为保证PCD刀具的使用寿命和加工精度，提高对Ti6Al4V钛合金的加工效率，对PCD刀具精车加工Ti6Al4V钛合金进行模拟仿真分析，并通过响应面分析法计算建立切削力和刀尖温度随刀具参数（前角γo、后角 αo、钝圆半径rε）变化的二次响应面数学模型。根据响应面模型方差分析和显著性检验证明响应面预测模型的有效性，分析PCD刀具精车加工Ti6Al4V钛合金时刀具参数对切削力和刀尖温度的影响从而获得最优刀具参数。结果表明：钝圆半径对切削力的影响最大，后角对刀尖温度的影响最大，适当增大前角、减小后角及钝圆半径能够有效降低切削力、刀尖温度；最终得出最优刀具参数组合为前角γo=12°、后角αo=7°和钝圆半径rε=0.04 mm。