些年来吸收了各国的研究成果，现在已后来居上，跃居世 界领先地位。 20世纪90年代研制出了日本第一台卧式加工中心，主轴转速 达到30000r／min，最大进给速度为80m／r，加速度为2g， 重复定位精度为±lµm。 同时他们也致力于高速切削工艺，特别是高速切削工艺数据 库、刀具磨损与破损机理、CAD／CAM系统开发及质量控制等 方面的研究。
1)提高排屑性能，具体措施：
①采用内部供液方式，压力为2~7MPa； ②钻尖角比普通钻头大，易于分断厚型切屑； ③对钻头横刃进行修磨，使之成为中心涡卷形状。
汽车零件孔的高速切削加工
高速钻削加工应注意的问题：
2)提高刀具刚性，具体措施：
①增大钻头芯厚； ②增大倒棱锥度。
汽车零件孔的高速加工
3)防止钻尖过热，具体措施：
1.5.1 汽车工业中的高速切削
汽车工业:
在20世纪20年代主要采用由组合机床组成的刚性生产 线。 在20世纪80年代后，开始采用由加工中心组成的柔性 生产线。 生产的柔性提高了，但生产效率不如组合机床生产线。 怎么办？能否采用高速加工来提高生产率？
1.5.1 汽车工业中的高速切削
汽车工业: 从20世纪80年代中期开始，在单轴专用加工 中心上，采用高速加工技术，以10倍于普通加工 的速度加工，使加工中心的柔性和生产率得到兼 顾，例如一台高速加工中心在一年中就能加工 40000件变速箱箱体。
汽车零件平面的高速铣削加工
1)铸铁缸体、缸盖端面的高速铣削加工：
如Lamb公司： 缸体、缸盖大平面加工采用高速铣削，用氮化硅 （Si3N4基）陶瓷刀片铣削缸体顶面，切削速度达 1524m/min，进给速度达6350mm/min，生产效率提高了 50％。
高速切削加工技术的探导
高速切削的所罗门原理
一、高速切削的原始定义1931年，德国切削物理学家萨洛蒙(Carl.J.Salomon)博士提出了一个假设，即同年申请了德国专利(Machine with high cutting speeds)的所罗门原理：被加工材料都有一个临界切削速度V0，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5～6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。
切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。
实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。
二、现代高速切削技术的概念所罗门原理出发点是用传统刀具进行高速度切削，从而提高生产率。
到目前为止，其原理仍未被现代科学研究所证实。
但这一原理的成功应该不只局限于此。
高速切削技术是切削技术的重要发展方向之一，从现代科学技术的角度去确切定义高速切削，目前还没有取得一致，因为它是一个相对概念，不同的加工方式，不同的切削材料有着不同的高速切削速度和加工参数。
这里包含了高速软切削、高速硬切削、高速湿切削和高速干切削等等。
事实上，高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程，它涵盖了机床材料的研究及选用技术，机床结构设计和制造技术，高性能CNC控制系统、通讯系统，高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统，高精度快速进给系统，高性能刀具夹持系统，高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术，高效高精度测试测量技术，高速切削机理，高速切削工艺，适合高速加工的编程软件与编程策略等等诸多相关的硬件和软件技术。
只有在这些技术充分发展的基础上，建立起来的高速切削技术才具有真正的意义。
所以要发挥出高速切削的优越性能，必须是CAD/CAM系统、CNC控制系统、数据通讯、机床、刀具和工艺等技术的完美组合。
先进制造工艺--高速切削技术
第三讲1.高速切削技术高速切削的产生背景和发展史高速切削（HSM或HSC）通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣，它是20世纪90年代迅速走向实际应用的先进加工技术，在航空航天制造业、模具加工业、汽车零件加工、以及精密零件加工等得到广泛的应用。
高速铣削技术既可用于铝合金、铜等易切削金属，也可用于淬火钢、钛合金、高温合金等难加工材料，以及碳纤维塑料等非金属材料。
例如，在铝合金等飞机零件加工中，曲面多且结构复杂，材料去除量达高达90％～95％，采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度；在模具加工中，高速铣削可加工淬火硬度大于HRC50的钢件，因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨，在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。
高速切削概念始于1931年德国所罗门博士的研究成果：“当以适当高的切削速度（约为常规速度的5～10倍）加工时，切削刃上的温度会降低，因此有可能通过高速切削提高加工生产率”。
60多年来，人们一直在探索有效、适用、可靠的高速切削技术，但直到20世纪90年代该技术才逐渐在工业实际中推广应用。
高速切削最早在飞机制造业和模具制造l受到很大的重视。
为使飞机的零部件满足很高的可靠性要求，大部分重要零件都是在整块铝合金坯件卜铣削而成，既可减少焊缝，又可提高零件的强度和抗振性。
但常规铣削效率很低，从而导致了高的生产成本和长的交货时间。
高速切削是克服这方面问题的最好解决方案。
汽车工业中，模具制造是产品更新换代的关键。
新车型定型后，模具制造周期的长短直接影响到产品的上市时间，也关系到市场竞争的成败。
所以在80年代美国、欧洲和日本的政府都出巨资推动高速切削在模具制造中的应用研究，90年代初高速切削已进入工业化应用。
图16 高速切削在生产应用中的发展历程图17 采用高速切削后产品质量提高的历程a一硬质合金切钢 b一硬质合金切铸铁c—CBN切铸铁图16是德国宝马公司（BMW）采用高速切削的历程。
高速切削机理
1.不同背吃刀量情况下切削力
不同背吃刀量情况下切削力 的值及变化规律分别如表1、 右图所示。右图中，在背吃 刀量不断增加时，平均切削 力都呈上升趋势，且背吃刀 量的增加对主切削力F 的影 响要比对切深抗力F 的影响 要明显。当背吃刀量增加一 倍时，切削力约增加一倍。 这是因为，切削时随着背吃 刀量的增大，剪切角逐步减 小，而从切削力的计算公式 可以得知，随着剪切角的减 小，切削力会逐步增大，同 时剪切角的大小也代表了切 屑变形的程度，所以切削的 变形程度会随着背吃刀量的 增加而逐步增加。
（2）.周期脆性断裂理论
周期性断裂理论认为锯齿状切 屑形成是由于从工件自由表面 向切削刃扩展一定距离的周期 性整体断裂造成的。M. C. Shaw对Ti6Al4V进行快停切 削试验发现,一个锯齿状切屑单 元可以分为整体断裂区和裂纹 呈不连续分布的微裂纹区,如图 所示。该理论认为锯齿切屑形 成的机理是断裂力学。由于待 加工表面是不光滑的,而是由一 些微观的隆起、裂纹以及空穴 等组成的粗糙表面,在切削加工 过程中,压应力会引起表面内部 材料的流动,导致自由表面由于 工件脆性而形成裂纹。随刀具 前进,裂纹向切削刃不断扩展,但 由于刀尖附近压应力较大,扩展 裂纹受到抑制,所以在刀尖附近 形成微裂纹。
切削加工中切屑的形成和折断是非常复杂的过程， 有诸多不同的影响因素。屑的可断性是受很多因 素影响的复杂物理现象，当刀片槽型相当复杂且 在不同的切削条件下切削时，预测切屑折断就更 加复杂。因此有必要建立切削试验数据库系统， 并采用以知识为基础的系统分析方法来预报切屑 的折断过程。
对切屑折断预报的研究方法
3
基于对切屑形成机理 的分析，运用试验设计 技术建立切屑形成和折 断的数学模型和计算机 仿真，进行切屑形状和 折断的判断。 其结果具有一定的可 外延性。
高速切削与高速机床分解
高速切削加工的研究
（2）床身部件
为了适应粗精加工、轻重切削和快速移动，同时保证高精度，高速 切削机床必须具有足够的刚度、强度和阻尼特性以及高的热稳定性。 大部分机床都采用高质量、高刚性和高抗张性的灰铸铁作为支撑部 件材料，有的公司还在底座中添加高阻尼特性的聚合物混凝土，以增加 其抗振性和热稳定性，不但保证了机床精度稳定，也可防止切削时刀具 振颤；也有采用封闭式床身设计，整体铸造床身，“箱中箱”结构或对 称床身结构并配有密布的加强筋，如法国Forest line公司的高架三龙门五 坐标Mi2numac 30TH数控铣床；德国DeckelMaho公司的桥式结构或龙门 结构的DMC系列高速立式加工中心，使机床获得了在静态和动态方面更 大限度的稳定性。
1996年首次研制出采用直线电机驱动的3D铣削中心；
2000年研制出采用直线电机驱动的最优化的铣削中心。
高速切削加工的研究
1. 高速切削机理研究
高速切削机理是高速切削技术应用和发展的理论基础。 研究成就比较突出的是美国洛克希德导弹和空间公司的科 学家罗伯特· 金(RobetI1King) 和麦克唐纳(Mcd1nddJ)，从 理论上证实了高速切削的可行性和优越性。他们的研究主 要在切屑成形理论、金属断裂、突变滑移、绝热剪切以及 各种材料的切屑成形方面。
的20多年时间里，没有人对此进行深入系统的研究。
直到50 年代末期， 美国工程师Robert L.Vaughan才开始
继续Salomon的研究工作，从切屑形成过程和切屑形态的变化， 说明了高速切削时切削机理将发生变化，切削过程将变得容 易和轻松。此后美国、日本、英国等国家才先后有人开始高
速切削机理及相关技术的研究，其中以德国Darmstadt工业大
高速加工切削热产生机理及监控技术研究综述
维普资讯
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ｈ 高加 工精度 。 ．
２０ 年 １ 月 中国制造业信息化 ０７ ０
第 ３ 卷 第 １ 期 ６ ９
求解 的 问题可看作 是一个二维平 面问题 。 切 削热通 过如 下 ４ 方式 传导 至周 围环境 ： 种 由 工 件带 走 ， 件温 度升高 ； 工 由切 屑带 走 ， 屑温度 升 切 高； 由刀具 带走 ， 刀具 温 度 升 高 ； 由周 围介 质 （ 冷 如 却 液 、 气等 ） 空 带走 。 切 削 区域 的 温度 分 布 由于 切 削 区域 中各 点 到 ３个 变形 区（ 刀具 、 屑及 工件 ） 源 的距 离各 不 相 切 热 同 ， 点所 获得 的 热 量及 传 导 热 量亦 不 同 ， 各 因此 切
理学家 Ｃ ｒ Ｊ Ｓ ｌｍ ｎ博 士 用 大 直径 圆锯 片 对 不 ａ１ ． ａ ｏ ． ｏ 同材料 进行 铣 削实验 ， 发现 了如 图 １所示 的铣 削速
切削速度 ／ （ ・ ｉ ） ｍ ｒｎ ａ
图 １ Ｓ ｌ ｏ 博 士 高速 切 削加 工 理论 示 意 图 ａｍｎ ｏ
即所罗门原理（ 亦称高速切削理论 ）被加工材料都 ： 有一个 临界切 削速 度 。 在 切 削 速 度 达 到 临 界 速 ， 度 。 之前 ， 切削 温度 随着切 削速 度增 大 而升高 ， 刀
收 稿 日期 ：０ ７ ６ ６ ２０ —０ —２
５ ０ ， ～１ 倍 故单位时问内材料切除率（ 切削速度 、 进
的重要方 面 。
１ 高速加工技术
１ １ 高速 加 工 的概 念 ．
高速 切 削 是指 在 比常规 切 削 速 度高 出很 多 的 速度 下进 行 的切 削加 工 ， 因此有 时也 称 为超高 速切 削 （ ｔａ ｉ ｐｅ ｃｉｉｇ 【 Ｕｌ —ｈｇ ｓｅｄｍａｈｎｎ ） ｒ ｈ 。德 国切 削物
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一、高速切削的原始定义1931年，德国切削物理学家萨洛蒙(Carl.J.Salomon)博士提出了一个假设，即同年申请了德国专利(Machine with high cutting speeds)的所罗门原理：被加工材料都有一个临界切削速度V0，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5～6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。
切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。
实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。
二、现代高速切削技术的概念所罗门原理出发点是用传统刀具进行高速度切削，从而提高生产率。
到目前为止，其原理仍未被现代科学研究所证实。
但这一原理的成功应该不只局限于此。
高速切削技术是切削技术的重要发展方向之一，从现代科学技术的角度去确切定义高速切削，目前还没有取得一致，因为它是一个相对概念，不同的加工方式，不同的切削材料有着不同的高速切削速度和加工参数。
这里包含了高速软切削、高速硬切削、高速湿切削和高速干切削等等。
事实上，高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程，它涵盖了机床材料的研究及选用技术，机床结构设计和制造技术，高性能CNC控制系统、通讯系统，高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统，高精度快速进给系统，高性能刀具夹持系统，高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术，高效高精度测试测量技术，高速切削机理，高速切削工艺，适合高速加工的编程软件与编程策略等等诸多相关的硬件和软件技术。
只有在这些技术充分发展的基础上，建立起来的高速切削技术才具有真正的意义。
所以要发挥出高速切削的优越性能，必须是CAD/CAM系统、CNC控制系统、数据通讯、机床、刀具和工艺等技术的完美组合。
三、高速切削技术的发展现状与优点自所罗门原理申请专利以来，高速切削技术的发展历经理论探索阶段，应用探索阶段，初步应用阶段和较成熟应用阶段。
特别是20世纪70年代后，各工业发达国家相继投入大量的人力、物力、财力研究开发高速切削技术及相关技术，发展日新月异，德国、美国、瑞典、瑞士、英国和日本等制造强国走在了世界前列。
近几年，随着科学技术的突飞猛进和经济发展的强大推动，高速切削机床、刀具技术和相关技术迅速进步，使高速切削(HSC-High SpeedCutting)技术以其高效率、高质量应用于航天、航空、汽车、模具和机床等行业中，各种切削方式、各种材料几乎无所不能，尤其是高速铣削和高速车削发展神速。
该技术为“轻切削”方式，每一刀切削排屑量小，切削深度小，即ap与ae 很小，但切削线速度大，为传统的3～5倍，进给速度大，为传统的5～10倍。
其优点在于：加工时间短，效率高。
高速切削的材料去除率通常是常规的3～5倍。
刀具切削状况好，切削力小，主轴轴承、刀具和工件受力均小。
由于切削速度高，吃刀量很小，剪切变形区窄，变形系数ξ减小，切削力降低大概30%~90%。
同时，由于切削力小，让刀也小，提高了加工质量。
刀具和工件受热影响小。
切削产生的热量大部分被高速流出的切屑所带走，故工件和刀具热变形小，有效地提高了加工精度。
工件表面质量好。
首先ap与ae小，工件粗糙度好，其次切削线速度高，机床激振频率远高于工艺系统的固有频率，因而工艺系统振动很小，十分容易获得好的表面质量。
高速切削刀具热硬性好，且切削热量大部分被高速流动的切屑所带走，可进行高速干切削，不用冷却液，减少了对环境的污染，能实现绿色加工。
可完成高硬度材料和硬度高达HRC40-62淬硬钢的加工。
如采用带有特殊涂层(TiAlN)的硬质合金刀具，在高速、大进给和小切削量的条件下，完成高硬度材料和淬硬钢的加工，不仅效率高出电加工(EDM)的3~6倍，而且获得十分高的表面质量(Ra0.4)，基本上不用钳工抛光。
四、高速切削系统主要由高速切削CNC机床、高性能的刀具夹持系统、高速切削刀具、高速切削CAM系统软件等几部分组成。
高速切削CNC机床(1)高稳定性的机床支撑部件高速切削机床的床身等支撑部件应具有很好的动、静刚度，热刚度和最佳的阻尼特性。
大部分机床都采用高质量、高刚性和高抗张性的灰铸铁作为支撑部件材料，有的机床公司还在底座中添加高阻尼特性的聚合物混凝土，以增加其抗振性和热稳定性，不但保证机床精度稳定，也防止切削时刀具振颤；采用封闭式床身设计，整体铸造床身，对称床身结构并配有密布的加强筋，如德国DeckelMaho公司的桥式结构或龙门结构的DMC系列高速立式加工中心，美国Bridgeport公司的VMC系列立式加工中心，日本日立精机VS系列高速加工中心，使机床获得了在静态和动态方面更大限度的稳定性。
一些机床公司的研发部门在设计过程中，还采用模态分析和有限元结构计算，优化了结构，使机床支撑部件更加稳定可靠。
(2)高速主轴系统高速主轴是高速切削技术最重要的关键技术，也是高速切削机床最重要的部件。
要求动平衡性很高，刚性好，回转精度高，有良好的热稳定性，能传递足够的力矩和功率，能承受高的离心力，带有准确的测温装置和高效的冷却装置。
高速切削一般要求主轴转速能力不小于400r/min,主轴功率大于15kW。
通常采用主轴电机一体化的电主轴部件，实现无中间环节的直接传动，电机大多采用感应式集成主轴电动机。
而随着技术的进步，新近开发出一种使用稀有材料铌的永磁电机，该电机能更高效，大功率地传递扭矩，且传递扭矩大。
易于对使用中产生的温升进行在线控制，且冷却简单，不用安装昂贵的冷却器，加之电动机体积小，结构紧凑，所以大有取代感应式集成主轴电动机之势。
最高主轴转速受限于主轴轴承性能，提高主轴的dn值是提高主轴转速的关键。
目前一般使用较多的是热压氮化硅(Si3N4)陶瓷轴承和液体动、静压轴承以及空气轴承。
润滑多采用油-气润滑、喷射润滑等技术。
最近几年也有采用性能极佳的磁力轴承的。
主轴冷却一般采用主轴内部水冷或气冷。
(3)高精度快速进给系统高速切削是高切削速度、高进给率和小切削量的组合，进给速度为传统的5～10倍。
这就要求机床进给系统很高的进给速度和良好的加减速特性。
一般要求快速进给率不小于60m/min，程序可编辑进给率小于40m/min，轴向正逆向加速大于10m/s[$sup2](1g)。
机床制造商大多采用全闭环位置伺服控制的小导程、大尺寸、高质量的滚珠丝杠或大导程多头丝杠。
随着电机技术的发展，先进的直线电动机已经问世，并成功应用于CNC机床。
先进的直线电动机驱动使CNC机床不再有质量惯性、超前、滞后和振动等问题，加快了伺服响应速度，提高了伺服控制精度和机床加工精度。
不仅能使机床在f=60m/min以上进给速度下进行高速加工，而且快速移动速度达f=120m/min，加速度达2g，提高了零件的加工精度。
但直线电动机在使用中存在着承载力小、发热等问题，有待改进。
(4)高效的冷却系统高速切削中机床的主轴、滚珠丝杠、导轨等产生大量的热，如不进行有效的冷却，将会严重影响机床的精度。
大多采用强力高压、高效的冷却系统，使用温控循环水或其他介质来冷却主轴电动机、主轴轴承、滚珠丝杠、直线电动机、液压油箱等。
Yamazen公司将压力为6.8MPa的冷却液通过主轴中心孔，对机床主轴、刀具和工件进行冷却。
日本日立精机公司研制开发出通过在中空的滚珠丝杠中传输冷却液，达到冷却丝杠稳定加工目的的滚珠丝杠冷却器。
为了避免导轨受温升的影响，日立公司和轴承商联合研制出Eeo-Eeo的导轨润滑脂，该润滑脂润滑和冷却效果好，无有害物质，能进行自动润滑及不需专用设备等特点。
日立精机机床公司VS系列CNC高速铣就采用此润滑脂，具有良好的使用及经济效果。
(5)高性能CNC控制系统高速切削加工要求CNC控制系统有快速处理数据的能力，来保证高速加工时的插补精度。
一般要求程序段传送速率1.6～20ms，RS232系列数据接口19.2Kbit/s(20ms)，Ethernet数据传送200Kbit/s(1.6ms)。
新一代的高性能CNC控制系统采用32位或64位CPU，程序段处理时间短至1.6ms。
近几年网络技术已成为CNC机床加工中的主要通讯手段和控制工具，相信不久的将来，将形成一套先进的网络制造系统，通讯将更快和更方便。
大量的加工信息可通过网络进行实时传输和交换，包括设计数据、图形文件、工艺资料和加工状态等，极大提高了生产率。
但目前用得最多的还是利用网络改善服务，给用户提供技术支持等等。
美国CincinatiMachine公司研制开发出了网络制造系统，用户只要购买所需的软件、调制解调器、网络摄像机和耳机等，即可上网，无需安装网络服务器，通过网上交换多种信息，生产率得到了提高。
日立精机机床公司开发的万能用户接口的开放式CNC系统，能将机床CNC 操作系统软件和因特网连接，进行信息交换。
(6)高安全性机床安全门罩高速切削机床普遍采用全封闭式安全门罩，高强度透明材料制成的观察窗等更完备的安全保障措施，来保证机床操作者及机床周围现场人员的安全，避免机床、刀具和工件等有关设施受到损伤。
一些机床公司还在CNC系统中开发了机床智能识别功能，识别并避免可能引起重大事故的工况，保证产品的产量和质量。
(7)高精度、高速度的传感检测技术这包括位置检测、刀具状态检测、工件状态检测和机床工况监测等技术。
高性能的刀具夹持系统高速铣床的刀具夹持系统要求其有很高的动平衡性，要求主轴具有300r/min之上的动平衡能力，且具有绝对的定心性。
主轴、刀柄、刀具三者在旋转时应具有极高的同心度，这样才能保证高速、高精度加工。
否则转速越高离心力越大，当其达到系统的临界状态将会使刀具系统发生激振，其结果是加工质量下降，刀具寿命缩短，加速主轴轴承磨损，严重时会使刀具与主轴损坏。
刀柄系统与主轴锥度穴孔应结合紧密，现在刀柄一般都采用锥部与主轴端面同时接触的双定位锥柄。
如日本的BBT刀柄，德国的HSK空心刀柄。
刀具夹持装置一般用经动平衡处理的弹簧卡头，不过现在已有效果更好的液压真空装刀，强力铣卡头装刀。
高速切削刀具技术和机床制造，从一开始就相辅相成共同发展，可以毫不夸张的说，只有刀具技术和机床技术的不断发展，才推进了高速切削技术。
高速切削刀具应具有良好的机械性能和热稳定性，即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。
其采用的刀具材料主要是硬质合金，并且普遍采用刀具涂层技术，涂层材料为氮化钛(TiN)、氮化铝钛(TiALN)等等。
涂层技术由单一涂层发展为多层、多种涂层材料的涂层。
这一技术已成为提高高速切削能力的关键技术之一。