高速切削关键技术的发展

刀具的装夹系统 
刀具高速旋转时要保持平衡，要有高接触精度、高的刚性、高的夹紧可靠性。而一般加工中心机床主轴孔是7：24圆锥孔，使用7：24锥度的刀柄，在高速切削中暴露出刚性不足，换刀后刀具径向与轴向尺寸不稳定，端口处扩张造成刚度下降并影响动平衡。目前，在此领域的研究比较多。 
如：以HSK为代表的短锥柄两面接触刀柄，这是一种7：24锥度的中空结构式两面接触刀柄。拉紧是依靠空心锥柄的收缩变形达到端面的接触，在高速旋转时主轴锥孔扩胀，锥柄恢复弹性变形，继续保持锥面和端面的接触，应用这样的刀柄刀具的金属切除率可提高50%。 
近年来，德国、美国、日本等国开发了不同的适合于高速切削的刀柄结构系统。用得最多的德国阿亨大学开发的HSK刀柄系列，已列入了国际标准，锥度用1：10。美国肯纳金属公司开发了KM刀柄系列，也是用1：10锥度。日本开发了BIG-PLUS刀柄系列，属于7：24锥度的改进型。瑞典山特维克可乐满公司开发了CAPTO刀柄系列，是1：20的空心短锥结构。 
刀具平衡 
随着高速切削技术的发展，对高速刀具提出的动平衡要求越来越高。不仅要求刀具的外观制造要精美，而且制造精度要高，加工质量要高，刀具寿命要长。对此刀具系统要做预平衡处理。此项研究有：刀具系统的预平衡、在线动平衡工具系统等。 
智能刀具的发展 
一项研究报告指出：在美国加工中心刀具的正确选择只有50%左右，刀具只有58%的切削时间是在最佳切削速度下工作的，仅有38%的刀具完全用到刀具的寿命值。其他国家刀具的正确选择则远低于美国。因此，提高加工效率，降低成本，研究开发“智能刀具”及多功能刀具是提高切削加工效率和精度的十分有效的方法之一。 
智能刀具通过与机床控制器的无线耦合，实现加工尺寸偏差的调整及对刀具耐用度的识别，并可实时采集切削过程的信息，经数控系统处理后使机床始终保持在最佳状态。 
“智能型刀具”的研究始于20世纪80年代末，它是将各种传感器置于刀体内，将驱动、返回、微型计算装置、非接触式能量和数据传输装置集成在一起，实现刀具的微米级调整，并可由机床控制器的M指令加以控制。 
中国对“智能刀具”的研究仍处于初期阶段，对智能刀具系统的可调性结构研究还较少，只停留在刀具在线检测，刀具状态监测与加工过程的适应性控制等方面的研究。 
德国Mapal公司和Heller机床公司首先将该技术用在对发动机汽缸体的缸孔进行镗削加工上，该智能刀具具有三组Mapal六边形CBN刀片，刀具呈轴向和径向交错排列，最高切削速度达10000r /min。其中：两组刀片用于半精加工，第三组刀片能自动调节，用于完成精加工工序。当主轴转速增加时，在离心力作用下，机构会将刀片位置调节一个预定的数值，并带有内置式气动量规测量已加工的孔径，将测量结果传给机床控制系统并自动调整刀具尺寸。 
日本黛杰刀具公司也开发了在线可调刀具尺寸的“灵巧刀具”；美国肯纳金属公司研制了一种加工中心进行精确自动刀具补偿精镗刀具系统，这是一种微米级的模块式、有级调整的精镗刀具系统，其最小分辨率为1μm。 
带有测量功能并可自调的切削部件及可适应控制的和能自学的数控机床，装有传感器和执行元件的智能化刀具，将是未来智能化的发展方向。