十多年來，由於刀具材料、塗層和刀刃幾何形狀的不斷優化和相互配合，以及高速加工機床、控制系統和編程技術的長足進步，有力推動了高速加工（HSC）和高效加工（HPC）技術的不斷發展。
高速加工
高速加工，由於顯著提高了切削速度和進給速度，從而大大縮短了加工時間，提高了工件表面質量和加工精度。導致減少加工工序、簡化生產工藝流程，顯著降低了工件的加工費用。這些諸多優點，使得高速加工技術在模具、航空、汽車工業等製造業中獲得了廣泛應用，並促使這些行業的製造技術和生產方式的變革：
1.高速加工使得「生產率」和「柔性」兩個相互矛盾的特徵參數融合到一起，從而在中、大批生產行業中用高速加工中心組成的柔性生產線替代傳統的剛性自動線，由此推動諸如汽車行業生產模式的轉變。
2.高速加工也促成了工藝的替代，從而簡化了生產工藝流程。最典型的例子是在模具製造中用高速硬銑替代電火花加工。在這裡，淬硬后的工件在一次裝夾下通過粗銑（有時還需進行半精銑）和高速精銑加工成成品。高速硬銑的應用為模具製造實現CAD/CAM/HSC的集成創造了條件，高速硬銑工藝無疑給模具製造技術帶來了一次重大的變革。
自高速加工興起的10多年來，高速加工技術得到了越來越廣泛的推廣和應用，並且影響著整個加工技術的發展，可以說，高速加工技術不僅是當今加工技術中的關鍵工藝，而且也是屬於未來的加工技術。
在生產實踐中，通過高速加工，顯著縮短了基本時間。然而，純粹的高速加工其不足之處是輔助時間相對基本時間佔有很高的比例（輔助時間∶基本時間從過去的7%∶93%到目前的35%∶65%，而對於鋁合金材質工件的加工，該比例更高達50%∶50%），輔助時間已佔到整個加工時間的（1/3～1/2）。過去的十多年中，人們特别致力於減少基本時間，而目前降低輔助時間重新又成為人們關注的重點。
高效加工
為進一步提高生產效率，近年來在採用高速加工的同時也越來越多地採用了高效加工（HPC）——通過提高單位時間材料切除量和對加工過程的全面考慮及優化，進一步降低切削過程中的基本時間和輔助時間，進一步降低加工費用。
高效加工與高速加工不同的是，它並不只是限於提高切削速度和進給速度，而是把優化材料切除率放在首位，旨在通過提高單位時間的材料切除量和降低加工時間（基本時間和輔助時間）來進一步降低加工費用。
材料切除率（Q）決定於側吃刀量（ae）、背吃刀量（ap）和進給速度（vf）。對於銑削加工，進給速度（vf）又取決於每齒進給量（fz）、刀齒數（z）和銑刀的轉速（n）。
單位時間的材料切除量可用如下公式來表示：
Q=ae×ap×vf/1000=ae×ap×fz×z×n/1000(cm3/min)
我們從上述表達式可以看出，材料切除率與5個切削參數有關，而且高效加工並不一定包括高速加工，但也可以包括高速加工，這意味著高效加工和高速加工之間不存在明顯的界限。應該指出的是，對於高效加工，不論是採用的徑向吃刀量（側吃刀量ae），還是軸向吃刀量（背吃刀量ap），均要高於高速加工所採用的吃刀量。因此，在高效加工時，刀具要承受著較高的熱負荷，這就明顯限制了所採用的切削速度。
在高效切削工藝中，高效磨削和高效銑削佔有重要的地位。隨著超硬CBN砂輪的開發和應用，磨削速度和進給速度得到了大幅提高，採用高效磨削工藝，不僅具有很高的材料磨除率，並且還能達到很高的加工質量。這種高效磨削工藝，使磨削工藝從純粹的精加工工藝發展成為一種通用的加工工藝。如採用電鍍CBN砂輪磨削合金灰鑄鐵的凸輪軸，工件直徑上的磨削余量為4.1mm，磨削速度90m/s，磨削時間只需12秒，其單位砂輪寬度的材料磨除率達到20mm3/mms。這樣，採用CBN砂輪進行高效磨削，就免去了常規工藝流程中車削或銑削這樣的預加工工序，而直接通過磨削實現了工件的粗、精加工。
對於銑削加工，銑刀所能達到的材料切除率已成為衡量銑刀加工經濟性的一個重要指標。近年來，諸如Franken、Fette和Iscar等許多刀具製造商相繼開發出了眾多的能以高進給速度進行加工的銑刀。這些銑刀的結構雖不盡相同，但他們的共同特點是具有適合於實現高速進給的刀刃幾何形狀。這種幾何形狀的特點是切削刀刃具有一個很大的圓弧半徑，這不僅稍許限制銑刀的背吃刀量（ap），而且有利於獲得較好的加工表面質量，以及由於銑刀較小的主偏角，使作用於銑刀上的徑向切削力大大減小，從而又有利於採用很高的每齒進給量進行加工，並獲得較高的材料切除率。
Franken公司的高效粗銑用的可轉位刀片Time-S-Cut，採用這種可轉位刀片的銑刀與採用圓形可轉位刀片的銑刀相比較，生產率可提高180%，費用可節省40%～50%。例如，採用裝有三個可轉位圓刀片的常規擰裝式銑刀粗銑工具鋼（40CrMnMoS 8 6）材質的玻璃瓶吹模，切削速度Vc=250m/min，每齒進給量fz=0.3mm，背吃刀量ap=0.75mm，側吃刀量ae=18mm，銑削過程中採用冷風冷卻。粗銑的加工時間為9分鐘。而採用裝有3個Time-S-Cut可轉位刀片的銑刀進行同樣的加工，在切削用量方面只是將背吃刀量ap降至0.5 mm，而fz則提高到1.0 mm，這時加工時間僅用了4分鐘。加工時間僅為採用圓刀片銑刀時的45%，時間節省了125%。如果機床每小時的使用費用為60歐元，可轉位圓刀片的價格為6.7歐元，一片Time-S-Cut可轉位刀片的價格為15.9歐元，這時我們就可以計算出高效銑削節省了多少加工費用。9分鐘和4分鐘的機床使用費分別為9歐元和4歐元。圓刀片每個刀刃的耐用度為45分鐘，加工時可轉位4次，故一個圓刀片的耐用度為180分鐘，一把銑刀採用3個圓刀片，9分鐘的加工時間所花刀具費為6.7×3×9/180＝1.0歐元。對於一片Time-S-Cut雙刃刀片的耐用度為45×2＝90分鐘。其4分鐘的加工時間所花刀具費為15.9×3×4/90＝2.12歐元。由此就算出採用圓刀片銑刀加工時的總費用為10歐元，而採用Time-S-Cut刀片的HPC銑削總費用為6.12歐元。採用HPC銑削的這個實例可節省39%的費用。
最近Franken Time-S-Cut銑刀已採用新開發的4刃可轉位刀片，使用時刀片可轉位4次，從而更進一步提高了刀具的耐用度和經濟性。
這個加工實例是在較低軸向吃刀量（ap）的情況下，通過提高每齒進給量來獲得較高的材料切除率。但也可以在稍低的每齒進給量情況下通過提高軸向吃刀量來達到較高的材料切除率。例如，德國Fette公司新近開發出的MultiEdge 4x可轉位刀片，有12個台階狀刀刃，這種突出的刀刃結構特點使裝有這種刀片的銑刀允許採用較大的軸向吃刀量(ap max=5mm)進行銑削。銑削時，刀片上的分屑台將切屑分成較小的切屑，這不僅便於排屑，並且提高了刀具耐用度和降低了刀具的功率消耗。此外，在銑削時振動也特別小，以及加上作為寬刃精銑用的分屑台起到修光的作用，因此，可以獲得特別好的加工表面質量。
採用複合刀具等高效加工方式
從上所述可以看出，通過採用較高的切削參數，高效加工可以獲得很高的材料切除率，顯著地縮短了加工時間。但是高效加工並不只是採用很高的切削參數，還可以通過能顯著減少輔助時間的其它加工戰略來實施高效加工。即儘可能採用一把刀具或很少的刀具來實現儘可能多的加工工序，以及使工件儘可能在一次裝夾下實現較多的加工工序等加工戰略，來進一步降低基本時間和輔助時間。例如採用複合刀具（如複合階梯鑽、鑽銑螺紋刀具和其它用於綜合加工的複合刀具）、圓周進給銑削的多功能立銑刀等各種先進刀具可以顯著減少換刀次數和降低輔助時間，由此顯著地提高生產效率。
複合刀具是在一把刀具上集成多個加工工序，往往在一次加工行程中實現多個加工部位的綜合加工，採用這種刀具不僅免去了換刀而提高了加工精度，且可省去工序間的精度測量。從而可顯著提高了生產效率。
採用多功能立銑刀在加工中心上進行銑孔和銑槽時，同樣可以減少換刀的次數。銑孔時，旋轉的銑刀繞Z軸作螺旋插補運動，在一次工作行程就可以加工出所需大小的孔。例如加工直徑為285mm的孔，採用160mm直徑的銑刀，在一次工作行程中即可完成加工任務，這比常規工藝可節省五道擴孔工序，節省73%的加工時間。
近年來，高效深孔鑽頭的問世，顯著提高了深孔鑽削的效率，一種由德國Ghring公司開發的雙刃整體硬質合金麻花鑽，在鑽削孔徑比（L/D）為20的深孔時，採用微量潤滑（6～8ml/h），不僅採用比傳統大流量濕式鑽孔高10～12倍的進給速度，並且在鑽孔過程中不需要進行排屑循環，由此大大提高了加工效率。並且在鑽孔時鑽頭的徑向偏移也特別小，能獲得較好的表面加工質量。
高速加工與高效加工的不同特點及應用重點
在生產中，高速加工和高效加工工藝獲得了廣泛推廣和應用，這兩種工藝的共同特點是能顯著降低加工時間，縮短生產工藝流程。而不同的特點是高速加工是採用高的切削速度，目的在於獲得高的表面質量和簡化工藝流程，因此高速加工更多的是適用於精加工。而高效加工主要是採用高的切削參數，以獲得高的單位時間的材料切除量，從而顯著縮短加工時間。對於以獲得高的材料切除率的高效加工則適用於粗加工。在實際生產中，這兩種加工工藝可以同時應用來加工一個工件，例如，加工模具時可以先採用高效加工進行粗銑（以達到高的材料切除率），而在半精銑和精銑時則採用高速加工（以獲得較好的表面質量和高的加工精度）。
結束語
目前，無論是流行的高速加工還是正在興起的高效加工，都應歸根於刀具技術不斷發展的推動，尤其是在刀具材料、刀刃幾何形狀和塗層方面的不斷發展和優化組合，為不斷開發各種不同結構的高速和高效刀具提供了基礎。生產實踐表明，為顯著縮短加工時間、提高生產效率和加工精度，以及降低零件的製造成本，全面推廣和合理採用高速加工和高效加工新工藝是一條有效的途徑。
