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随着20世纪90年代初HSM（高速加工技术）开始工程运用，尤其近十几年我国对高速加工技术研究的不断深入，对高速加工机床、高速加工刀具与刀柄、高速加工工艺、CAD/CAM软件等的持续研究，高速加工技术已越来越多地应用于精密、复杂模具加工与制造中，正不断地创新模具制造工艺，不断地提高模具现代智造水平。
高速加工技术广泛运用于现代模具智造的优势
模具的几何形状复杂，属单件小批量产品。特别是精密、复杂模具，其精度要求更高、几何形状特别复杂。在传统模具加工工艺中，加工周期长、生产效率低，精加工淬硬模具通常采用电火花和钳工抛光。为缩短模具制造周期，提高模具质量，高速加工技术在模具制造过程中引人注目，其利用机床高转速和高进给速度，为精密、复杂模具制造的技术、工艺革新带来正面效果，且得到迅速推广。
（1）高速加工技术运用于模具粗加工和半精加工，大大提高了金属切除率。
（2）模具制造时，选用高速切削机床、高速加工刀具和工艺，可进行淬火淬硬加工。对于小型模具，在热处理后，可一次装夹进行粗、精加工；对于大中型模具，可在热处理前进行粗加工和半精加工，可在热处理后进行淬硬精加工。
（3）高速高精度淬硬加工可取代传统模具制造时常用的电加工、钳工抛光等工序，可比传统电火花加工提高50%以上的效率。
（4）运用高速加工技术，采用淬硬加工工艺，可明显提高表面质量、形状精度，实现加工的表面光洁度，表面特别光亮。可以说，一定程度上实现了以铣代磨、以车代磨，对于复杂曲面的模具，其优势得到明显展现。
（5）采用高速加工技术，可杜绝传统电火花、磨削产生的脱碳、烧伤和微裂纹现象，大大减少了模具精加工后的表面损伤，可提高20%以上的模具寿命。
（6）高速加工时，工件发热少、切削力小，热变形小，模具质量稳定且明显提高。即时还需要局部电火花，也可采用高速加工技术与CAD/CAM技术，提高电极的精度，制造形状复杂、薄壁类易变形的高精度电极，改变传统电火花质量不精的特点。
模具行业高速加工机床特点及期望
基于模具机构的特殊性，以及产品质量的高要求，虽然模具行业与其他行业都在广泛运用高速加工机床，但适宜模具行业的高速加工机床与其他行业有着不同的特点以及发展方向。
（1）大承重和高刚性。由于模具正在向大型化方向发展，如矿泉水瓶盖多腔热流道模具（16腔－96腔）、轿车侧围模具、汽车前后保险杠模具等，都是轮廓尺寸较大的，其加工设备必须具有足够大的台面尺寸和工作行程。这些模具，重量由几吨到几十吨，而且15t以上的大吨位模具非常普遍，加之质量的高要求，为此要求适合模具加工的高速加工机床工作台面能承受大重量，结构刚性要高。
（2）高转速和大功率。近几年来，高速铣削在模具加工中已显示了极大优越性。为避免在加工过程中刀具与工件发生“干涉”，刀具悬长可能比传统要长，刀具直径也会比传统要小，因此要求主轴转速非常高，以此来提高加工的可行性。国外高速加工机床主轴转速已达到40 000~100 000r/min（还有更高），快速进给速度可达30 000~60 000min。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次装夹中完成，故主轴功率还要大，中等尺寸模具铣床和加工中心的主轴功率常常为10~40kW，有的甚至更高。
（3）高动静刚度。模具材料的成分特殊，其强度和硬度都很高，加上常常采用加长的小直径端铣刀加工模具型腔，在加工过程容易发生颤振，为了确保模具零件的加工精度和表面质量，运用于现代模具制造的高速机床必须有很高的动、静刚度，以提高机床的定位精度、跟踪精度和抗振能力来确保模具的最终高精度、高质量。
（4）多轴联动及良好深孔（腔）切削能力。模具型腔多为复杂的空间曲面及较深的沟槽构成，且许多模具具有深孔腔，如汽车内饰零件、食品包装盒模具。为了达到对3D曲面的高精度、高速度和高稳定性加工，希望高速加工机床能多轴联动，以此来实现一次装夹后的多方位、高精度、高效率加工；为彻底创新模具加工工艺，改变传统电加工、人工处理等无法实现高精度的工序，高速加工机床应具有良好的深孔腔综合切削能力。
（5）复合加工或柔性智造能力。普遍的高速加工中心已可将许多机加工工序复合在一台机床上实现，但这仍不能完全适应模具加工。如将机械加工、电加工、化学加工、超声波、精密测量等不同工序复合到一台高速加工中心或柔性智造单元，或至少能兼备两、三种以上工艺特点的高速复合加工中心是现代模具智造机床的发展方向，此设备将实现模具现代智造的飞跃。
（6）高精度的数控控制系统。要实现高速加工能力，机床需要具有高精度的数控控制系统。
一方面，高速加工机床数控系统应拥有高精度插补，这是数控系统高速、高精度化的基础。CNC的伺服系统执行的是NC代码经数控系统离散后的数据，高速、高精度的加工首先要求的是极短的插补周期和高的计算精度，如FANU16i采用纳米级的位置指令进行计算和数据交换。
其次，高速加工机床数控系统还应有高精度前馈能力。CNC的伺服系统是复杂的控制系统，传统伺服控制系统主要是对伺服位置偏差、速度偏差进行PID调节控制，由于没有利用已知的后继插补输出条件、机床移动部件的惯性、摩擦阻尼滞后等信息，在高速加工中的动态跟随误差会比较大。
在现代高速数控系统中，一般采用前馈控制减少伺服系统滞后，如SIEMENS840Di数控系统采用的速度前馈及转矩前馈跟踪误差补偿等技术。另外，高速加工机床数控系统还应具有续轮廓前瞻控制（Look ahead）能力。在高速加工中，为了保证机床在高速运动条件下的精度和平稳性，系统必须看到将要执行的一系列空间待加工路径，尤其多轴联动控制时，须由各轴理论加减速与各轴实际允许加减速对比来决定是否降低当前速度或提高到理论速度，动态地调节进给速度，以此实现高精度、高质量。
模具高速加工刀具、刀柄特点及发展
模具的高速切削加工需配备适宜的刀具、刀柄。高速切削要求刀具材料应有高硬度、高强度、耐磨性、高韧度及抗冲击能力强，高的热硬性和化学稳定性，高抗热冲击能力强等。高速切削要求刀具和刀柄的外形尺寸小，夹紧精度高，传递转矩大，结构对称性好，有利于刀具的动平衡。其次还需选择合适的刀具几何角度，以及选择合适的切削参数。
目前广泛应用的高速切削刀具主要有：金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、涂层刀具、TiC（N）基硬质合金、超细晶粒硬质合金刀具等（见附表）。合理选用刀具材料是成功进行高速切削加工的关键，每一刀具材料针对不同的模具材料，有其不同的适应能力。
模具高速加工工艺特性及优化
由于在高速加工过程中，切削模式、刀具路径、程序切前检查以及切削参数等都将是成功高速切削的关键因素。因其过程高速度的动态变化，切削期间刀具干涉、瞬间停止、尖角处理、切削方向的逆转和不稳定的刀具移动等各种因素都将直接影响切削的速度和加工质量。
结语
随着市场需求提升，模具市场日益扩大，模具制造对高速加工技术拥有强烈需求，但精密、复杂模具制造领域运用高速加工技术在我国时间不是很长，还缺乏成熟经验，还需整体提升技术水平与运用广度。
同时，当前模具行业运用高速加工技术后，虽然模具的质量、寿命得到明显提高，但促使模具制造时刀具使用成本高、设备运行成本高，总体制造成本有大幅度增加。为此，高速加工技术的运用应与模具质量、周期、寿命、成本等一并统筹研究、革新，以期通过合理创新，一方面提高模具质量与寿命、缩短模具制造周期，另一方面降低模具制造成本，真正实现我国精密、复杂模具的现在智造新工艺、新水平。
