目前,硬质合金立铣刀因其良好的切削性能,已成为铣削加工中的主流刀具,但是由于立铣刀的结构非常复杂,在切削加工过程中影响的因素较多,给立铣刀的设计和性能研究带来了很大的困难。随着三维制图软件和有限元分析技术在刀具设计行业中的迅速发展,从根本上解决了传统意义上刀具设计的难题。本文的主要内容就是利用有限元分析软件对刀具结构和切削参数进行优化,以便充分的发挥硬质合金立铣刀切削加工性能。首先,本文从切削原理出发,利用有限单元法建立平头立铣刀的力学模型,从理论上阐述了铣削力的来源与计算方法。其次,对于硬质合金立铣刀的结构优化,主要是利用有限元分析软件AdvantEdge。从立铣刀的前角、后角和螺旋角着手,分析了刀具几何参数对切削力和刀具温度的影响,利用正交试验法对刀具结构进行优化,同时将优化结果与刀具原有结构做对比分析,验证了优化结果的可行性。第三,切削力是切削加工过程中最重要的物理因素之一,因此本文的重点是利用有限元软件对铣削加工过程中的切削力进行仿真研究,并优化切削参数。得到了不同切削加工参数对切削加工过程的影响及铣削力的预测模型,并以铣削力和加工效率为目标函数,结合遗传算法实现铣削参数的优化。最后,通过三维软件Pro/E建立整体硬质合金立铣刀的三维模型,利用有限元软件ANSYS对立铣刀进行模态分析。得到了立铣刀的固有频率和振型随着不同夹持长度的变化趋势。论文针对硬质合金立铣刀进行的结构参数及切削参数优化的方法和结论,对立铣刀的设计有较好的参考和借鉴价值。