由于高速切削通常會需要較高的轉速，由此使刀具在巨大離心力作用下發(fā)生破碎、解體的可能性大大增加。左圖的一組照片說明了這種問題不但存在，而且具有不小的危險。

　　刀片飛脫的可轉位銑刀機床的防彈玻璃被擊碎

　　刀片飛脫的可轉位銑刀是國內某知名廠商生產的直徑100mm的面銑刀。山東大學在使用該銑刀安裝單刀片進行切削試驗時，在轉速增加到5000r/min時，僅有的一個刀片在離心力超過鍥塊摩擦力的情況下飛離了刀體，擊打在機床的防護鋼板上。而蘇州的一個用戶則比較不幸，他們的刀具破碎后碎片擊中了機床的防彈玻璃，結果是玻璃被完全擊碎。

　　那么，高速加工的刀具為什么會有如此大的破壞能力呢?我們作了如下的簡要分析。如果一個直徑40mm的可轉位銑刀以40000r/min的轉速進行加工，其線速度為5024m/min，即83.7m/s，以刀片重量0.015kg計算，其動量為1.26 kg•m/s。這一結果與一著名的微聲手槍子彈的出膛動量相當(該手槍子彈彈頭重量約0.005kg，出膛初速度為230m/s，因此動量為1.20 kg•m/s)。

　　刀片式銑刀的結構與安全性有很大關系。山東大學在使用的刀片飛出的銑刀，是國內普遍采用的鍥塊時夾緊方式。這種夾緊方式完全依靠摩擦力來抵御離心力，刀片比較容易飛出，而采用螺釘夾緊方式的刀具則需要剪斷螺釘才會導致刀片飛出，安全性大大提高。研究表明，用螺釘夾緊的銑刀隨著轉速的逐漸提高，螺釘會在離心力的作用下被拉長，刀體也會發(fā)生輕微的膨脹。大約在30000~35000r/min時已達臨界應力而出現(xiàn)永久性的拉伸變形，而在在達到臨界速度之前，螺釘已經出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，造成夾緊力下降，刀片也隨之發(fā)生位移。

　　因此，我們必須充分注意高速加工刀具的安全性問題，杜絕在高速切削時發(fā)生安全事故。德國高速切削的工作組就此提出的高速加工刀具安全性技術規(guī)范早已被建議成為德國標準和國際標準。該規(guī)范規(guī)定：對于刀片式的刀具，生產商必須保證在1.6倍于最大使用轉速(np=1.6nmax)下試驗，刀具的永久變形或零件的位移不超過0.05mm，而在2倍于最大使用轉速(np=2nmax)下試驗，刀具不發(fā)生爆碎;對于整體式刀具，則應在np=2nmax條件下試驗而不發(fā)生彎曲或斷裂。同時要求刀具生產商必須對可用于高速切削的刀具明示其最大使用轉速。在此條件下使用刀具的安全性將得到充分的安全保證。當然，對于非高速切削刀具(即在左圖的綠色部分)，則不需要作如此要求。因此我們在選用高速切削刀具時應嚴格按照生產商提供的核定最高轉速規(guī)定。但由于國內尚無高速切削刀具的安全性標準，我們在選用時需要更加慎重。

　　對于高速切削的刀具，我們應采取一定措施來保證其安全性。比如，瓦爾特要求對高速切削的刀片式刀具，使用原廠刀片鎖緊螺釘以保證安全性;刀片安裝時保證規(guī)定扭矩;同時在刀片更換5次后，使用新的刀片鎖緊螺釘以防止螺釘因疲勞著成造成夾緊力下降，影響刀具的安全使用。

　　帶離心力卸載的銑刀示意

　　同樣，刀具生產商也應該采取措施來加強刀具在高速加工中的安全性。國外一些著名的刀具生產商近年來在刀片式刀具的開發(fā)中紛紛采用了技術措施來加強刀具的安全性，刀片與刀體間增加離心力卸載結構就是其中之一。左圖的刀體上有一個突起，刀片的相應位置上則有一個凹坑，刀片的離心力可由刀片與刀體間的摩擦力、螺釘?shù)闹С辛�和離心力卸載結構的支承力共同承擔，這樣抵御刀片飛出的能力得到了加強。