3.1.3.1 刀具夾持系統
數控加工刀具系統的分類有多種方法：
1）按照刀柄的結構分類
刀柄的結構可分為整體式、模塊式兩大類。
（1）整體式刀柄直接安裝刀具，剛性好，但需要針對不同尺寸和結構的刀具以及不同的機床主軸接口形式分別配備，其規格、品種繁多，生產過程中管理不便，但刀具系統在切削過程中穩定可靠。
（2）模塊式刀柄增加了中間連接部分，裝配不同的刀具時更換連接部分即可，克服了整體式刀柄的缺點，但對連接精度、剛性、強度等都有很高的要求。
2）按刀柄與主軸連接方式分類
刀柄是高速切削的關鍵部件，起著傳遞機床精度和扭矩的作用。刀柄的一端是機床主軸，另一端是刀具。高速切削薄壁結構時，刀柄必須具備高速加工的刀柄的一切要求，如好的動平衡型、很高的幾何精度和裝夾重復精度和很高的裝夾剛度等。
刀柄與主軸連接方式有單面定位結構和雙面定位結構。
（1）單面定位結構中，刀柄以錐面與機床主軸孔配合，端面有2mm左右間隙，常見的有BT40、BT50刀柄。這種定位結構精度較低、剛性較差，適用的主軸轉速在10000r/min以下，不適合高速切削。
（2）雙面定位結構中，刀柄以錐面、端面與機床主軸孔配合，這種結構具有很好的動態連接剛度和較好的重復定位精度，適合高速、高精度加工過程。典型的有德國的HSK工具系統、美國KENNAMETAL的KM工具系統、日本日研（NIKKEN）的NC5工具系統、日本的BIG-PLUGS結構、瑞典SANDVIK的CAPT工具系統等。
3）按刀具夾緊方式分類
刀具夾緊方式可分為彈簧夾頭結構、側固式結構、液壓夾緊式結構、熱固定結構。
（1）彈簧夾頭結構在數控加工中適用較多，采用ER型彈性卡爪，適用于夾持20mm以下直徑的銑刀進行銑削加工。
（2）側固式結構在刀柄側面設計有緊固螺釘，刀具柄部側面設計有小斜平面，裝配時采用側向夾緊，適用于切削力大的場合，但每種規格的刀具都需對應配備相應規格的刀柄，規格較多，不易管理。
（3）液壓夾緊式結構利用液壓原理夾緊刀具，可提供較大夾緊力，刀柄成本較高。
（4）熱固式結構利用熱脹冷縮原理夾緊刀具，裝刀時對夾持部位進行加熱，裝入刀具后冷卻，夾持部位收縮夾緊刀具，使刀具和刀柄合二為一，刀具系統穩定可靠。使用這種結構的刀柄需要配備專用的刀柄加熱
數控加工刀具
在數控加工中，刀具的使用直接關系到加工精度的高低、表面加工質量的優劣和加工效率高低。同普通機床上使用的刀具相比，數控機床上使用的刀具剛性好、精度高、抗振及熱變形使用壽命長，切削速度高，切削過程穩定、可靠；結構上互換性好，便于快速換刀；刀片、刀柄等規格化、系列化、標準化。
1．數控加工刀具材料應具備的基本性能
（1）高硬度：刀具材料的常溫硬度一般不低于62HRC。
（2）良好的耐熱性：刀具材料在高溫時會降低硬度而導致失效。各類刀具材料可承受的切削溫度：高速鋼為600℃，硬質合金為800℃～1000℃，陶瓷刀具為1200℃。
（3）較高的耐磨性：耐磨性是刀具抵抗摩擦與磨損的能力，通常刀具材料的硬度越高，硬性越好。
（4）足夠的強度：高速鋼抗彎強度最高，硬質合金次之，陶瓷刀具最低。
（5）一定的韌性：在加工余量不均勻、斷續切削、承受沖擊與振動的切削加工條件下，刀具有一定的韌性。硬質合金比高速鋼的沖擊韌性低，陶瓷刀具更低。
（6）良好的熱導性：刀具材料的導熱系數越大，熱導性越好，切削熱容易傳出，有利于降低切削溫度。
（7）良好的抗熱振性：繼續切削時刀具承受熱沖擊和機械振動，反復作用的熱沖擊和機械振動會導致刀具出現裂紋。彈性模量和熱膨脹系數小、導熱系數和抗彎強度大時，刀具材料的抗熱振性增加。
（8）較高的化學穩定性：切削時，潔凈的工件金屬表面材料化學活潑性強，工件易與刀具材料相互擴散。空氣中的氧、切削液中的氯、硫等易與刀具材料中的Co、WC、TiC等起化學作用，產生機械磨損、化學磨損和氧化磨損。
（9）良好的工藝性：刀具材料應具有良好的鍛造、焊接、切削和磨削性能，容易制造形狀和結構復雜的刀具。
（10）材料的經濟性：刀具材料應考慮自然資源情況、刀具成本等因素，以降低工件的制造成本。
