數(shù)控沖床高速切削時，高速旋轉著的工件、夾具、刀具積聚著很大的能量，承受著很大的離心力，當主軸轉速達40000r/min時，若有刀片崩裂，撐下來的刀具碎片就像出膛的子彈，可能造成重大的事故和傷害。因此，解決伴隨著高速切削而出現(xiàn)的安全問題成為進一步推廣高速切削的前提。
數(shù)控沖床高速刀具安全性涉及的主要對象是高速旋轉的鏡刀和鍾刀，尤其是高速鏡刀，因為高速鏡削已在模具工業(yè)、航空工業(yè)和汽車工業(yè)得到應用，顯示出很大的優(yōu)越性。所以研究高速鏡刀的安全性更具有緊迫性和現(xiàn)實性。德國早在20世紀90年代初就開始對高速鏡刀安全技術進行了研究，取得了一系列實用性的成果，制訂的DIN6589-1"高速銳刀的安全要求"標準草案，規(guī)定了高速鏡刀失效的試驗方法和標準，該標準已經成為高速鏡刀安全性的指導性文件。
對于數(shù)控沖床機夾可轉位刀片鏡刀的安全性，除了刀體的強度外，還有零件、刀片夾緊的可靠性。為了能在設計階段對刀具的結構強度在離心力作用下受力和變形情況進行定性和定量的分析，可通過有限元方法計算不同轉速下應力大小，模擬失效過程和改進設計方案。有限元模型包括如圖8-13所示的刀體與刀片座、刀片、夾緊螺釘三部分。首先計算刀體(包括螺釘、刀片等零件的質)的純彈性變形，接著對分離出來的刀座做詳細的分析，把前面獲得的刀體彈性變形作為邊界條件加到刀座分離體上。然后由切出的刀座、刀片、螺釘及無質量的摩擦劇組成了刀片夾緊系統(tǒng)的模型，進行夾緊的可靠性分析。有限元模型能模擬刀片在刀座里的傾斜、滑動、轉動，以及螺釘在夾緊時的變形，可計算在不同轉速下的刀片位移和螺釘受力大才根據(jù)計算和試驗，機夾可轉位恍刀在高速下的失效。

可有兩種形式：一種形式是夾緊刀片的螺釘被剪斷，刀片或其他夾緊元件甩飛；另一種形式是刀體的爆碎。在多數(shù)情況下首先出現(xiàn)的是前一種失效，即在較低的速度下出現(xiàn)零件甩飛，隨著轉速進--步提高達到刀體強度的臨界值，才出現(xiàn)后一種失效，刀體爆碎。圖8-14為模擬計算顯示的這兩種失效過程與轉速的關系。在靜止狀態(tài)下刀片的夾緊力對刀體產生一個向心的變形，隨著轉速增加，一方面刀體彈性膨脹，刀片隨刀體一起向外脹。同時，刀片的離心力克服螺釘夾緊力，使向心夾緊力和變形量逐漸減小，直至完全離開刀座的徑向支撐，此時夾緊己完全失效，即達到曲線上的拐點，拐點以后，刀片開始迅速外移直至甩飛。