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核聚变以其清洁和经济的特性成为一种理想的能源。在核聚变装置中，KDP晶体作为一种必不可少的光学元件用来实现激光的倍频等功能，而这种KDP晶体元件在激光连续照射下，会在表面产生微凹坑、微裂纹等缺陷，微铣削以其高柔性特点成为国内外最被认可的修复这些缺陷的方法。由于KDP晶体的软脆特性，在修复时对微铣刀的几何参数有特殊的要求，故本课题先设计了两种类型的球头微铣刀，通过仿真研究找出这两种微铣刀最优的前角、后角和刀刃钝圆半径几何参数，并制造出优化后PCD微铣刀，最后对此PCD微铣刀的修复性能进行验证。本文在充分考虑PCD球头微铣刀的可加工性及KDP晶体材料特性的情况下，设计了两种类型球头微铣刀，即平前刀面型球头微铣刀和回转对称面型球头微铣刀，同时通过建立微铣刀切削KDP晶体的三维有限元仿真模型，对最小切削层效应和切削过程中切削力、刀具及工件上应力分布进行了研究；接着在仿真模型中，通过监测切削过程中切削力、刀具及工件上应力分布变化，优选出刀具的几何参数，得出直径为0.5mm的回转面型球头微铣刀在法向前角、法向后角和刀刃钝圆半径分别为-45、45和5m为最优，而平前刀面型球头微铣刀法向前角和后角分别为-35和12时为最优；对微铣刀的的动态性能进行分析，得出所设计微铣刀有良好动态性能，且悬伸量越小越有利于防止刀具共振；对所设计的回转面型微球刀进行制造，但由于刃磨设备的限制，只刃磨出法向前角小于等于-70的微球刀。用有限元仿真研究切削参数对KDP晶体切削的影响，随着进给速度和铣削深度增大及主轴转速减小，三向切削力的P-V值增大。以此为指导，开展KDP晶体的单因素切槽实验，探索了所设计微铣刀切削KDP晶体的塑性域切削参数，主轴转速和主轴偏角对KDP晶体加工质量的影响较大，而铣削深度和进给速度对KDP晶体加工质量的影响较小，当主轴转速和主轴偏角增大、铣削深度和进给速度减小时，槽表面质量会更好。用所设计微铣刀和所购置的NS微球刀分别进行KDP晶体的切槽正交实验和修复实验，发现两种刀具加工的槽和修复曲面的形貌都较好，且自制刀具所切槽的表面粗糙度Ra值要略低于NS刀具所切槽的表面粗糙度Ra值，初步验证了自制微铣刀的切削性能；而自制刀具所加工的修复轮廓表面粗糙度Ra值要高于NS刀具所加工的修复轮廓表面粗糙度Ra值，这与自制微铣刀负前角过大及刀刃的圆度误差有关。