汽车是最重要的交通工具之一,随着生活水平的提高,人们对家用汽车的个性化需求不断提高,因此要求汽车企业推出更多的新车型和不断对汽车改型换代。而改变汽车外观则需更新汽车覆盖件模具,模具制造的效率变得非常重要。刀具技术对于模具制造起重要作用,为了提高加工效率,采用专用刀具加工不同特征的型面,即刀具“专用化”。刀具专用化导致刀具的种类增加,单件的批量降低。因此提高刀具设计与制造准确性、灵活性及适应性对于实现刀具专用化非常重要。为了提高刀具设计和制造的准确性、灵活性和适应性,本文分析了刀具设计过形状、性能和使用的重要因素及其联系,并且分析了刀具磨制过程影响磨削质量、精度和灵活性的主要因素;然后为了传递设计和制造过程中信息,本文提出了刀具设计和制造特征;在此基础上,提出了刀具“形-性-用”一体化设计方法和分布式刀具制造方法。为了实现刀具“形-性-用”一体化设计方法,针对其系统数据结构复杂性的特点,采用IDEF0功能建模方法架构了刀具设计方法中刀具“形”、“性”和“用”3个模块的多层结构模型,并开发了相应的软件;针对球头铣刀倒棱刃的模型问题,建立了带有倒棱球头铣刀切削刃、倒棱面、倒棱轨迹、前刀面、前刀面轨迹、后刀面和第二后刀面磨削轨迹的数学模型。为了实现分布式刀具制造方法,研究了刀具制造系统框架和刀具制造过程涉及到的数学模型。将分布式工艺规划思想和功能块(Function Block(FB))应用于刀具制造系统,建立了刀具制造方法框架,并设计了与刀具制造特征对应FB及加工整个刀具所涉及到的FB工作流程;针对刀具制造中数据点问题,建立了球头铣刀倒棱面磨削砂轮轨迹和砂轮矢量模型,并开发了磨削轨迹离散算法。为了验证整体硬质合金球头铣刀“形-性-用”一体化设计与分布式刀具制造方法,以具有不同硬度拼接结构的淬硬钢模型的加工为例,分析了整体硬质合金球头铣刀“形-性-用”一体化设计方法的工作流程,设计了专用刀具;并利用刀具制造软件中刀具制造模型生成加工程序,采用Saacke UWIF磨削中,磨制了刀具样件;通过对比试验,验证了本文倒棱切削刃具有更好的抗破损性能。