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核能发电作为世界的高端发电技术，为各国家提供高效清洁的能源输出。水室封头是核电蒸发器的关键部件之一，世界上只有少数发达国家能够生产，其制造技术对我国实行严格控制和封锁。因此，以水室封头为典型零件进行高效铣削加工技术研究，对我国化工和核电重大工程项目建设将具有重要现实意义和战略意义。首先本文以水室封头材料A508-3钢为工件材料，进行插铣部分的刀具设计和切削试验，为加工水室封头提供研究数据。根据该材料由于韧性大、热强度高易与刀具产生粘结破损等难加工特性，来设计插铣刀具的结构，包括刀具类型，刀具材料，刀具几何特征和装夹方式等。其次基于UG NX进行了插铣刀的参数化设计，可以提高建模的效率。通过这个平台，能够自动生成主偏角不同三维模型，创建插铣刀的参数化。为后期DEFORM切削仿真和ANSYS模拟仿真提供便利。接着通过DEFORM切削仿真分析主偏角对切削力的影响，得出插铣刀的切削力大小；通过ANSYS对插铣刀的静力分析得出主偏角对插铣刀总变形的影响，基于此结果优化了刀具结构参数并最终加工制造。最后采用正交试验的方法，使用LabVIEW采集数据，研究了切削速度、每齿进给量和径向切削宽度三因素对插铣过程中切削力的影响，建立切削力模型。根据试验结果进行回归分析，并用SPSS软件计算求出回归系数。针对材料为A508-3钢工件和Φ20mm的插铣刀，通过极差分析和刀具许用挠度方法选取最优切削参数。