3.1.3.1  刀具夹持系统
数控加工刀具系统的分类有多种方法：
1）按照刀柄的结构分类
刀柄的结构可分为整体式、模块式两大类。
（1）整体式刀柄直接安装刀具，刚性好，但需要针对不同尺寸和结构的刀具以及不同的机床主轴接口形式分别配备，其规格、品种繁多，生产过程中管理不便，但刀具系统在切削过程中稳定可靠。
（2）模块式刀柄增加了中间连接部分，装配不同的刀具时更换连接部分即可，克服了整体式刀柄的缺点，但对连接精度、刚性、强度等都有很高的要求。
2）按刀柄与主轴连接方式分类
刀柄是高速切削的关键部件，起着传递机床精度和扭矩的作用。刀柄的一端是机床主轴，另一端是刀具。高速切削薄壁结构时，刀柄必须具备高速加工的刀柄的一切要求，如好的动平衡型、很高的几何精度和装夹重复精度和很高的装夹刚度等。
刀柄与主轴连接方式有单面定位结构和双面定位结构。
（1）单面定位结构中，刀柄以锥面与机床主轴孔配合，端面有2mm左右间隙，常见的有BT40、BT50刀柄。这种定位结构精度较低、刚性较差，适用的主轴转速在10000r/min以下，不适合高速切削。
（2）双面定位结构中，刀柄以锥面、端面与机床主轴孔配合，这种结构具有很好的动态连接刚度和较好的重复定位精度，适合高速、高精度加工过程。典型的有德国的HSK工具系统、美国KENNAMETAL的KM工具系统、日本日研（NIKKEN）的NC5工具系统、日本的BIG-PLUGS结构、瑞典SANDVIK的CAPT工具系统等。
3）按刀具夹紧方式分类
刀具夹紧方式可分为弹簧夹头结构、侧固式结构、液压夹紧式结构、热固定结构。
（1）弹簧夹头结构在数控加工中适用较多，采用ER型弹性卡爪，适用于夹持20mm以下直径的铣刀进行铣削加工。
（2）侧固式结构在刀柄侧面设计有紧固螺钉，刀具柄部侧面设计有小斜平面，装配时采用侧向夹紧，适用于切削力大的场合，但每种规格的刀具都需对应配备相应规格的刀柄，规格较多，不易管理。
（3）液压夹紧式结构利用液压原理夹紧刀具，可提供较大夹紧力，刀柄成本较高。
（4）热固式结构利用热胀冷缩原理夹紧刀具，装刀时对夹持部位进行加热，装入刀具后冷却，夹持部位收缩夹紧刀具，使刀具和刀柄合二为一，刀具系统稳定可靠。使用这种结构的刀柄需要配备专用的刀柄加热
数控加工刀具
在数控加工中，刀具的使用直接关系到加工精度的高低、表面加工质量的优劣和加工效率高低。同普通机床上使用的刀具相比，数控机床上使用的刀具刚性好、精度高、抗振及热变形使用寿命长，切削速度高，切削过程稳定、可靠；结构上互换性好，便于快速换刀；刀片、刀柄等规格化、系列化、标准化。
1．数控加工刀具材料应具备的基本性能
（1）高硬度：刀具材料的常温硬度一般不低于62HRC。
（2）良好的耐热性：刀具材料在高温时会降低硬度而导致失效。各类刀具材料可承受的切削温度：高速钢为600℃，硬质合金为800℃～1000℃，陶瓷刀具为1200℃。
（3）较高的耐磨性：耐磨性是刀具抵抗摩擦与磨损的能力，通常刀具材料的硬度越高，硬性越好。
（4）足够的强度：高速钢抗弯强度最高，硬质合金次之，陶瓷刀具最低。
（5）一定的韧性：在加工余量不均匀、断续切削、承受冲击与振动的切削加工条件下，刀具有一定的韧性。硬质合金比高速钢的冲击韧性低，陶瓷刀具更低。
（6）良好的热导性：刀具材料的导热系数越大，热导性越好，切削热容易传出，有利于降低切削温度。
（7）良好的抗热振性：继续切削时刀具承受热冲击和机械振动，反复作用的热冲击和机械振动会导致刀具出现裂纹。弹性模量和热膨胀系数小、导热系数和抗弯强度大时，刀具材料的抗热振性增加。
（8）较高的化学稳定性：切削时，洁净的工件金属表面材料化学活泼性强，工件易与刀具材料相互扩散。空气中的氧、切削液中的氯、硫等易与刀具材料中的Co、WC、TiC等起化学作用，产生机械磨损、化学磨损和氧化磨损。
（9）良好的工艺性：刀具材料应具有良好的锻造、焊接、切削和磨削性能，容易制造形状和结构复杂的刀具。
（10）材料的经济性：刀具材料应考虑自然资源情况、刀具成本等因素，以降低工件的制造成本。