机床装备数量虽多，但构成比十分落后。据2002年统计，我国机床拥有量383万台，居世界第一，但其中属于国际先进水平的仅占1.5%，属国内先进水平的也只占9%，设备总体构成比十分落后。 管理落后，非生产人员比例大。以机床工业为例，1996年我国机床工业员工共36.9万人，工业结构调整后，现今约20万人，仍居世界第一(美国5.8万人，德国7万人，日本4万人)，机床工业员工人数虽多，但机床产量、产值、质量均远远落后于美、日、德等发达国家。据统计我国机械制造业的人均产值仅为美国的1/25，日本的1/26。选点
高速切削技术的发展 金属切削加工作为制造技术中最主要的工艺技术，决定着制造业中零件的加工效率、精度、质量和成本。即使到下个世纪切削加工仍将是机械制造业最基本最大量的工艺技术，必须给予充分重视。 高速切削技术经过半个世纪的探索和研究，进入二十世纪90年代以后，各工业发达国家已在生产中开始应用，明显的提高切削效率，受到极大的重视高速切削技术的实现，涉及高速机床、刀具、切削工艺、数控技术、切削动力学等多项技术。 1. 高速切削的速度定义 高速切削速度不能简单地用某一切削速度数值来定义，不同的切削条件，具有不同的高速切削速度范围。不同的工件材料的大致高速切削速度范围如图1 所示。高速铣削钢时，切削速度的下限是500-800m/min，高速铣削铝合金时，切削速度的下限是3000-5500m/min。
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2.高速切削的主要优点 1）随切削速度提高，材料切除效率增加，大幅度提高加工教率，
降低加工成本。 2）切削速度提高，切削力随之减少，平均切削力可下降30%。这对降低高转速主轴的功耗有明显影响，并有利于低刚性和薄壁零件的加工。 3）高速切削平时采用小切深，大进给，并且切削力降低，使加工表面质量明显提高，并有利于低刚性零件的加工。 4）高速切削大量的切削热随切屑排出，大致在90%以上，加工工件的温升小，有利于降低工件的热变形和减小加工的残留内应力。 5）从切削动力学分析，机床转速提高，使切削系统的工作频率远高于机床的低阶固有频率，这有利于降低加工表面粗糙度。 6）高速切削可代替磨削用于淬硬工件的粗加工和半精加工，不仅明显提高加工效率，而且不用切削液，有利于环境保护。高速切削已用于加工多种不同零件，图2是几种加工零件实例，可看到多种不同材料的复杂結抅零件，包含自由曲面的零件等，都已可用高速切削技术加工。航空工业中的大型铝合金机架，使用高速铣削，提高加工效率，效果特别明显。
铝板带
3. 高速切削对机床的要求 高速切削机床成为高速切削机床发展的首要条件。高速切削对机床有很高的要求，是高技术机床。高速切削机床主轴要求很高的转速，很高的进给速度和加速度，机床结构应有很高的静、动刚度和优良的力学性能。高速切削机床相当大部分是多轴联动数控机床，同时又常是精密机床，不仅可减少切削工时，并可减少后续的精加工，效益十分明显。 高速主轴是高速切削机床的最核心部件，近年来高精度陶瓷轴承和新润滑技术的应用，使高速主轴的转速从前几年的15000～30000r/min又提高到最新的30000～45000r/min。现高速主轴，多数采用内置式电机，精密陶瓷轴承，油气润滑，内部循环冷却，密封结构。图3 所示是一种典型高速主轴结构。
轴瓦
4. 高速切削对刀具的要求 高速切削对刀具有极严的要求： 1）使用优质刀具材料 高速切削的刀具必须使用优质硬质合金、涂层刀具，超硬材料刀具，如陶瓷刀具，CBN刀具或金刚石刀具等，以保证刀具有较长的切削寿命。 2）刀柄结抅 高速切削的刀具在甚高转速下工作，原来的7：24锥柄接触不可靠，如图6所示，锥面很难良好接触。高速切削的刀具现在常采用短锥柄，要求定位锥面和端面同时接触，以获得很高的接触刚度和精度。图7所示是这种高速切削用的HSK40刀柄系列。 3）高速切削的刀柄结构必须能保证快速换刀，快速换刀时间现在一般仅为数秒钟。 4）高速切削的刀具使用前必须经过精密动平衡，以免工作时发生振动。
5. 高速切削对控制系统的要求 高速切削的控制系统，要求有高速大容量的数据计算处理能力。高速运动部件的惯性很大，在启动加速和减速停止时，都有很大的加速度，要求控制
系统有很强的快速控制性能。在加工时，如作曲线轨迹运动，将产生很大的向心加速度，可能达到4~6m/s2。因此在加工拐角和圆弧时，运动部件的惯性将影响运动精度，编程控制系统必须加以修正。 6. 高速切削对安全和环保的要求 高速切削时，刀具转速甚高，切屑以极高速度飞出，必须有安全防护装置。高速切削时，一般不使用切削液，有利于环境保护。 三、刀具材料和涂层技术的发展 1. 硬质合金刀具材料的进展 现在硬质合金已成为主要刀具材料，近年来硬质合金刀具材料有很大发展提高，细颗粒、超细颗粒硬质合金材料的发展，显著提高了它的强度和韧性。硬质合金化学成份的攺进，发展了很多新牌号的硬质合金，可适应多种不同工艺条件的切削要求。加压烧结等新制造工艺的开发和应用，大大的提高了硬质合金的内在性能和质量。中小规格的钻头、立铣刀、丝锥等刀具现在很多都使用整体硬质合金制成，使切削效率大大提高。但目前我国生产的硬质合金刀片和刀具，和发达国家的硬质合金相比，质量还有很大差距，亟待提攺进高。引进的汽车流水线上，80~90%使用昂贵的进口刀具。 2. 超硬刀具材料的发展 陶瓷和金属陶瓷刀具材料的质量，现在已有很大提高，强度和韧性增加，已可在钢材和铸铁材料的精加工和半精加工批量生产中代替硬质合金，明显提高了切削效率。 PCBN、CBN和聚晶金刚石刀具材料的制造工艺攺进提高，使其韧性提高和切削寿命明显延长。用CBN刀具加工铸铁和淬硬钢，用
聚晶金刚石刀具加工有金属，明显优于用硬质合金刀具，不仅切削效率大大提高，刀具寿命明显延长，而且加工零件质量也可提高，因此这些超硬刀具材料，生产应用不断扩大。 3. 刀具涂层技术的发展 刀具涂层技术近年取得很大进展，化学涂层(CVD)仍然是可转位刀片的主要涂层工艺，新开发了中温CVD、厚膜三氧化二铝、过渡层等工艺，使涂层的韧性和耐磨性得到提高。物理涂层(PVD)技术亦有很大提高。最近又开发了适应高速切削、干切削，硬切削的耐热性更好的新涂层TiAlN，综合性能更好的通用涂层TiAlCN，润滑涂层DLC、W/C等。最近还开发了纳米涂层、多层涂层等，大幅度提高了涂层硬度和韧性。
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