1．高速加工的理论支持
高速切削技术的应用和发展是以高速切削机理为理论基础的。通过对高速加工中的切屑形成机理、切削力、切削热、刀具磨损、表面质量等技术的研究，为开发高速机床、高速加工刀具、高速加工时针对不同的材料选择合适的工艺参数提供了理论依据。高速切削机理的研究在高速加工技术中占有重要的地位，但高速切削机理和相关理论还远远没有完善，因此，高速加工向更高速度发展依赖于高速加工理论的研究。
2．高速切削机床结构
高速切削机床结构是否合理是实现高速切削的关键因素。由于普通数控机床的传动与结构设计已不能适应高速切削技术的要求，因此高速切削加工机床必须进行全新设计。相对于普通数控机床，高速切削技术对机床提出了许多新的要求，概括起来有以下几点：
（1）机床结构要有优良的静、动态特性和热态特性；
（2）主轴单元能够提供高转速、大功率、大扭矩；
（3）进给单元能够提供大进给量；
（4）主轴和进给单元都能够提供高的加(减)速度。
针对这样的要求，高速加工机床全新的结构设计包括以下几方面内容：
（1）高速主轴单元制造技术。高速切削机床的主轴采用内装式电主轴结构或内埋式电主轴结构。传统的皮带和齿轮传动的主轴系统的最高转速不超过15000r/min，由于中间环节多，传动误差和转动惯量大，无法达到高速加工所要求的速度和加速度，同时由于侧向间隙的存在，造成跟随误差和轮廓误差。采用电主轴结构可以实现零传动链传动，它具有结构紧凑、质量小、惯性小、响应速度快、可避免振动与噪声等特点。高速主轴单元制造技术所涉及的关键技术有高速主轴材料、结构、轴承的研究，高速主轴系统动态特性及热态特性研究，柔性主轴及其轴承的弹性支撑技术的研究和高速主轴系统的润滑与冷却技术研究等。
（2）高速加工进给系统制造技术。高速加工进给系统是高速加工机床的重要组成部分，不仅要求进给系统能达到很高的速度，而且由于要在瞬时达到高速、瞬时准停等，还要求具有大的加减速度以及高的定位精度。高速进给单元技术包括进给伺服驱动技术、滚动元件技术、监测单元技术以及防尘、防屑、降噪声和冷却润滑等。所涉及的关键技术有高速位置环芯片的研制，高速精密交流伺服系统及电机的研究，直线伺服电机的设计与应用的研究，加减速控制技术的研究，高速进给系统的优化设计技术，高速精密滚珠丝杠副及大导程滚珠丝杠副的研制，高精度导轨及新型导轨摩擦副的研究等。
（3）高速机床支撑制造技术。高速切削机床的结构应确保机床的快速移动能力、承载能力、高刚性、热稳定性、耐冲击性和抗振性。高速加工机床支撑制造技术是指高速加工机床的支撑构件如床身、立柱、箱体、工作台、底座、拖板和刀架等的制造技术。它所涉及的关键技术主要有新型材料及结构的支撑构件设计制造技术，快速刀具自动交换和快速工件装夹自动交换技术，主轴和刀架总成后的动平衡技术。它们对评定高速加工技术的高速高效、高精度、高自动化、高安全性等具有重大的影响和作用。目前，高速切削机床多采用龙门式立柱型对称结构，该结构可提高机床的承载能力和刚性，增强机床的耐冲击性和抗振性，降低机床的固有振动频率，减少机床因热变形所造成的几何误差。此外，高速切削机床也有箱型结构、高床身结构和防尘密封结构等。
3．高速加工的刀具系统
高速加工机床的刀具系统要承受较高的温度和摩擦力，刀具通常采用钛基硬质合金、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼和陶瓷等材料。刀具几何角度和刀具结构要经过合理设计。高速切削的刀柄部分必须满足刚性好、传递力矩大、体积小、动平衡好、高速下切削振动小、装夹刀具后能够承受高的加减速度和应力集中等要求。高速加工刀具所涉及的关键技术有高速加工用刀具材料及制造技术和高速加工用刀具结构及刀具几何参数的研究。在影响金属切削发展的各种因素中，刀具材料及刀具制造技术起着决定性的作用，并推动了高速加工的实用化。
4．高速加工的数控系统
高速加工数控系统与传统数控系统没有本质区别。但为了同时获得高速度和高精度，CNC系统必须根据被加工零件的形状、轨迹选择最佳的进给速度，在允许的误差范围内以尽量高的进给速度产生位置指令，特别在拐角处和小半径处，CNC应能判别在多大的加工速度变化范围内会影响精度，而在刀具到达这样的点前使刀具的切线速度自动降低。对于模具加工，一般程序段很小，但是程序很长，因此还必须利用特殊的控制方法，来实现高精度和高速度的加工。除此以外，较先进的CNC系统还应包括以下几个方面的功能：
（1）故障诊断人工智能功能；
（2）工艺数据库功能；
（3）较强的图形功能；
（4）自动测量功能；
（5）较强的插补功能。
5．高速加工的工艺系统
高速切削不同工件材料时，所用的刀具、工艺方法、切削用量均有很大的不同。此外高速加工编程时，还要考虑高速加工的进刀、退刀、移刀、拐角、重复加工、高效率切削加工和插入式加工等工艺。
6．高速加工测试技术
高速加工测试技术主要指在高速加工过程中通过传感、分析、信号处理，对高速机床及其系统的状态进行实时在线的监测和控制。测试技术的成功应用可大大延长刀具寿命、保证产品质量、提高效率、保证设备及人员安全。高速监测技术所涉及的关键技术主要有基于监控参数的在线监测技术，多传感信息融合检测技术，机床功能部件的检测技术，高速加工中工件状态的测试技术和自适应控制及智能控制技术等。
