根據刀具尺寸越大，加工效率越高的特點，對大面積的復雜曲面而言，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域內加工效率越高，但在曲面上不滿足條件的區域面積也越大，這些欠切區域需要由加工效率較低的小刀具進行加工，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關系。如圖

　　大刀具尺寸與加工效率的函數關系，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，相當于只采用在整個曲面上都滿足條件的小刀具進行曲面加工，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關系，并選擇出理想是大尺寸復雜曲面實現加工效率提升的有效途徑。

　　大刀具尺寸與加工效率的函數關系針對大尺寸復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行刀具路徑規劃，進而采用仿真程序進行仿真切削，再進行加工效率的比較，*終也可得出優化的刀具組合。但由于該方法過于耗時，因此難以得到實際應用。*優小刀具選擇曲面加工的*優小刀具是指能夠加工整個曲面而不發生干涉的*大尺寸刀具。干涉特征點則是指*容易與刀具發生干涉的曲面點。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*容易發生干涉的區域在具有*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決定了小刀具的類型及尺寸。

　　刀具類型選擇關于刀具類型的選擇，盡管球頭銑刀在數控加工中的應用相當普遍，但實踐證明平頭立銑刀比球頭銑刀有明顯的優勢：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勢，因此在可能的情況下應優先選用平頭刀。

　　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*優小刀具半徑式可確定出球頭形或平頭形的*優小刀具的刀具尺寸，滿足了刀具在整個曲面內進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一步檢測。在曲面的干涉特征點處應用干涉避免算法對所確定的刀具進行驗證調整后，*終確定的刀具半徑才是*終的優化小刀具尺寸。

　　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域面積密切相關：刀具的尺寸越大、在所能加工的區域內加工效率越高，然而所能進行的無干涉切削區域就越小。