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以前，人們還認為硬度超過HRC45的金屬材料很難實現高速加工，因此，通常的做法是先對軟鋼工件進行粗加工和半精加工，然后在將其淬硬后，再使用具有足夠加工能力的機床（或通過手工）對淬硬工件進行精加工，以去除微小余量。加工淬硬工件時，為了避免損壞機床和刀具，只能采用很低的切削速度。
為了達到高速加工淬硬鋼，必須具備能夠達到加工要求的機床、控制系統和工具系統。此外，還必須編制合適的加工程序，這些程序必須考慮高速銑削淬硬材料時刀具所承受的各種應力。最后，還需要考慮如何對操作人員進行相關培訓，因為要成功實現淬硬鋼的高速加工，必須具有一種不同的思維方式。
既然硬材料的高速加工（HSM）具有這些嚴苛要求及各種挑戰，為什么仍然值得努力去實現這種加工方式呢？一旦掌握了硬材料的高速銑削技術，就能大大提高生產率。平均而言，與傳統的硬銑削工藝相比，高速硬銑削能使加工循環時間縮短1/2－2/3，并使加工表面光潔度達到無需再進行手工研磨或鉗工精整的水平。事實上，在對硬度達HRC60的淬硬鋼進行高速硬銑削加工時，可以穩定達到Ra7?m的表面粗糙度。目前，人們已能成功地以305m/min的切削速度銑削硬度為HRC45的淬硬鋼；以183m/min的切削速度銑削硬度為HRC45－58的淬硬鋼；以122m/min的切削速度銑削硬度超過HRC60的淬硬鋼。探索試驗仍在繼續進行，而且人們發現，我們可以不斷提高機床主軸轉速，以更高的切削速度加工硬度更高的金屬材料。
那么，成功的高速硬銑削需要具備哪些技術條件呢？顯然，第一個要求是必須具有能達到高速加工（HSM）轉速——平均從20,000r/min到大約40,000r/min——的高速主軸，從而能在不增大切削力的情況下采用更高的進給率。然而，速度并不是需要關注的最重要因素，因為更高的切削速度并不一定意味著更短的加工循環時間。如果你不能在高速銑削加工中保持與常規加工相同的精度水平，并具有一個可靠的加工系統，你就會花費更多的時間來解決各種層出不窮的問題。當你提高主軸轉速時，必須確信機床具有足夠的穩定性，并且確保加工系統其他方面（如數據處理、控制系統、通訊系統、伺服電機、軸系、切屑處理、刀具剛性等）的性能能夠滿足加工要求。
為了控制主軸的高速運轉，就必須提高CNC控制系統的數據處理速度。與幾年前使用的處理器相比，如今的高速處理器的運行速度已有大幅提高，控制軟件也更加先進，如Makino（日本牧野）公司專門針對高速加工優化開發的SGI.4控制軟件包。此外，現代總線結構和聯接速度的提高使控制器能更有效、更可靠地與主軸通訊。
切屑處理系統也至關重要。在高速加工中，由于金屬去除率大大提高，因此，快速而有效地從加工區排出切屑至關重要。
當高速銑削硬度大于HRC45的工件材料時，很容易產生振動和高溫，從而可能導致加工誤差、顫振、刀具失效和其他一系列問題。
為了應對振動和高溫，首先需要采取的步驟是采用穩定性好的機床和刀具夾頭。采用具有較好剛性和較大重量的鑄件，可以提高機床的穩定性。鑄鐵構件對于減小撓曲變形和提供熱穩定性特別重要。機床的結構越厚重結實，越有利于對抗加工淬硬材料時所施加的切削力。雖然這并不意味著你應該僅僅依靠重量來購買機床，但如果你需要進行硬銑削加工，則機床的重量是一個不容忽視的考慮因素。
另外還需要考慮的是機床的溫度控制能力。當加工一個零件延續的時間很長時，機床就會產生由周圍環境溫度變化造成的熱變形。穩定性好的機床不這種溫度變化對零件的切削加工造成負面影響。
許多模具（尤其是大型模具）往往需要幾天時間才能加工完成，為了保持非研磨表面的光潔度和刀痕之間的光滑過渡，對溫度的控制變得非常重要。良好冷卻的主軸提供的重復性、可預測的熱膨脹有助于保持這些特性。
主軸中心冷卻是Makino公司開發的一項專利技術，它能有效減小高速主軸的熱膨脹。中心冷卻可以限制主軸的熱膨脹量，并使主軸快速穩定。將精確控制溫度的冷卻油泵入主軸中心，既可以潤滑主軸，又能對它進行冷卻。
至于刀具夾頭，你需要確定哪種夾頭最適合自身的加工。比如，銑夾頭具有出色的減振性能、良好的徑跳精度和剛性，非常適合淬硬鋼的粗加工。但是，銑夾頭的精度不太高，因此，彈簧夾頭可能會是一種更好的選擇。
選擇刀具夾頭時需要考慮的最大問題是對其減振性能要求有多高。刀具夾頭系統不應該允許能量傳入主軸界面（刀具與主軸之間的重要接觸點）。利用刀具夾頭減振系統吸收能量，可將粗加工造成的損害減至最小，從而延長刀具壽命，并提高軸系壽命和減小徑跳誤差。通常，粗加工刀具的徑跳誤差約為0.127－0.003mm，而夾持在熱裝夾頭中的精加工刀具的徑跳誤差可以達到大約0.05－0.001mm。
制造精良的彈簧夾頭吸振性好，徑跳誤差小，可以裝夾多種尺寸的刀具，并適用于大多數精銑加工。如果對刀具夾頭的精度要求較高，則熱裝夾頭可能是一種最佳選擇。不過，在大部分粗加工中，熱裝夾頭無法吸收高速粗銑淬硬材料時產生的振動。一般來說，熱裝夾頭應該用于半精加工和精加工。
無論采用何種刀具夾頭，在高速銑削淬硬鋼時，夾頭的平衡都會變得特別重要。當切削系統處于最大轉速時，所有的刀具夾頭都應該達到2.5g的平衡要求。
高速加工淬硬鋼時，需要使用專門設計的切削刀具。不要設想用常規刀具也能將就應付。一些刀具制造商提供的刀具可以切削硬度達到HRC50（甚至HRC60）的工件材料。為了確保加工系統的所有要素（刀具、機床和刀具夾頭）都能滿足加工要求，必須對系統進行切削試驗。
確保編程軟件允許采用各種可能對高速銑削淬硬鋼極具價值的切削技術。擺線粗銑、有效的導入和導出控制、弧段擬合轉角、大公差刀軌、過切檢查等技術都可能對硬銑削能力產生影響。如果CNC程序不允許控制這些要素或采用這些技術，就應該更換新的軟件。通常，能夠采用這些技術的軟件都是為硬銑削加工專門設計的。
另一個重要的編程要點是要了解如何根據工件材料的硬度選取切削寬度和切削深度。這個經常容易被忽視的問題可能會使硬銑削加工的效果大相徑庭。表1所示為Makino公司的基本指南。該公司建議，切屑負荷應保持在刀具直徑的1%左右。在高速銑削淬硬鋼時，推薦留出半精加工刀具直徑的5%作為余量（粗加工后留下的材料去除量）。
表1 高速銑削淬硬鋼時的切寬與切深
工件硬度－HRC45以下－HRC45～58－HRC60以上
徑向切寬－刀具直徑的50%－刀具直徑的45%－刀具直徑的45%
軸向切深－刀具直徑的10%－刀具直徑的7%－刀具直徑的5%
在粗銑加工中，需要確定刀具的有效直徑，以根據適當的計算公式，采用最大進給率進行加工，并縮短加工循環時間。
必須確保你的加工程序和編程能力可以滿足高速銑削淬硬鋼的要求。如果你沒有采用合適的加工方式，就可能會損壞刀具，并使工件報廢。如果你以前從未為高速切削和（或）淬硬鋼加工編制過加工程序，在不經過一定培訓的情況下，你可能很難完成這一任務。
高速硬銑削與低速硬銑削和高速軟銑削都截然不同。同樣的加工法則不一定再適用，允許的誤差范圍也大大縮小。鑒于這些事實，采用高速硬銑削的車間必須對其員工進行必要的技術培訓，以適應加工任務的這種變化。
例如，高速軟銑削與高速硬銑削之間的不同之處是，人們傾向于認為，可以把一些加工缺陷留待后面的工序再進行加工、修整或光整。如果你的目的是通過省略粗銑軟鋼工序來縮短加工循環時間，那么，在對淬硬工件進行銑削后，就不可能再對其進行鉗工修整。在高速硬銑削加工中，每一個步驟都必須精益求精，必須對工件進行嚴格檢驗后才能進入下一個步驟。必須對每一個步驟（從毛坯的驗收到工件的終檢）都制定這種“無誤差”的工藝規程。如果一個存在缺陷的工件未被檢出，或流入了下一道工序，整個工藝流程就會“崩潰”，從而導致加工循環時間延長，而你也可能被迫恢復以前的傳統加工方式。
采用新的機床和刀具系統進行高速硬銑削時，如果發生機床、主軸和專用刀具系統損壞的情況，將會造成昂貴的經濟損失和浪費大量時間。必須對工藝師和機床操作人員進行技術培訓，確保他們具備正確使用高速硬銑削加工設備和工具系統的能力。
相關知識培訓不僅對保護重要設備和降低廢品率十分重要，而且可以幫助企業的其他員工對工件流可能發生的變化有備無患。許多實施高速加工的企業都意識到，一些環節很快就會形成瓶頸。當人們習慣于以某種確定的節奏進行一項操作時，如果其中一個特定部分突然加速，就很容易造成混亂。當你開始實施高速硬銑削時，這一點變得尤為重要，因為加工循環時間會比過去大幅縮短（一般會縮短50%以上）。
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