高速铣刀的安全性破坏问题是解决铣刀高精度、高效率切削的关键问题。载荷作为直接引起刀具变形甚至破坏的直接原因,其大小与分布严重影响了铣刀切削过程中的安全性问题。在国家自然科学基金项目“高能效铣刀波动力学损伤机理及其多尺度协同设计方法(51375124)”支持下,对铣刀安全性破坏问题即初始衰退、安全性衰退过程及完整性破坏的载荷作用机制及铣刀安全性控制方法进行以下研究:为研究高速铣刀完整性破坏载荷作用机制,对铣刀完整性行为进行分类,结合铣刀材料表面微观形貌及金相组织分别提出铣刀行为的识别方法,建立铣刀完整性破坏判据,获得铣刀完整性破坏识别方法。分别对结合面压溃、延性断裂及剪切断裂进行因素响应特性分析,获得完整性载荷作用机制,提出铣刀完整性破坏控制方法。依据高速铣刀安全稳定性模型和分析结果,采用四种典型结构高速铣刀进行高速铣削实验,获得铣刀安全性失稳特征行为序列,阐明高速铣刀安全性失稳过程。通过对引起铣刀组件安全失稳的激振力的研究,建立铣刀动态切削力频谱模型及分析方法,获得高速铣刀初始衰退的载荷作用机制,并在结合高速铣刀安全稳定性分析模型,结合实验提出铣刀初始衰退的载荷控制方法。根据高速铣刀振动响应分析结果,获得铣刀安全性衰退过程中组件变形与振动行为特征,揭示铣刀安全性衰退演变过程及其载荷特性。通过对不同离心力、预紧力及切削力下铣刀安全性衰退的响应分析,得出高速铣刀安全性衰退载荷作用机制。对高速铣刀模型形变进行变形速率过程行为特征分析,获得铣刀安全性衰退载荷作用机制,结合实验提出铣刀衰退过程的载荷控制方法。采用公理设计理论,建立铣刀安全性功能设计模型,根据安全性设计中产生的交互作用,对铣刀安全性设计矩阵进行解耦与重构,在建立铣刀底层功能设计模型的同时,提出铣刀安全性结构与工艺协同设计方法。