4.刀具实际工作的转速，不超过刀具与刀柄夹紧装置制造厂家注明的允许最高转速，必要时可选用直径较小的刀具与刀柄夹紧装置来提高允许最高转速：

5.采用新型的HSK 系列短锥空心刀柄或更先进的空心杆刀柄，代替传统的ISO(SK)刀柄，以提高刀具轴向和径向定位精度、轴向刚度，并具有过载保护作用，如图4所示：

图4 SK系列刀柄与HSK系列刀柄结构形状

6.采取其它有利于提高刀具与夹紧装置的强度、刚度和稳定性的结构设计措施，例如用力锁紧机构来增强或代替形状锁紧机构：

7.安装防护罩和防弹玻璃，保护机床操作人员不受刀具与夹紧装置破裂碎片的伤害。

2 刀具材料

高速切削常用的刀片材料，有涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石。
碳化钨(WC)为基的涂层硬质合金分为P、M、K 三大类，可用于高速切削各种黑色和有色金属以及非金属材料，并且价格实惠，应用最普遍。主要局限是切削速度不能太高，刀具耐用度较低。

其中涂层材料，主要分为钛的化合物(TiC，TiN，TiCN，TiAlN，TiNAlOX)和铝的化合物(Al2O3，AiON)两大类。实际应用当中，可以将两类涂层材料或者不同的钛化合物搭配起来构成2层或3层涂层，由内向外各层分别具有抗摩擦、防扩散、润滑等作用，能够显著增强硬质合金刀具的切削能力并延长寿命。如果在TiN或TiAlN硬涂层外覆盖上二硫化钼(MoS2)软涂层，并注意主切削刃不要被覆盖，可以提高刀具耐用度1至2倍。国外正在研究钇、钒类新的涂层材料。经过不断研究改进，金刚石薄膜涂层刀片已经越来越多地进入市场，并且正在开发立方氮化硼薄膜涂层刀片。

TiCN基质刀片又称为金属陶瓷，是一种先进的硬质合金材料，能够承受比WC硬质合金较高的切削温度，在高速切削下的耐高温和耐磨性好、寿命长，工件加工表面光洁。它化学稳定性高，抗氧化抗扩散，几乎没有生成积屑瘤和发生切屑粘接的危险，包括切削软而粘性的材料时。国外最近开发出以纯钴作粘结剂的金属陶瓷刀具，可用于加工高速钢。根据粗略估计，金属陶瓷在日、美等国的应用占全部刀具材料总量的20%以上。它的局限在于性脆，韧性、强度、耐冲击性均不如WC硬质合金，且导热能力不强，主要用于钢和铸铁小切削深度和小进给量的高速精加工。

HSC线速度及转速高，刀具尺寸向小型化发展。这时，小直径棒铣刀、钻头的刀刃和刀杆如果采用相同的硬质合金材料整体制造，既方便又可以提高刀具的强度和刚度，缺点是成本较高。立方氮化硼(CBN)是一种性能优良的人工合成刀具材料，但和金刚石一样，刀片价格昂贵，只有用于高速硬切削淬硬钢时才能够显示出其经济性。此外，氧化物陶瓷、金属陶瓷以及某些涂层硬质合金刀具材料也可用于硬切削淬硬钢工件。

另一种超硬刀片材料金刚石(PCD)，适合于高速切削(2500～5000m/min)有色金属尤其是含硅铝合金，以及非金属的复合地板面料。添加硅元素可以改善铝合金的浇铸性能或提高地板的耐磨性，但它对刀片有很强的磨蚀作用，只有非常耐磨的金刚石特别是单晶金刚石刀片例外。无论金属陶瓷、陶瓷、CBN还是PCD，都比WC硬质合金脆得多，因此用这些材料制成的刀片不能够经受太大压力，需要通过结构设计加强支撑、合理地分散压力。

3 缓解刀具寿命下降的工艺措施

随着切削速度和进给速度大幅度提高，HSC加工中刀具的寿命普遍降低，需要从以下各方面采取措施，尽可能减少刀具寿命的降低。