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高速銑刀結構常用于切削難加工材料效果很好，又因其磨削性能好，可制成復雜刀具，因此國內(nèi)外使用得很普遍。結合高速銑刀結構安全性標準，通過有限元計算模型的分析，為適應安全性要求，可采取以下措施：

1、改進刀具的夾緊方式

模擬計算和破裂試驗研究表明，刀片的夾緊方法不允許采用通常的摩擦力夾緊，要用帶中心孔的刀片、螺釘夾緊方式，或用特殊設計的刀具結構以防止刀片甩飛。刀座、刀片的夾緊力方向與離心力方向*，同時要控制好螺釘?shù)念A緊力，防止螺釘因過載而提前受損。對于小直徑的帶柄銑刀，可采用液壓夾頭或熱脹冷縮夾頭實現(xiàn)夾緊的高精度和高剛度。

2、提高刀具的動平衡性

提高刀具的動平衡性對提高的安全性有很大的幫助。因為刀具的不平衡量會對主軸系統(tǒng)產(chǎn)生一個附加的徑向載荷，其大小與轉速的平方成正比。

設旋轉體質量為m，質心與旋轉體中心的偏心量為e，則由不平衡量引起的慣性離心力F為：

F=emω2=U（n/9549）2

式中：U為刀具系統(tǒng)不平衡量（g·mm），e為刀具系統(tǒng)質心偏心量（mm），m為刀具系統(tǒng)質量（kg），n為刀具系統(tǒng)轉速（r/min），ω為刀具系統(tǒng)角速度（rad/s）。

由上式可見，提高刀具的動平衡性可顯著減小離心力，提高高速刀具的安全性。因此，按照標準草案要求，用于高速切削的銑刀必須經(jīng)過動平衡測試，并應達到ISO1940－1規(guī)定的G4.0平衡質量等級以上要求。

3、減輕刀具質量，減少刀具構件數(shù)，簡化刀具結構

由試驗求得的相同直徑的不同刀具的破裂極限與刀體質量、刀具構件數(shù)和構件接觸面數(shù)之間的關系，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，刀具質量越輕，構件數(shù)量和構件接觸面越少，刀具破裂的極限轉速越高。研究發(fā)現(xiàn)，用鈦合金作為刀體材料減輕了構件的質量，可提高刀具的破裂極限和極限轉速。但由于鈦合金對切口的敏感性，不適宜制造刀體，因此有的已采用高強度鋁合金來制造刀體。

另外，在刀體結構上，應注意避免和減小應力集中，刀體上的槽（包括刀座槽、容屑槽、鍵槽）會引起應力集中，降低刀體的強度，因此應盡量避免通槽和槽底帶尖角。同時，刀體的結構應對稱于回轉軸，使重心通過銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結構應盡可能消除游隙，并且要求重復定位性好。目前，已廣泛采用HSK刀柄與機床主軸連接，較大程度地提高了刀具系統(tǒng)的剛度和重復定位精度，有利于刀具破裂極限轉速的提高。此外，機夾式的直徑顯露出直徑變小、刀齒數(shù)減少的發(fā)展趨勢，也有利于刀具強度和剛度的提高。

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