随着新材料、新工艺的出现,传统参数固定的通用刀具难于满足现代制造业灵活的需求,在切削过程中刀具几何参数影响切削力与切削温度,而力与温度是造成刀具磨损和失效的主要原因,同时还影响着加工表面的形状与质量。目前国内外多数学者将刀具参数作为已知量进行研究,而非针对具体的加工对象设计具有专用属性的高性能刀具,且刀具几何参数之间是相互关联的,不可孤立的选择某一参数。在满足一定的切削工况下,优化刀具几何参数是提升切削性能的有效手段,使用试验方法分析金属切削过程,需配备高精度设备和检测仪器作为支撑,成本代价高昂,随着现代计算机技术的蓬勃发展,基于有限元理论的定量化仿真技术成为了研究切削加工和刀具优化的有力工具,但其自动化程度较低,刀具与仿真前处理的建模周期长。为了使球头铣刀几何参数的优化设计更加高效,本文提出了集成仿真优化刀具几何参数的方法,研究了Isight集成UG、ABAQUS软件的关键技术,阐述了在集成过程中所需的必要文件及其获取方法。首先,分析球头铣刀的结构特征,建立了Isight集成UG所需的刀具特征变量表达式文本、球头铣刀参数化模型文件、UG模型更新代码程序。然后基于有限元切削仿真的关键技术,建立了集成所需的三维铣削有限元仿真模型,并对仿真的结果进行了实验验证,同时以该模型建模步骤为基础,编写集成ABAQUS更新刀具的仿真建模代码程序,依次完成了Isight对UG、ABAQUS软件的集成工作。最后,基于Isight搭建了球头铣刀几何参数集成仿真优化平台,使用命令流方式快速建模,充分利用流程自动化控制铣削仿真循环执行,提取仿真数据建立了球头铣刀几何参数的铣削力和铣削温度近似模型。依据优化问题的数学描述,基于建立的近似模型,采用NSGA-Ⅱ优化算法以最低铣削力和最低铣削温度为目标得到了优化的刀具几何参数。将刀具的建模、仿真及优化工作统一在整体平台框架下,通过软件间数据流转和文件传递自动化替代了人工重复性建模工作,提高了仿真建模和优化设计的工作效率,为高性能专用刀具的优化设计提供了一种行之有效的方法与思路。