航空、航天、汽车、模具、能源装备等制造行业的产品性能要求以及批量生产等方面对其零部件的加工要求越来越高。由于数控切削机床可以实现对复杂零件高精度、高质量、高柔性的加工，在现代产品零件的机械加工中，采用数控加工的比例不断增加。在普通数控机床基础上，过去的数控机床主要沿精密/超精密数控机床和高速加工机床两条轨迹发展。为了满足在数控加工过程中工件材料、零件几何形状、精度和表面质量等方面的新要求，并提高数控机床产品本身的竞争力，从20世纪90年代中期开始，综合了高精度和高速化两个方面的高性能数控机床受到高度重视，进入21世纪以来，高性能切削加工（High Performance Cutting）及其主要支撑技术——虚拟数控加工(Virtual CNC Machining)技术成为数控切削加工领域学者和工程师们关注的新热点。
国际生产工程学会(CIRP)分别于2004年、2006年召开了第一、二届高性能切削国际会议，就高性能切削加工技术及装备涉及的机床动力学建模、控制、CAM、切削理论、铣削/钻削/磨削、微切削等方向进行了研讨，国内举行的先进制造技术方面的重要会议也已将高性能数控机床及加工工艺技术列为主题之一，可以说，高性能数控机床研发及其支持技术研究应用已成为数控机床发展的一个新趋势。
本文结合国内外文献资料和作者及其团队的部分研究工作，重点介绍和讨论高性能数控加工装备与技术的要求、高性能数控机床关键技术的研究与应用、虚拟数控加工技术以及面向零件工艺特征的虚拟数控加工力学仿真方法研究等内容。
高性能零件加工对数控切削加工装备与技术的要求
现代装备及产品中的高性能零件的特点体现在以下几个方面。
（1）材料特点。
金属材料零件是数控加工的主要对象，各种钢、铝合金等占有很大比例，钛合金、高温合金也有一定比例，金属材料毛坯可以由铸造、锻造、预拉伸、轧制等多种工艺制成，此外，非金属材料零件（主要是复合材料和光学硬脆性材料）的数控加工量也呈现增加的趋势。
（2）结构特点。
零件结构种类多样，如汽车及发动机的箱体、缸体/缸盖、盘、轴等零件，飞机壁板、梁、框、肋、缘条、长桁和接头及骨架等结构零件，航空发动机的叶片/叶盘/叶轮、机匣、盘环件等。此外，由于高性能、轻量化和高可靠性的设计要求，采用整体结构和复杂型面结构的零件比例大大增加，因此零件几何尺寸大、型面复杂、工艺特征多、壁厚小。
（3）工艺特点。
由于材料选用和结构设计上的特点，高性能零件数控切削加工过程中呈现出加工精度要求高、切削加工过程材料去除量大、加工变形控制难度大等特点，对加工质量、变形控制。
