雖然使用“現成的”標準銑刀進行切削加工有不少好處，但有時仍然需要為一些特定加工專門設計銑刀。無論應用于哪個行業，如果標準銑刀無法達到所要求的加工循環時間，就需要設計專用銑刀。

      使用“現成的”標準銑刀進行切削加工有不少好處：刀具無需專門定制，通常從很多供應商那里都可以買到，刀具價格具有競爭力，可以預測加工結果。然而，雖然幾乎每種銑削加工都有多種標準刀具可供選用，但零部件制造商仍然需要為一些特定加工專門設計銑刀。美國Greenleaf公司應用工程師Donald R. Hughes說，“舉例來說，對于曲軸加工，就沒有現成的標準銑刀。曲軸銑刀需要根據特定的工件和加工機床量身定制。”

       在壓縮機螺桿加工企業也存在類似情況。山特維克可樂滿的銑刀專家Ken Accavallo說，“螺桿銑刀屬于專用成形刀具，每把銑刀都需要專門設計。”他指出，使用這些專用銑刀，最終用戶無需多次走刀，就能高效加工出相互嚙合并推動空氣通過壓縮機的陰陽螺紋牙型。

       無論應用于哪個行業，如果標準銑刀無法達到所要求的加工循環時間，就需要設計專用銑刀。此外，在某些情況下（如客戶更改了生產訂單），對加工循環時間的要求也可能發生變化。HORN（美國）公司銷售經理Duane Drape描述了一種假設的情況：一個制造商過去每年能在一臺機床上用標準銑刀加工20,000個零件，但現在訂單增加到每年25,000個零件。該制造商面臨兩種選擇：一是再購置一臺機床，用于加工新增的5,000個零件；二是找到一種方法，在無需新增固定資產投資的情況下，提高現有機床的加工能力，使其能每年生產25,000個零件。如果改用合適的專用銑刀，則不僅可能在一臺機床上完成要求的全部加工任務，甚至還可能使該機床有富余時間用于加工其他零件。

      通過定制刀具提高生產率和金屬去除率并不總是意味著必須在刀具設計上大動干戈。Hughes表示，“有時候，通過簡單地增加刀片數量，或在專用刀具上配置能完成多種加工和減少走刀次數的復合刀片，就能達到提高生產率的目的。”

      Drape也認為，定制刀具可能只需要對現有標準刀具進行細微的改動，如增加一條棱帶或刀尖圓弧半徑，就能減少或省略手工去毛刺工序。

      為了滿足嚴格的尺寸公差和表面光潔度要求，最終用戶可能也需要定制刀具。Drape舉例說，“銑削加工5mm寬的溝槽時，如果用銑削寬度與其最接近的4mm標準銑刀加工，就需要兩次走刀，從而需要更長的加工循環時間，并有可能產生少量重疊銑削部分，而這是表面光潔度要求所不允許的。因此，必須采用能一次走刀完成加工的專用銑刀。”

      刀具制造商往往需要設計能用一把刀具完成多種加工的專用復合刀具。一個原因是可以通過取消換刀而縮短加工循環時間。另一個原因是換刀機械手可能沒有剩余空位和需要進行另外一種加工。

       Hughes舉例說，為了加工一種非常規的工件廓形，Greenleaf公司曾為用戶設計了一種刀片位于8個不同軸向和徑向位置的專用銑刀，與用多把標準銑刀加工相比，這種專用銑刀可以減少8次走刀。

      專門生產專用硬質合金鍵槽銑刀和成形銑刀的TMFM公司銷售經理Ross Wegryn-Jones認為，在多功能復合刀具并非必需的情況下，用戶通常更愿意使用單一功能刀具。他說，“我們主要還是開發單一功能的專用刀具，其他加工則依靠換刀來完成。復合刀具存在一些缺陷，以鉆削/螺紋銑削復合刀具為例，當其鉆削部分與螺紋銑削部分的刀具壽命不一致時，就相當令人頭痛。”

       Hughes指出，為了改進現有專用刀具的加工性能，用戶可能希望重新設計一種專用刀具。他說，“并非所有專用刀具的加工性能都一樣，而這正是經驗豐富的刀具供應商可以為用戶提供幫助之處。”

       除了改進現有刀具設計以外，當被加工工件發生變化，或采用其他替代加工方案時，有時也需要重新設計專用銑刀。Drape說，“即使只需要進行很小的修改，我們也會考慮設計新的專用銑刀。”他指出，該公司大約有40％的業務都是設計專用刀具。“如果改動不大，我們將保留相同的刀具編號，并修改其尺寸。但是，即使是細微的修改，也可能使刀具性能顯著提高。”

       無論定制專用銑刀的目的何在，將其用于小批量加工的情況都比較罕見，因為專用刀具的初始成本幾乎總是高于——有時是大大高于——標準刀具。然而，雖然大批量加工是專用刀具的應用目標，但批量的概念并無一定之規。Drape解釋說，“大批量加工并不一定非得是數百萬個零件。如果是在航空航天制造業，加工50個零部件可能就算大批量加工了，這些零部件可能非常大，需要一次又一次反復加工。加工一個零部件可能需要消耗10個刀片，與以前的工藝相比，加工這種工件頗具挑戰性。”

       在其他情況下，為了通過更換刀具材料來提高生產率，也需要重新設計專用刀具。一個例子是，原來使用高速鋼滾刀或成形刀具的用戶希望通過更換硬質合金刀具而獲得更快的切削速度。然而，用硬質合金刀具取代高速鋼刀具并不總是能提高切削速度。Wegryn-Jones說，“很多時候，我們都在等待用戶有能夠使用硬質合金刀具的新型機床。問題是，他們正在使用的機床只適用于高速鋼刀具，使我們的硬質合金刀具無用武之地。我們遇到的最大限制是，用戶的機床不是提高切削速度所需要的新型機床。”

       Wegryn-Jones指出，TMFM公司往往可以通過優化工藝，使用戶不必投資購買新的加工設備。例如，可以在加工中心上銑削一些鍵槽形狀，而無需花錢購買拉床。然而，用戶對機床（尤其是銑/車復合機床）的加工能力可能會有一些不切實際的期望。他說，“這種機床具有銑削功能，但它采用ER 32主軸，最大只能裝夾20mm的刀柄，因此不適合使用硬質合金可轉位銑刀，只能使用整體硬質合金銑刀，現在我們正在設計這種刀具。”

       Accavallo指出，對于那些換刀可能會大大延長加工循環時間的多功能機床，設計能同時完成多種加工的專用復合刀具尤其有利。

       Accavallo說，無論使用何種加工機床，山特維克可樂滿在設計專用刀具之前，都會計算機床的功率和扭矩要求。他說，“如果我們設計的刀具對機床功率要求過高，或無法滿足表面光潔度要求，或加工循環時間過長，或存在任何小的瑕疵，我們都會重新設計刀具。當我們向用戶提供一項解決方案時，一定要確保其行之有效。”

       Drape舉例說明了HORN公司的做法：一個用戶希望在一臺采用40錐度主軸的機床上進行切削寬度10mm、切削深度20mm的銑削加工，為了克服該機床功率不足的局限，該公司根據機床本身的性能條件，對切寬、切深和加工工藝進行了優化。他說，“我們將切寬減小為4mm，每次走刀時采用20mm的全切深，然后將所有刀片等距交錯排列。我們還在該機床的最大功率范圍內提高表面切削速度，并根據機床主軸的負載量調整了進給率。”

       Wegryn-Jones說，在螺紋銑削或成形銑削時，TMFM公司更關心的不是機床功率的大小，而是機床能夠承受的側向負荷壓力。刀具超出基準線越遠，有害的側向負荷壓力就越大。為了減小側向負荷壓力，TMFM公司可以設計一種采用間齒形狀的專用銑刀，以減少每次走刀所切除的材料量。

      Hughes表示，隨著機床加工性能的不斷提高，使用標準銑刀也能獲得很高的生產率，按照傳統觀念必須使用專用刀具的情況將會越來越少。“不過，Greenleaf公司正與許多用戶合作，設計能夠提高生產率的專用刀具。當經濟狀況好轉時，那些在制造業低迷時騰出時間來分析和改進加工工藝的企業將會在競爭中占到先機。”

       刀具制造商定制專用銑刀時重點關注的目標組件各不相同。據Wegryn-Jones介紹，除了整體硬質合金刀具以外，TMFM公司重點定制專用刀片而不是刀體。而Greenleaf公司的Hughes指出，該公司通常是圍繞標準刀片定制設計刀體，不過，他們也設計了許多可以安裝在專用刀體上的專用刀片。

      山特維克可樂滿的設計師們也在努力設計能安裝標準刀片的刀體。Accavallo說，“這是因為刀片是加工中最容易損壞的部件，需要經常更換。設計師不得不從為專用刀具或其他用途而設計制造的大量刀片中進行遴選，并設法將其安裝到刀體上。”Drape表示，雖然與刀片相比，刀體的使用時間更長，但認為刀體無需更換的想法卻是一種誤解。他說，“像刀片一樣，刀體也會失效，它們會隨著時間的推移逐漸喪失精度。”

       Drape指出，雖然HORN公司正設法用盡可能多的標準化組件來組裝銑刀，但仍會根據用戶的特殊要求設計銑刀，包括為定制的刀體和刀片設計專用夾持系統和與機床配套的專用刀桿。“一切都取決于什么樣的刀具能以最低的總成本加工出符合要求的工件。”