随着工业全球化,生产制造企业纷纷追求高效生产,而金属切削加工作为现代制造业的核心,必须满足机械制造业的要求,因此提出了高性能切削技术。国外刀具厂商相继也研发和改进了高性能刀具,我国从二十世纪末开始对可转位面铣刀进行改进,但与国际先进水平相比,我国的高性能刀片、高精度刀片仍亟待发展。随着国内外大进给铣削的应用,对大进给铣削刀具的性能提出了更高技术要求。本文基于大进给铣削的特点,主要研究刀具主偏角、切削刃形状以及刃口形式对切削模具钢的切削性能影响规律,优化大进给铣削刀具的切削刃形状和主要几何角度,为大进给铣削刀具的进一步优化提供试验依据和理论基础。首先,基于大进给铣削的减薄切屑原理,制备五种不同主偏角的铣削刀具,利用机械法对其进行力学建模分析,通过回归拟合与最小二乘法求出了不同主偏角条件下的铣刀力学模型,并成功对平均力和瞬时力进行预测。同时对比切削力大小及其分布,并探究了五种不同主偏角刀具的刀具磨损形态和失效形式,发现主偏角为12°的大进给铣削刀具切削性能较好。其次,针对刀具刃形对切削的影响,设计并制备了一种凸形曲线切削刃铣刀,通过切削试验,对比了平刃铣刀与凸刃铣刀的切削力、刀具寿命和切屑微观形貌,并探究了凸刃刀具的磨损机理。凸刃铣刀能够有效降低Y向和Z向的切削力,从而减小切入切出时刀具前刀面的力冲击,从而使刀具稳定性与寿命得到提高。最后,对大进给铣削刀具的切削刃加工刃口倒棱,制备了五种不同倒棱角铣刀进行对比试验,探究不同刃口倒棱角对大进给铣削刀具的性能影响规律。对比了铣刀的切削力、磨损、寿命、切屑微观形貌,发现刃口倒棱角为20°时铣刀的切削性能最佳。