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高效加工（HPC）是指通過提高單位時間內(nèi)金屬材料的切除量和加工過程的全面優(yōu)化，進(jìn)一步降低切削基本時間和輔助時間，提高加工效率，降低加工費用的一個系統(tǒng)工程。其核心是提高材料切除率，特別是在大型、重型工件的粗加工工序比較實用，能夠顯著降低基本切削時間。這一概念的提出是伴隨著現(xiàn)代刀具技術(shù)的發(fā)展和機(jī)床數(shù)控技術(shù)的推廣應(yīng)用而產(chǎn)生的一種綜合加工概念。其主線是降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
1.應(yīng)用現(xiàn)代刀具“工欲善其事，必先利其器”,刀具材料和涂層技術(shù)的發(fā)展為高效加工提供了保障。現(xiàn)代刀具采用多種涂層技術(shù)（CVD、PVD、WC等）提高了刀具切削過程中的熱硬性，刀基材料采用了超細(xì)粉末冶金，提高刀具的耐磨性。如山特維克可樂滿、瓦爾特等國際著名刀具制造廠商采用的CVD涂層技術(shù)，其中α相的Al2O3結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性能優(yōu)越，中溫CVD形成的TiCN極大地消除了在硬質(zhì)合金基體和氧化鋁膜層之間脆弱的η相而提高了膜層的結(jié)合能力，從而可以大幅度提高切削速度；鈷加強(qiáng)的硬質(zhì)合金基材又對刀具的刃口韌性進(jìn)行了增強(qiáng)，從而提高了進(jìn)給率；它的刃口還在涂層之后進(jìn)行了拋光，從而降低了切屑與刀片之間的摩擦，減少了粘結(jié)磨損的發(fā)生，提高了刀具壽命；切削刃長度不斷加大，推出了15mm、19mm、25mm等大切深、重載荷的粗加工刀片。可以說，刀具技術(shù)的發(fā)展完全滿足了重型、大型工件高效切削加工的需求，實際使用也越來越廣，如密齒銑刀、長刃銑刀（俗稱玉米銑刀）都是重型工件高效加工的常用刀具。
陶瓷刀具、立方氮化硼刀具的研究和推廣，為解決高溫、高硬度材料的加工提供了有效方案，有效減少了工件占用機(jī)床的時間。
現(xiàn)代化的刀具分類較細(xì)，針對性較強(qiáng)，具體應(yīng)用時要根據(jù)不同的材料、不同的加工方式、不同的工藝特點進(jìn)行合理的選擇，發(fā)揮刀具的最佳效能。這些現(xiàn)代化刀具的價格雖然比普通刀具高出1~2倍，但工件整體加工成本卻可以降低15%~20%,經(jīng)濟(jì)效益顯而易見。因為作為易耗品的刀具花費在產(chǎn)品制造總成本中僅占3%~4%,而主要的費用耗費在機(jī)床占用時間和人工的成本（占20%~25%）上。
2.選擇較大的機(jī)床功率儲備
實現(xiàn)高效加工的第二個方面是機(jī)床要有較大的切削功率和有一定的功率儲備，即重型機(jī)床。這里的切削功率并不單指動力系統(tǒng)，而是指整個切削系統(tǒng)，包括機(jī)床結(jié)構(gòu)、機(jī)床承重、齒輪傳動、夾緊系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)等。機(jī)床結(jié)構(gòu)形式多采用重心較低的結(jié)構(gòu)，重心越高剛性越差，切削過程中的不穩(wěn)定因素就要增加，如顫動、共振等現(xiàn)象的發(fā)生，這對大的切削深度或者進(jìn)給速度都是非常不利的。滑動導(dǎo)軌盡可能選用平面H形一體化導(dǎo)軌，保證切削過程的平穩(wěn)滑動。機(jī)床最大承重載荷應(yīng)該大于工件毛坯重量的1.5~2倍，從而使得堅固耐用的設(shè)備可以在最大功率范圍內(nèi)得到充分的利用。
重型機(jī)床是大型、重型工件實現(xiàn)高效加工的基礎(chǔ)，其穩(wěn)固的自身重量（一般>30t）為大型工件的高效切削加工提供了保證，剛性的刀具系統(tǒng)足可以滿足高效切削的大轉(zhuǎn)矩需求。
3.材料切除量
材料切除量Q 的計算。單位時間的材料切除量可以用下式表示：
可以看出加大切深a e或者切屑厚度a p都可以提高材料切除量，而加大切屑厚度a p也就是提高進(jìn)給速度，在工件材料、刀具型號和機(jī)床一定的情況下，進(jìn)給速度的提高往往帶來主軸轉(zhuǎn)速的提高，這會加快刀具的磨損，降低刀具的使用壽命。但是加大切深a e并不影響刀具的使用壽命，因此，在粗加工過程中往往采用加大切深a e來提高單位時間的材料切除量，減少走刀次數(shù)，實現(xiàn)高效加工，特別是長徑（長寬）比例較大的工件，減少一次走刀所節(jié)省的機(jī)床占用時間是顯而易見的。
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