高轉速
高速加工（HSM）不僅導致機台之間的顯著差異，而且還帶來對高速主軸的認識；也許，這是高速機床最重要和最核心的組成部分，也是 HSM 成功的關鍵因素。
以高轉速運行主軸並在提供的速度和扭矩之間獲得最佳平衡是高主軸工程的主要任務。主軸的性能取決於幾個不同的因素。主要因素之一與單一電機或組合雙電機軸承系統的設計概念、密封組件和刀具保持方法有關。
加工時，主軸不與工件直接接觸，而是通過另一個技術系統：刀具與工件相互作用。這種連接充當導體，應該將高速主軸的強大功能轉化為改進的加工結果。切削刀具和主軸之間的另一個元件是安裝在主軸中的刀把。這種小型組件，即切削刀具和刀把的性能不佳，可能會將主軸的功能降低到零。因此，HSM 加強主軸加長件裝配的精度、可靠性和安全性要求。
高速旋轉產生離心力。在 HSM 中，與傳統加工方法相比，這些力呈現指數增長，並轉化為刀具上的重要負載，決定刀具的耐用性。在可轉位銑削中，高離心力可能會導致刀片夾持螺絲斷裂、刀片鬆動和刀體失效。形成的碎片不僅會損壞機器和加工零件，而且可能對操作員非常危險。
在這種情況下，刀具製造商不得不考慮必要的設計和技術手段，以確保其產品的適當可靠性。因此，可轉位銑刀的重點應考慮安全的刀片安裝和堅固的主體結構。讓我們從夾持螺絲開始，它是整個技術系統中最小和最弱的元件，對系統的可靠性有很大影響。與高速可轉位銑刀相關的夾持螺絲也是如此。應用測力鍵控制夾持螺絲的鎖緊。 （圖。1）。然而，確保扭矩被充分鎖緊並不足以可靠地操作刀具。智能設計主要在最大限度地減少夾持螺絲上的動態負載。
伊斯卡 (ISCAR) 的銑刀 HSM90S FAL-22 主要以高速高效銑削鋁。它們帶有大尺寸刀片，可實現高達 22 毫米 (0.866") 的切削深度。刀具刀片槽在刀座底面上有一個突出的脊，刀片的下表面有一個匹配的凹槽，可裝入脊中（圖 2）。這消除高速銑削時由於強離心力引起的刀片徑向位移，並改善刀片夾持螺絲上的負載分佈。刀具設計有助於在高達 31000 rpm 的轉速範圍內進行可靠的銑削.
為了減少離心力，刀體應該是軸對稱的和高度平衡的。有指定刀具平衡等級的國際和國家標準和規範。在設計用於 HSM 的可轉位銑刀時，確保主體的質量分佈與主體軸線對稱非常重要。由於這種理論平衡與虛擬物體有關，因此在需要時不能替代真實物體的物理平衡，但可以顯著減少未來產品的質量不平衡，從而使“物理”平衡變得更加容易。
眾所周知，刀具設計工程師的目標是使可轉位刀體，尤其是刀片槽表面盡可能堅硬，以提高耐磨性。然而，硬度越高，快速旋轉的刀具的主體分解得越快。因此，尋找強度和磨損之間的最佳平衡是尋找有效 HSM 刀具解決方案的另一項重要任務。
與可轉位刀具相比，實體刀具具有更高的精度和更好的軸對稱性。通常，實體刀具的直徑較小，即使在切削速度相同的情況下，自然也需要更高的 RPM。這解釋為什麼大多數 HSM 刀具都是可靠的。
通常，此類刀具由鍍層鎢鋼製成，儘管最近將陶瓷作為刀具材料在高溫高溫合金的高速加工中變得流行起來。然而，選擇堅固的刀具，尤其是用於 HSM 的銑刀可能很困難。
通常，與可轉位刀具相比，鎢鋼立銑刀 (SCEM) 的伸長量直徑比更大。這種特徵與削弱刀具橫截面的凹槽形狀相結合，需要特別注意 SCEM 的振動強度。
為了提高顫振穩定性，刀具工程師經常使齒角節距不等，而凹槽螺旋線可變。這違反軸對稱原理，可能會產生相反的結果。因此，鎢鋼立銑刀的最佳智能設計需要工程師的獨創性和適當的妥協（圖 3）。
高度設計的平衡防振刀具是成功的一半。我們已經提到安裝在高速主軸上的刀把。那麼，如果一個更大的刀柄不適合 HSM，那麼理想的刀具又有什麼用呢？
在 HSM 中，刀具的動態特性不能與刀把分開。例如，應在與刀把組裝時平衡刀具：這是滿足精度、可靠性和安全性要求的單一方法。
現代 CAD/CAM 系統可確保根據其 3D 模型估計各種產品的動態行為。為切削刀具、刀柄和各種附件提供此類模型是當今嚴肅刀具製造商的典型特徵。事實上，我們很自豪地承認，近年來伊斯卡在電子目錄中顯著擴展其數位雙裝配選項。
總而言之，高速加工影響對切削刀具和刀把的特定要求的需求。通過滿足這些需求，HSM 已成為值得信賴的高度工程化的高速主軸操作，具有最高效率。
