根據(jù)刀具尺寸越大，加工效率越高的特點，對大面積的復(fù)雜曲面而言，采用多刀具組合加工也是提高曲面整體加工效率的有效途徑。刀具的尺寸越大，雖然它在所能加工的區(qū)域內(nèi)加工效率越高，但在曲面上不滿足條件的區(qū)域面積也越大，這些欠切區(qū)域需要由加工效率較低的小刀具進(jìn)行加工，因此曲面的整體加工效率反而有可能降低。從理論上說，在小刀具尺寸確定后，大刀具尺寸和曲面的整體加工效率之間存在某種對應(yīng)關(guān)系。如圖

　　大刀具尺寸與加工效率的函數(shù)關(guān)系，在階段隨著大刀具尺寸的增大，曲面的整體加工效率升高，在點達(dá)到*大值；在、階段則隨著大刀具尺寸的增大，曲面的整體加工效率逐漸降低，在點達(dá)到*小值，此時所選擇的大刀具尺寸在整個曲面上都不滿足的條件，相當(dāng)于只采用在整個曲面上都滿足條件的小刀具進(jìn)行曲面加工，因此曲面的整體加工效率與點相同。建立大刀具尺寸與曲面加工效率的函數(shù)關(guān)系，并選擇出理想是大尺寸復(fù)雜曲面實現(xiàn)加工效率提升的有效途徑。

　　大刀具尺寸與加工效率的函數(shù)關(guān)系針對大尺寸復(fù)雜曲面加工的組合刀具選擇除上述方法外，理論上還存在另一種刀具選擇方法：人工選擇不同尺寸的刀具組合并進(jìn)行刀具路徑規(guī)劃，進(jìn)而采用仿真程序進(jìn)行仿真切削，再進(jìn)行加工效率的比較，*終也可得出優(yōu)化的刀具組合。但由于該方法過于耗時，因此難以得到實際應(yīng)用。*優(yōu)小刀具選擇曲面加工的*優(yōu)小刀具是指能夠加工整個曲面而不發(fā)生干涉的*大尺寸刀具。干涉特征點則是指*容易與刀具發(fā)生干涉的曲面點。對存在加工約束面的自由曲面，其干涉特征點非常明確，因此可根據(jù)約束面的特征直接確定干涉特征點的位置。對無加工約束面的自由曲面，曲面上*容易發(fā)生干涉的區(qū)域在具有*大主曲率的曲面點及其鄰域，因此，干涉特征點的確定就依賴于曲面*大主曲率的計算。

　　小刀具的選擇曲面經(jīng)處理得到具有*大主曲率的一個或若干個曲面點，這些曲面點的局部幾何性質(zhì)決定了小刀具的類型及尺寸。

　　刀具類型選擇關(guān)于刀具類型的選擇，盡管球頭銑刀在數(shù)控加工中的應(yīng)用相當(dāng)普遍，但實踐證明平頭立銑刀比球頭銑刀有明顯的優(yōu)勢：一是加工效率高。在相同的加工條件下，平頭刀可以通過改變其刀軸的傾角來獲得較大的有效切削半徑，提高刀具有效切削刃與被加工曲面的接近程度，在滿足相同殘余高度的前提下，平頭銑刀加工可以采用較大的行距，因而具有較高的加工效率。二是切削性能好。球頭刀的切削刃在不同位置處的切削速度不同，而且在接近球頭端點處的切削速度幾乎為零；而平頭刀的切削刃上不同位置處的切削速度相同，因而具有良好的切削性能。

　　上述表明：在自由曲面的多軸加工中，平頭銑刀相對于球頭刀，在曲面的加工效率及精度方面都具有明顯的優(yōu)勢，因此在可能的情況下應(yīng)優(yōu)先選用平頭刀。

　　刀具尺寸選擇干涉特征點及刀具類型確定后，就可進(jìn)行刀具尺寸的選擇。對球頭刀而言，由于切削刃在曲面的各個法截面的投影都是半徑相同的圓弧，因此球頭形的*優(yōu)小刀具半徑式可確定出球頭形或平頭形的*優(yōu)小刀具的刀具尺寸，滿足了刀具在整個曲面內(nèi)進(jìn)行無曲率干涉加工的要求，但刀具的刀底干涉和刀桿干涉還需進(jìn)一步檢測。在曲面的干涉特征點處應(yīng)用干涉避免算法對所確定的刀具進(jìn)行驗證調(diào)整后，*終確定的刀具半徑才是*終的優(yōu)化小刀具尺寸。

　　組合刀具的選擇大刀具的類型選擇方法與小刀具一致，但尺寸的選擇則與所能加工的區(qū)域面積密切相關(guān)：刀具的尺寸越大、在所能加工的區(qū)域內(nèi)加工效率越高，然而所能進(jìn)行的無干涉切削區(qū)域就越小。